我國是制造業(yè)大國，尤其是在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮的推動下，我國制造相關(guān)行業(yè)都取得了很不錯的成績。而在機(jī)械工業(yè)當(dāng)中，齒輪是最重要不可缺的基礎(chǔ)部件，應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域，我國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動了齒輪行業(yè)的快速前進(jìn)。
目前，自主創(chuàng)新成為了齒輪行業(yè)的主旋律，也迎來了一個洗牌期。如今智能制造成為了國家推動的新政策，齒輪行業(yè)具備標(biāo)準(zhǔn)化、批量大的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)型向智能化方向更加容易實(shí)現(xiàn)，可以說目前齒輪制造企業(yè)最大的問題就是急需改變生產(chǎn)模式、提高工廠自動化水平。
一、我國齒輪行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
齒輪工業(yè)是我國裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，吸納就業(yè)強(qiáng)，技術(shù)資金密集，是裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障。
經(jīng)過30年的發(fā)展，我國的齒輪行業(yè)全面融入了世界配套體系中，并形成了世界上最完整的產(chǎn)業(yè)體系，歷史性地實(shí)現(xiàn)了從低端向中端的轉(zhuǎn)變，齒輪技術(shù)體系和齒輪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本形成。摩托車、汽車、風(fēng)電以及工程機(jī)械等行業(yè)是帶動我國齒輪行業(yè)的發(fā)展動力，在這些相關(guān)行業(yè)的帶動下，齒輪行業(yè)收入規(guī)模呈現(xiàn)出較快的增長趨勢，齒輪產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示，2016年我國齒輪行業(yè)市場產(chǎn)值約為2300億元，位居世界第一。2017年，齒輪產(chǎn)品產(chǎn)值達(dá)到2360億元，同比增長7.02%，約占機(jī)械通用零部件總產(chǎn)值的61%。
按照產(chǎn)品用途，齒輪行業(yè)可以細(xì)分為三類：車輛齒輪、工業(yè)齒輪及齒輪專用裝備;車輛齒輪產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域包括各類汽車、摩托車、工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)和軍用車輛等;工業(yè)齒輪產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域包括船用、礦山、冶金、航空、電力等;齒輪專用裝備主要為齒輪專用機(jī)床、刀具等齒輪制造配套設(shè)備。
在我國龐大的齒輪市場中，車輛齒輪的市場份額達(dá)到 62%，工業(yè)齒輪占 38%，其中，汽車齒輪又占車輛齒輪的 62%，即占整體齒輪市場的 38%，其他車輛齒輪占整體齒輪市場的 24%。
從生產(chǎn)端看，齒輪制造企業(yè)5000多家，規(guī)模以上企業(yè)1000多家，骨干企業(yè)300多家。其中，上市公司包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前進(jìn)、雙環(huán)傳動、中大力德和中馬傳動。按照齒輪產(chǎn)品的檔次來分，高、中、低端產(chǎn)品的比例大約為25%、35%和40%;按照生產(chǎn)高、中、低端產(chǎn)品的企業(yè)來分，其比例大約為15%、30%和55%。
在政策支持方面，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》、《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》、《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《工業(yè)強(qiáng)基工程實(shí)施指南(2016-2020年)》等先后發(fā)布，對齒輪技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)作用很大。
從消費(fèi)端來看，齒輪主要用于各種汽車、摩托車、農(nóng)用車、發(fā)電裝備、冶金建材裝備、工程機(jī)械、艦船、軌道交通裝備和機(jī)器人等。這些裝備要求齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率越來越高，使用壽命越來越長。從配用齒輪(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，各類汽車制造企業(yè)產(chǎn)銷汽車約2900萬輛，配用手動變速器、自動變速器、驅(qū)動橋等齒輪產(chǎn)品約1400億元。2017年，全國發(fā)電新增裝機(jī)126.61GW。其中，新增火電裝機(jī)45.1GW、水電裝機(jī)9.13GW、并網(wǎng)風(fēng)電16.23GW、并網(wǎng)太陽能53.99GW、核電裝機(jī)2.16GW。這些發(fā)電裝備配用增速齒輪箱、減速器等齒輪產(chǎn)品數(shù)十億元。
