我國是製造業大國,尤其是在國民經濟(jì)發(fā)展浪潮的推動下,我國製造相關行業都取得了很不錯的成績。而在機械工業當中,齒輪是最重要不可缺(quē)的基礎部(bù)件,應用在國民經濟(jì)各(gè)個領域,我(wǒ)國製造業的蓬勃發展帶動了齒輪行業的快速前進。
目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋(xuán)律,也迎來了一個洗牌期。如今(jīn)智能製造成為了(le)國家推動的新政策,齒輪行業具備標準化、批量大的(de)特點,轉型向智能(néng)化方向更加容易實現,可以說目前(qián)齒輪製造企業的問(wèn)題就是急需改(gǎi)變(biàn)生產模式、提(tí)高工廠自動化水平。
一、我國齒輪行業發展現狀
齒輪工業是我國裝備製造業的基礎性(xìng)產業,產業關聯度高,吸納就業強,技術資金密集(jí),是裝備製造業實現產業升級、技術(shù)進步的重要保(bǎo)障。
經(jīng)過30年的發(fā)展,我國的齒輪行業全麵(miàn)融入了世界配套體係中,並形成了世界上最完整的產業體係,曆史(shǐ)性地實現了從低端向中端的轉變,齒輪技(jì)術體係(xì)和齒輪技術標準體係基本形成。摩托車、汽車、風電以及(jí)工程機(jī)械等行業是(shì)帶動我(wǒ)國齒輪行業的發展動力,在這些相關行業的帶動(dòng)下(xià),齒輪行(háng)業收入規模呈現出較快的增長趨勢,齒輪產業規模(mó)不斷擴大。數據顯示,2016年我國齒輪行業市場產值約為2300億元,位居(jū)世界前列。2017年,齒輪產品產值達到2360億元,同比增長7.02%,約占機械通用零部件(jiàn)總產值(zhí)的(de)61%。
按照產品用途,齒輪行業可(kě)以細分為三類:車輛齒輪、工業齒輪及(jí)齒輪專用裝備;車輛齒(chǐ)輪產品應用的領域包括各類汽車、摩托車、工程機械、農機和軍車等;工業齒輪產品應用的領域包括船用、礦(kuàng)山、冶金(jīn)、航空、電力等;齒輪專用裝備主要為齒輪專用機床、刀具等齒輪製造配套設(shè)備。
在我國龐大(dà)的齒輪市場中,車輛齒輪的市場(chǎng)份額(é)達到 62%,工業齒輪占(zhàn) 38%,其中,汽車齒(chǐ)輪又占車(chē)輛齒輪的 62%,即(jí)占整體齒輪市場的 38%,其他車輛齒輪占整體齒輪市場的 24%。
從(cóng)生產端看,齒輪製造企業5000多家,規(guī)模以上企業1000多家,骨幹企業300多家。其中,上市公司(sī)包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前(qián)進、雙環傳(chuán)動、中大力德和中馬傳動。按照齒輪產品的檔次來分,高、中、低端產品的比例大約為25%、35%和(hé)40%;按照生產高、中、低端產(chǎn)品的企業來分,其比(bǐ)例大約為15%、30%和(hé)55%。
在政策支持方麵,《國家中長期(qī)科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《裝備製造業調整(zhěng)和振興規(guī)劃》、《機械基礎件、基礎製造(zào)工藝和基礎材(cái)料產業“十二五”發展規劃》、《工業強(qiáng)基工程實施指南(2016-2020年)》等(děng)先後發布,對齒輪技術和產品研發及其產業化(huà)促進作(zuò)用很大。
從消費端來看,齒輪主要用於各種汽車(chē)、摩托車、農用車(chē)、發電裝備、冶金(jīn)建材裝(zhuāng)備、工程(chéng)機械、艦船、軌道交通裝備和機器人等(děng)。這些裝(zhuāng)備要求齒輪(lún)和齒輪(lún)裝(zhuāng)置的(de)精度、可靠性、傳動效率越來越高,使用壽命越來越長(zhǎng)。從(cóng)配用齒輪(含齒輪裝置)的價值來看,各種車輛齒輪占比超過60%,其他齒輪占比不足40%。2017年,各類汽車製造企業產銷汽車約2900萬輛,配用手(shǒu)動變(biàn)速器、自(zì)動變速器、驅動橋等齒輪產品約1400億元。2017年,全國發電新增裝機126.61GW。其中,新增火電裝機45.1GW、水電裝(zhuāng)機(jī)9.13GW、並網風電16.23GW、並網太陽能53.99GW、核電裝機2.16GW。這些發電裝備配用增速齒輪箱(xiāng)、減速器(qì)等齒輪產品數十億元。
近年來,在政策和資金的支持下,行業創新能力明顯增強。一些(xiē)行業龍頭企業建立了企業技術中心、企業博士後工作站、院士工作站、企業研究院等創新研發平台(tái),奠定了創新發展的基礎。授權專利量多質優,尤其是發明專利數量明顯增多。科技成果取得重(chóng)大突破,三峽(xiá)升船機大模數硬(yìng)齒麵齒條、大型重載(zǎi)行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產品(pǐn)製(zhì)造技術達到先進水平。不過,企業兩極分化嚴重,“南高齒”、“法士特”和“雙環傳動”分別成為全球風電齒輪箱、重型汽車變速器和汽車與工程(chéng)機械齒輪的品牌,同時不少中小企業仍處於同(tóng)質化惡性競爭中。不同的企業根據自身的特點和優勢專注於(yú)不同的應(yīng)用(yòng)領(lǐng)域,單個企業占整體市場份額比重較小,國內齒輪市場集中度較低。
二、我國齒(chǐ)輪行業發展麵臨的(de)問(wèn)題
雖然我國齒輪行業(yè)在收入規模上(shàng)不斷增長,也具有一定高端產品的製造能力,但(dàn)大多數齒輪產品仍(réng)集中(zhōng)在中(zhōng)低端產品,在功率密(mì)度、可靠性和使用壽命上(shàng)與國際上先進水(shuǐ)平仍存在很大差(chà)距,我(wǒ)們還有很多關鍵產品需要(yào)進口,比如汽車自動變速器、機器人(rén)減速器等。去年我國齒輪進口值達到160億美(měi)元,出口60億美元,逆(nì)差100億美元。目前齒輪行業麵臨的(de)主要問題包括(kuò):
▶ 基礎研究和基(jī)礎數據匱乏,產品設計和製造缺少數據支撐;
▶ 缺(quē)乏麵向全行業的齒(chǐ)輪共性技術和前沿技術研究開發(fā)、重要科技成果轉化及工程化應用研究的創新平台,缺乏指導(dǎo)齒(chǐ)輪及其傳動裝置設計、製造改進和可靠性提升的測試評價服(fú)務體係;
▶ 齒(chǐ)輪行業自主創新(xīn)能力較弱,高端齒(chǐ)輪產品大量依賴進口,核心技術受製(zhì)於人(rén);
▶ 高端產品研(yán)發、製造能力不(bú)足(zú),中低端產品產能嚴重過剩,同質化競(jìng)爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及其穩定性差,產品早(zǎo)期故障率高,使用壽命短,可靠性(xìng)低,不能滿足(zú)主機配套需求;
▶ 高層次研發和高技能人才普遍缺乏,整體人員素質亟待提升(shēng);
▶ 齒輪行業不少中小型企業(yè)陷入融資困難、稅費負擔重等困境,抗風險能力很弱。
三、齒輪行業未來發展趨勢