近年來，在政策和資金的支持下，行業(yè)創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。一些行業(yè)龍頭企業(yè)建立了國家級企業(yè)技術(shù)中心、企業(yè)博士后工作站、院士工作站、企業(yè)研究院等創(chuàng)新研發(fā)平臺，奠定了創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)。授權(quán)專利量多質(zhì)優(yōu)，尤其是發(fā)明專利數(shù)量明顯增多。科技成果取得重大突破，三峽升船機(jī)大模數(shù)硬齒面齒條、大型重載行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產(chǎn)品制造技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。不過，企業(yè)兩極分化嚴(yán)重，“南高齒”、“法士特”和“雙環(huán)傳動”分別成為全球風(fēng)電齒輪箱、重型汽車變速器和汽車與工程機(jī)械齒輪的著名品牌，同時不少中小企業(yè)仍處于同質(zhì)化惡性競爭中。不同的企業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢專注于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，單個企業(yè)占整體市場份額比重較小，國內(nèi)齒輪市場集中度較低。
二、我國齒輪行業(yè)發(fā)展面臨的問題
雖然我國齒輪行業(yè)在收入規(guī)模上不斷增長，也具有一定高端產(chǎn)品的制造能力，但大多數(shù)齒輪產(chǎn)品仍集中在中低端產(chǎn)品，在功率密度、可靠性和使用壽命上與國際先進(jìn)水平仍存在很大差距，我們還有很多關(guān)鍵產(chǎn)品需要進(jìn)口，比如汽車自動變速器、機(jī)器人減速器等。去年我國齒輪進(jìn)口值達(dá)到160億美元，出口60億美元，逆差100億美元。目前齒輪行業(yè)面臨的主要問題包括：
? 基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造缺少數(shù)據(jù)支撐;
? 缺乏面向全行業(yè)的齒輪共性技術(shù)和前沿技術(shù)研究開發(fā)、重要科技成果轉(zhuǎn)化及工程化應(yīng)用研究的創(chuàng)新平臺，缺乏指導(dǎo)齒輪及其傳動裝置設(shè)計(jì)、制造改進(jìn)和可靠性提升的測試評價服務(wù)體系;
? 齒輪行業(yè)自主創(chuàng)新能力較弱，高端齒輪產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口，核心技術(shù)受制于人;
? 高端產(chǎn)品研發(fā)、制造能力不足，中低端產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，同質(zhì)化競爭加劇;
? 齒輪產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性差，產(chǎn)品早期故障率高，使用壽命短，可靠性低，不能滿足主機(jī)配套需求;
? 高層次研發(fā)和高技能人才普遍缺乏，整體人員素質(zhì)亟待提升;
? 齒輪行業(yè)不少中小型企業(yè)陷入融資困難、稅費(fèi)負(fù)擔(dān)重等困境，抗風(fēng)險能力很弱。
三、齒輪行業(yè)未來發(fā)展趨勢
電動化、柔性化、智能化、輕量化是未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，這對于傳統(tǒng)齒輪企業(yè)來說既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。
電動化：動力的電動化使傳統(tǒng)齒輪傳動面臨挑戰(zhàn)，其帶來的危機(jī)是：傳統(tǒng)齒輪傳動一方面向結(jié)構(gòu)更簡單更輕量化的高轉(zhuǎn)速、低噪聲、高效率、高精度、長壽命升級，另一方面則面臨電直驅(qū)而無需齒輪傳動的顛覆。因此，傳統(tǒng)齒輪變速器企業(yè)不僅要研究如何滿足電動化對超高轉(zhuǎn)速下(≥15000rpm)齒輪傳動噪聲控制的要求，抓住當(dāng)前電動汽車爆發(fā)式增長催生的新型變速器增長的機(jī)遇，也要高度關(guān)注未來無齒輪電直驅(qū)技術(shù)和電磁傳動技術(shù)對傳統(tǒng)齒輪傳動及齒輪行業(yè)帶來的革命性威脅。
柔性化：未來市場競爭日趨激勵，對產(chǎn)品的需求趨于多樣化、個性化，但單個產(chǎn)品的需求量不一定非常大，而齒輪行業(yè)作為制造行業(yè)中基礎(chǔ)性行業(yè)，要面臨眾多下游領(lǐng)域，對產(chǎn)品制造的多樣性和效率提出更高的要求。因此，企業(yè)有必要建立彈性生產(chǎn)體系，在同一條生產(chǎn)線上通過設(shè)備調(diào)整來完成不同品種的批量生產(chǎn)任務(wù)，既滿足多品種的多樣化要求， 又使設(shè)備流水線的停工時間達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，打造企業(yè)的核心競爭力。
智能化：控制技術(shù)在機(jī)器上的廣泛應(yīng)用，使機(jī)器實(shí)現(xiàn)了自動化;控制技術(shù)、信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合應(yīng)用，使機(jī)器和制造具備智能化。對于傳統(tǒng)齒輪制造企業(yè)來說，面臨的挑戰(zhàn)是如何將電氣工程、電子工程、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和集成，形成智能化。