電動化、柔性化、智能化、輕量化是未來產品的發展趨勢,這對(duì)於傳統齒輪企(qǐ)業來說既是挑戰,也是機遇。
電動化:動力的電動化使傳統齒輪傳動麵臨挑戰,其帶來的危機是:傳統齒(chǐ)輪傳(chuán)動一方(fāng)麵向結構更簡單更輕量化的高轉速、低噪聲、高效率、高(gāo)精度、長壽(shòu)命升級,另一方麵則麵臨電直驅而無需齒輪傳動的顛覆。因此,傳統齒輪變(biàn)速器企業不僅要研究(jiū)如何滿足電動化對超高轉速下(≥15000rpm)齒輪傳(chuán)動(dòng)噪聲控製的要求,抓住(zhù)當前電動汽車爆發式增長(zhǎng)催生的新型變速器增長的機遇,也(yě)要高度關注未來無(wú)齒輪電直驅技術和電磁傳動技術對傳統齒(chǐ)輪傳動及齒輪行業帶來的革命性威脅(xié)。
柔性(xìng)化:未來市場競爭日趨激勵,對產品的(de)需(xū)求趨(qū)於多樣化(huà)、個性化,但單個產品的需(xū)求量不一(yī)定非常(cháng)大,而齒輪行業作為製造行業中基礎性行業,要麵臨眾多(duō)下遊領域,對產品製造的多樣性和效率提出(chū)更高的(de)要求。因此,企業有必要建立彈性生產(chǎn)體係(xì),在同一條生產線上通過設備調整來完成(chéng)不同品種的批量(liàng)生產任(rèn)務,既滿足多品(pǐn)種的多樣化要求(qiú), 又使設備流水線的停工時間達到較小,實現(xiàn)柔性化生產(chǎn),打造企業的核心競爭力。
智能(néng)化:控製技術在機器上的廣泛應用,使機器實現了自(zì)動化;控製技術(shù)、信息通信技(jì)術、網絡(luò)技(jì)術的綜合應用,使機器和製造具備智能化(huà)。對(duì)於傳統齒輪製造企業來說,麵臨的挑戰是如何將電氣工程、電子工程、控製技術、網絡技術和集成,形成智能化。
輕量化:輕質高強度(dù)材料、結構減重和表層改性強(qiáng)化,需要跨行業合作與先進(jìn)仿真技術。
目前,自主創新成為了齒輪行業的主旋(xuán)律,也迎來了一個洗牌期。如今(jīn)智能製造成為了(le)國家推動的新政策,齒輪行業具備標準化、批量大的(de)特點,轉型向智能(néng)化方向更加容易實現,可以說目前(qián)齒輪製造企業的問(wèn)題就是急需改(gǎi)變(biàn)生產模式、提(tí)高工廠自動化水平。

一、我國齒輪行業發展現狀
齒輪工業是我國裝備製造業的基礎性(xìng)產業,產業關聯度高,吸納就業強,技術資金密集(jí),是裝備製造業實現產業升級、技術(shù)進步的重要保(bǎo)障。
經(jīng)過30年的發(fā)展,我國的齒輪行業全麵(miàn)融入了世界配套體係中,並形成了世界上最完整的產業體係,曆史(shǐ)性地實現了從低端向中端的轉變,齒輪技(jì)術體係(xì)和齒輪技術標準體係基本形成。摩托車、汽車、風電以及(jí)工程機(jī)械等行業是(shì)帶動我(wǒ)國齒輪行業的發展動力,在這些相關行業的帶動(dòng)下(xià),齒輪行(háng)業收入規模呈現出較快的增長趨勢,齒輪產業規模(mó)不斷擴大。數據顯示,2016年我國齒輪行業市場產值約為2300億元,位居(jū)世界前列。2017年,齒輪產品產值達到2360億元,同比增長7.02%,約占機械通用零部件(jiàn)總產值(zhí)的(de)61%。
按照產品用途,齒輪行業可(kě)以細分為三類:車輛齒輪、工業齒輪及(jí)齒輪專用裝備;車輛齒(chǐ)輪產品應用的領域包括各類汽車、摩托車、工程機械、農機和軍車等;工業齒輪產品應用的領域包括船用、礦(kuàng)山、冶金(jīn)、航空、電力等;齒輪專用裝備主要為齒輪專用機床、刀具等齒輪製造配套設(shè)備。