輕量化：輕質(zhì)高強(qiáng)度材料、結(jié)構(gòu)減重和表層改性強(qiáng)化，需要跨行業(yè)合作與先進(jìn)仿真技術(shù)。
目前，自主創(chuàng)新成為了齒輪行業(yè)的主旋律，也迎來了一個洗牌期。如今智能制造成為了國家推動的新政策，齒輪行業(yè)具備標(biāo)準(zhǔn)化、批量大的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)型向智能化方向更加容易實(shí)現(xiàn)，可以說目前齒輪制造企業(yè)最大的問題就是急需改變生產(chǎn)模式、提高工廠自動化水平。
一、我國齒輪行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
齒輪工業(yè)是我國裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，吸納就業(yè)強(qiáng)，技術(shù)資金密集，是裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進(jìn)步的重要保障。
經(jīng)過30年的發(fā)展，我國的齒輪行業(yè)全面融入了世界配套體系中，并形成了世界上最完整的產(chǎn)業(yè)體系，歷史性地實(shí)現(xiàn)了從低端向中端的轉(zhuǎn)變，齒輪技術(shù)體系和齒輪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本形成。摩托車、汽車、風(fēng)電以及工程機(jī)械等行業(yè)是帶動我國齒輪行業(yè)的發(fā)展動力，在這些相關(guān)行業(yè)的帶動下，齒輪行業(yè)收入規(guī)模呈現(xiàn)出較快的增長趨勢，齒輪產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示，2016年我國齒輪行業(yè)市場產(chǎn)值約為2300億元，位居世界第一。2017年，齒輪產(chǎn)品產(chǎn)值達(dá)到2360億元，同比增長7.02%，約占機(jī)械通用零部件總產(chǎn)值的61%。
按照產(chǎn)品用途，齒輪行業(yè)可以細(xì)分為三類：車輛齒輪、工業(yè)齒輪及齒輪專用裝備;車輛齒輪產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域包括各類汽車、摩托車、工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)和軍用車輛等;工業(yè)齒輪產(chǎn)品應(yīng)用的領(lǐng)域包括船用、礦山、冶金、航空、電力等;齒輪專用裝備主要為齒輪專用機(jī)床、刀具等齒輪制造配套設(shè)備。
齒輪行業(yè)分類
在我國龐大的齒輪市場中，車輛齒輪的市場份額達(dá)到 62%，工業(yè)齒輪占 38%，其中，汽車齒輪又占車輛齒輪的 62%，即占整體齒輪市場的 38%，其他車輛齒輪占整體齒輪市場的 24%。
2015年我國齒輪市場份額統(tǒng)計(jì)情況
從生產(chǎn)端看，齒輪制造企業(yè)5000多家，規(guī)模以上企業(yè)1000多家，骨干企業(yè)300多家。其中，上市公司包括中國高速傳動、寧波東力、杭齒前進(jìn)、雙環(huán)傳動、中大力德和中馬傳動。按照齒輪產(chǎn)品的檔次來分，高、中、低端產(chǎn)品的比例大約為25%、35%和40%;按照生產(chǎn)高、中、低端產(chǎn)品的企業(yè)來分，其比例大約為15%、30%和55%。
在政策支持方面，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》、《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》、《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《工業(yè)強(qiáng)基工程實(shí)施指南(2016-2020年)》等先后發(fā)布，對齒輪技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)作用很大。
從消費(fèi)端來看，齒輪主要用于各種汽車、摩托車、農(nóng)用車、發(fā)電裝備、冶金建材裝備、工程機(jī)械、艦船、軌道交通裝備和機(jī)器人等。這些裝備要求齒輪和齒輪裝置的精度、可靠性、傳動效率越來越高，使用壽命越來越長。從配用齒輪(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，各類汽車制造企業(yè)產(chǎn)銷汽車約2900萬輛，配用手動變速器、自動變速器、驅(qū)動橋等齒輪產(chǎn)品約1400億元。2017年，全國發(fā)電新增裝機(jī)126.61GW。其中，新增火電裝機(jī)45.1GW、水電裝機(jī)9.13GW、并網(wǎng)風(fēng)電16.23GW、并網(wǎng)太陽能53.99GW、核電裝機(jī)2.16GW。這些發(fā)電裝備配用增速齒輪箱、減速器等齒輪產(chǎn)品數(shù)十億元。