齒輪行業分(fèn)類
在我國龐大(dà)的齒輪市場中,車輛齒輪的市場(chǎng)份額(é)達到 62%,工業齒輪占(zhàn) 38%,其中,汽車齒(chǐ)輪又占車(chē)輛齒輪的 62%,即(jí)占整體齒輪市場的 38%,其他車輛齒輪占整體齒輪市場的 24%。

2015年我國齒輪市場份(fèn)額統計情況
從(cóng)生產端看,齒輪製造企業5000多家,規(guī)模以上企業1000多家,骨幹企業300多家。其中,上市公司(sī)包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前(qián)進、雙環傳(chuán)動、中大力德和中馬傳動。按照齒輪產品的檔次來分,高、中、低端產品的比例大約為25%、35%和(hé)40%;按照生產高、中、低端產(chǎn)品的企業來分,其比(bǐ)例大約為15%、30%和(hé)55%。
在政策支持方麵,《國家中長期(qī)科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《裝備製造業調整(zhěng)和振興規(guī)劃》、《機械基礎件、基礎製造(zào)工藝和基礎材(cái)料產業“十二五”發展規劃》、《工業強(qiáng)基工程實施指南(2016-2020年)》等(děng)先後發布,對齒輪技術和產品研發及其產業化(huà)促進作(zuò)用很大。
從消費端來看,齒輪主要用於各種汽車(chē)、摩托車、農用車(chē)、發電裝備、冶金(jīn)建材裝(zhuāng)備、工程(chéng)機械、艦船、軌道交通裝備和機器人等(děng)。這些裝(zhuāng)備要求齒輪(lún)和齒輪(lún)裝(zhuāng)置的(de)精度、可靠性、傳動效率越來越高,使用壽命越來越長(zhǎng)。從(cóng)配用齒輪(含齒輪裝置)的價值來看,各種車輛齒輪占比超過60%,其他齒輪占比不足40%。2017年,各類汽車製造企業產銷汽車約2900萬輛,配用手(shǒu)動變(biàn)速器、自(zì)動變速器、驅動橋等齒輪產品約1400億元。2017年,全國發電新增裝機126.61GW。其中,新增火電裝機45.1GW、水電裝(zhuāng)機(jī)9.13GW、並網風電16.23GW、並網太陽能53.99GW、核電裝機2.16GW。這些發電裝備配用增速齒輪箱(xiāng)、減速器(qì)等齒輪產品數十億元。
近年來,在政策和資金的支持下,行業創新能力明顯增強。一些(xiē)行業龍頭企業建立了企業技術中心、企業博士後工作站、院士工作站、企業研究院等創新研發平台(tái),奠定了創新發展的基礎。授權專利量多質優,尤其是發明專利數量明顯增多。科技成果取得重(chóng)大突破,三峽(xiá)升船機大模數硬(yìng)齒麵齒條、大型重載(zǎi)行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產品(pǐn)製(zhì)造技術達到先進水平。不過,企業兩極分化嚴重,“南高齒”、“法士特”和“雙環傳動”分別成為全球風電齒輪箱、重型汽車變速器和汽車與工程(chéng)機械齒輪的品牌,同時不少中小企業仍處於同(tóng)質化惡性競爭中。不同的企業根據自身的特點和優勢專注於(yú)不同的應(yīng)用(yòng)領(lǐng)域,單個企業占整體市場份額比重較小,國內齒輪市場集中度較低。

二、我國齒(chǐ)輪行業發展麵臨的(de)問(wèn)題
雖然我國齒輪行業(yè)在收入規模上(shàng)不斷增長,也具有一定高端產品的製造能力,但(dàn)大多數齒輪產品仍(réng)集中(zhōng)在中(zhōng)低端產品,在功率密(mì)度、可靠性和使用壽命上(shàng)與國際上先進水(shuǐ)平仍存在很大差(chà)距,我(wǒ)們還有很多關鍵產品需要(yào)進口,比如汽車自動變速器、機器人(rén)減速器等。去年我國齒輪進口值達到160億美(měi)元,出口60億美元,逆(nì)差100億美元。目前齒輪行業麵臨的(de)主要問題包括(kuò):
▶ 基礎研究和基(jī)礎數據匱乏,產品設計和製造缺少數據支撐;
▶ 缺(quē)乏麵向全行業的齒(chǐ)輪共性技術和前沿技術研究開發(fā)、重要科技成果轉化及工程化應用研究的創新平台,缺乏指導(dǎo)齒(chǐ)輪及其傳動裝置設計、製造改進和可靠性提升的測試評價服(fú)務體係;
▶ 齒(chǐ)輪行業自主創新(xīn)能力較弱,高端齒(chǐ)輪產品大量依賴進口,核心技術受製(zhì)於人(rén);
▶ 高端產品研(yán)發、製造能力不(bú)足(zú),中低端產品產能嚴重過剩,同質化競(jìng)爭加劇;
▶ 齒輪產品質量及其穩定性差,產品早(zǎo)期故障率高,使用壽命短,可靠性(xìng)低,不能滿足(zú)主機配套需求;
▶ 高層次研發和高技能人才普遍缺乏,整體人員素質亟待提升(shēng);
▶ 齒輪行業不少中小型企業(yè)陷入融資困難、稅費負擔重等困境,抗風險能力很弱。

三、齒輪行業未來發展趨勢
電動化、柔性化、智能化、輕量化是未來產品的發展趨勢,這對(duì)於傳統齒輪企(qǐ)業來說既是挑戰,也是機遇。
電動化:動力的電動化使傳統齒輪傳動麵臨挑戰,其帶來的危機是:傳統齒(chǐ)輪傳(chuán)動一方(fāng)麵向結構更簡單更輕量化的高轉速、低噪聲、高效率、高(gāo)精度、長壽(shòu)命升級,另一方麵則麵臨電直驅而無需齒輪傳動的顛覆。因此,傳統齒輪變(biàn)速器企業不僅要研究(jiū)如何滿足電動化對超高轉速下(≥15000rpm)齒輪傳(chuán)動(dòng)噪聲控製的要求,抓住(zhù)當前電動汽車爆發式增長(zhǎng)催生的新型變速器增長的機遇,也(yě)要高度關注未來無(wú)齒輪電直驅技術和電磁傳動技術對傳統齒(chǐ)輪傳動及齒輪行業帶來的革命性威脅(xié)。
柔性(xìng)化:未來市場競爭日趨激勵,對產品的(de)需(xū)求趨(qū)於多樣化(huà)、個性化,但單個產品的需(xū)求量不一(yī)定非常(cháng)大,而齒輪行業作為製造行業中基礎性行業,要麵臨眾多(duō)下遊領域,對產品製造的多樣性和效率提出(chū)更高的(de)要求。因此,企業有必要建立彈性生產(chǎn)體係(xì),在同一條生產線上通過設備調整來完成(chéng)不同品種的批量(liàng)生產任(rèn)務,既滿足多品(pǐn)種的多樣化要求(qiú), 又使設備流水線的停工時間達到較小,實現(xiàn)柔性化生產(chǎn),打造企業的核心競爭力。
智能(néng)化:控製技術在機器上的廣泛應用,使機器實現了自(zì)動化;控製技術(shù)、信息通信技(jì)術、網絡(luò)技(jì)術的綜合應用,使機器和製造具備智能化(huà)。對(duì)於傳統齒輪製造企業來說,麵臨的挑戰是如何將電氣工程、電子工程、控製技術、網絡技術和集成,形成智能化。
輕量化:輕質高強度(dù)材料、結構減重和表層改性強(qiáng)化,需要跨行業合作與先進(jìn)仿真技術。
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