近年來，在政策和資金的支持下，行業(yè)創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。一些行業(yè)龍頭企業(yè)建立了國家級企業(yè)技術(shù)中心、企業(yè)博士后工作站、院士工作站、企業(yè)研究院等創(chuàng)新研發(fā)平臺，奠定了創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)。授權(quán)專利量多質(zhì)優(yōu)，尤其是發(fā)明專利數(shù)量明顯增多。科技成果取得重大突破，三峽升船機(jī)大模數(shù)硬齒面齒條、大型重載行星齒輪箱、8AT自動變速器等高端齒輪產(chǎn)品制造技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。不過，企業(yè)兩極分化嚴(yán)重，“南高齒”、“法士特”和“雙環(huán)傳動”分別成為全球風(fēng)電齒輪箱、重型汽車變速器和汽車與工程機(jī)械齒輪的著名品牌，同時不少中小企業(yè)仍處于同質(zhì)化惡性競爭中。不同的企業(yè)根據(jù)自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢專注于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，單個企業(yè)占整體市場份額比重較小，國內(nèi)齒輪市場集中度較低。
二、我國齒輪行業(yè)發(fā)展面臨的問題
雖然我國齒輪行業(yè)在收入規(guī)模上不斷增長，也具有一定高端產(chǎn)品的制造能力，但大多數(shù)齒輪產(chǎn)品仍集中在中低端產(chǎn)品，在功率密度、可靠性和使用壽命上與國際先進(jìn)水平仍存在很大差距，我們還有很多關(guān)鍵產(chǎn)品需要進(jìn)口，比如汽車自動變速器、機(jī)器人減速器等。去年我國齒輪進(jìn)口值達(dá)到160億美元，出口60億美元，逆差100億美元。目前齒輪行業(yè)面臨的主要問題包括：
? 基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造缺少數(shù)據(jù)支撐;
? 缺乏面向全行業(yè)的齒輪共性技術(shù)和前沿技術(shù)研究開發(fā)、重要科技成果轉(zhuǎn)化及工程化應(yīng)用研究的創(chuàng)新平臺，缺乏指導(dǎo)齒輪及其傳動裝置設(shè)計(jì)、制造改進(jìn)和可靠性提升的測試評價服務(wù)體系;
? 齒輪行業(yè)自主創(chuàng)新能力較弱，高端齒輪產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口，核心技術(shù)受制于人;
? 高端產(chǎn)品研發(fā)、制造能力不足，中低端產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，同質(zhì)化競爭加劇;
? 齒輪產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性差，產(chǎn)品早期故障率高，使用壽命短，可靠性低，不能滿足主機(jī)配套需求;
? 高層次研發(fā)和高技能人才普遍缺乏，整體人員素質(zhì)亟待提升;
? 齒輪行業(yè)不少中小型企業(yè)陷入融資困難、稅費(fèi)負(fù)擔(dān)重等困境，抗風(fēng)險能力很弱。
三、齒輪行業(yè)未來發(fā)展趨勢
電動化、柔性化、智能化、輕量化是未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，這對于傳統(tǒng)齒輪企業(yè)來說既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。
電動化：動力的電動化使傳統(tǒng)齒輪傳動面臨挑戰(zhàn)，其帶來的危機(jī)是：傳統(tǒng)齒輪傳動一方面向結(jié)構(gòu)更簡單更輕量化的高轉(zhuǎn)速、低噪聲、高效率、高精度、長壽命升級，另一方面則面臨電直驅(qū)而無需齒輪傳動的顛覆。因此，傳統(tǒng)齒輪變速器企業(yè)不僅要研究如何滿足電動化對超高轉(zhuǎn)速下(≥15000rpm)齒輪傳動噪聲控制的要求，抓住當(dāng)前電動汽車爆發(fā)式增長催生的新型變速器增長的機(jī)遇，也要高度關(guān)注未來無齒輪電直驅(qū)技術(shù)和電磁傳動技術(shù)對傳統(tǒng)齒輪傳動及齒輪行業(yè)帶來的革命性威脅。
柔性化：未來市場競爭日趨激勵，對產(chǎn)品的需求趨于多樣化、個性化，但單個產(chǎn)品的需求量不一定非常大，而齒輪行業(yè)作為制造行業(yè)中基礎(chǔ)性行業(yè)，要面臨眾多下游領(lǐng)域，對產(chǎn)品制造的多樣性和效率提出更高的要求。因此，企業(yè)有必要建立彈性生產(chǎn)體系，在同一條生產(chǎn)線上通過設(shè)備調(diào)整來完成不同品種的批量生產(chǎn)任務(wù)，既滿足多品種的多樣化要求， 又使設(shè)備流水線的停工時間達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，打造企業(yè)的核心競爭力。
智能化：控制技術(shù)在機(jī)器上的廣泛應(yīng)用，使機(jī)器實(shí)現(xiàn)了自動化;控制技術(shù)、信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合應(yīng)用，使機(jī)器和制造具備智能化。對于傳統(tǒng)齒輪制造企業(yè)來說，面臨的挑戰(zhàn)是如何將電氣工程、電子工程、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和集成，形成智能化。
輕量化：輕質(zhì)高強(qiáng)度材料、結(jié)構(gòu)減重和表層改性強(qiáng)化，需要跨行業(yè)合作與先進(jìn)仿真技術(shù)。