齒輪和傳動部件制造業前景以及新進入者關注的要點
1、齒輪和傳動部件制造業概況
齒輪和傳動部件制造業的產品大致可以分為齒輪組件和傳動部件兩大類,分別如下:
(1)齒輪組件
齒輪組件指輪緣上有齒能連續嚙合,傳遞運動和動力的機械元件,是機械裝備的重要基礎件,廣泛應用于工業領域和車輛領域,并發揮著重要的基礎性作用。一般轉速達到3000轉/分以上的為高速齒輪。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年齒輪和傳動部件制造業發展前景預測研究報告》
(2)傳動部件
傳動系統一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。其基本功用是將發動機發出的動力傳給車輛或機械的驅動輪,產生驅動力,使車輛或機械能在一定速度上運行。
傳動部件中的離合器是主、從動部分在同軸線上傳遞動力時,具有接合或分離功能的裝置。車輛的離合器位于發動機和變速箱之間的飛輪殼內,離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在機械運動過程中,操作人可根據需要開啟或關閉離合器,使發動機與變速箱暫時分離或逐漸接合,以切斷或傳遞發動機向變速器輸入的動力。其中,摩擦離合器是應用得最廣的離合器。
離合器在運行中主要靠摩擦材料來傳遞扭矩,實現離合功能。摩擦材料的性能和穩定性對整個離合器總成的性能有直接影響。
紙基摩擦材料自1957年問世以來,工業發達國家均在致力于開發能夠滿足不同需求的紙基摩擦材料制備技術,并廣泛開展了摩擦磨損性能和綜合性能研究。紙基摩擦材料產品制造在國外已經是非常成熟的技術,以摩托車離合器和轎車離合器為例,主機配套量和維修配件使用量非常大,但是幾乎都被國外企業壟斷。美國、日本的先起步企業對紙基摩擦材料的技術進行嚴密封鎖,特別是紙基摩擦材料的關鍵造紙技術有一套非常完善的保密措施,對外不開放、技術不轉讓、不辦分廠、甚至對主要工程技術人員實行終身供養,以防技術擴散。
另外,在工程車輛領域,主要使用粉末冶金基摩擦材料,適合在低速、大扭矩工況條件下使用。在一級方程式賽車和飛機領域,主要使用碳基摩擦材料,性能優異,但制造周期長,成本昂貴。
2 、齒輪和傳動部件制造行業發展狀況
齒輪和傳動部件是現代裝備制造業的戰略新興產業中不可替代的關鍵性基礎零部件,在汽車、風電、核電、高速鐵路、航空航天、機械等領域發揮著重要作用。
我國齒輪產業規模不斷擴大,規模以上齒輪制造企業1000多家,骨干企業300多家。2014年齒輪產品銷售額達到2245億元,約占機械通用零部件總銷售額的61%。我國齒輪產業不但成為中國機械基礎件中規模 大的產業,而且產業規模已經位居 首位。
我國齒輪產品正從中低端向高端轉變,部分高端產品已達到國際先進水平。但是,我國汽車自動變速器、工業機器人RV減速器、時速≥350km/h高鐵齒輪傳動裝置、工程機械變速箱等高端齒輪產品仍大量依賴進口,對外貿易逆差巨大。2014年,我國齒輪產品進口額高達156. 28億美元,同比增長15. 11%;出口59. 75億美元,同比增長12. 42%;貿易逆差高達96. 53億美元,同比增長16. 85%。
在齒輪和傳動部件制造業的下游產業中,居于主導地位的是車輛制造業和工業。目前我國齒輪組件的三大市場(車輛齒輪、工業通用齒輪、工業專用齒輪)中,車輛齒輪約占齒輪市場總額的六成,汽車齒輪又約占車輛齒輪的六成,即汽車齒輪占整個齒輪市場近40%的比重,汽車產業是齒輪組件 重要的下游產業。其次是工業專用齒輪,約占需求總額的24.5%,工業通用齒輪約占總額的13.8%。離合器產品也主要應用于汽車工業,包括乘用車、商用車、摩托車、非道路車輛等。
3 、行業壁壘
齒輪和傳動部件制造行業不僅具有資金密集型特性,而且是高技術領域,對企業人力資源、研發能力、工藝技術水準、以及制造裝備均有很高的要求,尤其是在工程機械液力傳動裝置、高速和大型船舶傳動裝置和兆瓦級風電齒輪箱等領域,發達國家為保護其領先地位一直對我國采取嚴格的技術輸出控制。進入齒輪和傳動部件制造行業的主要障礙包括:
(1)資金壁壘
首先,齒輪和傳動部件制造行業涉及到大量的機加工、熱處理和檢測,產品制造、過程檢測和總成試驗裝備均必須具有高精度和高可靠性的生產和檢測設備,其中許多裝備國內無法提供,進口價格昂貴,所以高端產品的裝備投資巨大;其次,一些高端的行業產品,尤其是高端齒輪箱和變速器產品的原材料價格高,制造工藝和過程復雜,在生產過程中占用大量的流動資金;第三,由于高端產品的技術含量高,導致產品研發周期很長,前期產品開發投入巨大。因此對新進入者形成明顯的資金壁壘。
(2)技術和質量壁壘
齒輪和傳動部件制造行業同時也屬于技術密集型行業,由于產品對性能的要求較高,因此生產企業的工藝水平和技術儲備要求也較高,企業只有通過提高工藝技術水平和不斷的研發新技術、新工藝,才能適應激烈的市場競爭。另外,企業必須建立相應的質量管理體系,產品質量和過程控制能力必須通過主機或整車廠商的嚴格審核,產品符合行業標準、完成檢測、認證程序后才能進入配套體系。因此,齒輪和傳動部件產品,尤其是高端產品具有明顯的技術和質量壁壘。
(3)品牌壁壘
齒輪和傳動部件產品,是汽車、工程機械、輪船、飛行器等機械產品的重要基礎性零部件,一旦產品質量出現問題,將造成整個動力傳遞系統失效,并可能導致嚴重的人員傷亡和財產損失。長期以來由于質量過硬經受住市場檢驗的產品形成了優秀的品牌形象,優質品牌帶來的信譽對市場拓展影響巨大。由于齒輪和傳動部件產品的技術復雜性,品牌的建立需要較長的時間積累。對于配套企業,只有研發能力強、產品質量穩定、服務水平高、管理良好的生產廠家才能獲得優良的品牌影響力,并對其他競爭者形成進入壁壘。
(4)渠道壁壘
車輛零部件供應體系有著清晰的層次。以整車生產為中心,形成了三個協作層次。第一協作層主要是總成配套廠,直接為整車企業提供配套,廠家總量少,規模大;第二協作層以零部件配套廠為主,圍繞各自的總成廠形成較小區域配套網,廠家大小不一;第三協作層以原料廠和工藝廠為主,為零件廠、總成廠以及總裝廠提供原料和工藝加工。
總成配套廠商的標準較高,除產品質量和穩定性方面,還要求具有規模生產的能力。整車廠對總成供應商的開發一般要經過三個階段:供應商選擇與認證、供應商投產準備、生產與持續提高。整個開發過程可能要經歷幾年甚至更長的時間,才能與整車廠商形成較為穩定的合作關系,逐漸開始規?;V挥袃炐懔悴考髽I才有機會進入第一協作層,因此對于其他相對實力不足的企業構成了渠道壁壘。
4、齒輪和傳動部件行業發展前景及趨勢
(1)產品技術提升,高端替代明顯
齒輪和傳動部件作為動力傳遞的主體,在成套機械裝備和車輛中具有關鍵作用。由于近代計算機技術與數控技術的發展,使得機械加工精度、加工效率大大提高,從而提高了產品技術含量。在《中國齒輪行業“十三五”發展規劃概要》中提出,高端齒輪產品制造能力大幅提升,產品性能和質量總體接近國際先進水平,齒輪產品基本滿足國內重點裝備及大型工程配套需求,工業機器人精密減速器、盾構機TBM重載減速器等高端齒輪產品自主配套比例達到50%左右。高端齒輪產品出口額顯著提升,進口額大幅降低,進出口貿易逆差降低60%左右。
(2)信息化帶來設計和制造的革新
長期以來,我國齒輪和傳動部件產品設計一直沿用靜態的經驗設計方法。雖然也用計算機來做一些計算、畫圖工作,但也只是對國外產品的模仿。設計信息化是齒輪和傳動部件創新設計的基礎。
制造方面,未來將形成由中高檔數控裝備聯線、高速高精度加工中心、高剛度和大功率在線補償技術、機器視覺測量、在線質量控制系統、柔性夾具、智能化調度、智能刀具管理、智能化網絡監控等組成的智能柔性生產線。信息化帶來了整個設計和制造環節的革新,不僅提高了效率,還帶來了生產方式和流程的巨大變化,使整個產業的經營模式逐漸變化。
(3)產業融合成為大勢所趨
隨著全球一體化的到來,關聯度越來越高的產業需要面對越來越多的共同課題,需要建立廣泛的合作。而這種合作已不再是提供產品這么簡單,而是從源頭上打破產業之間壁壘,以行業需求為導向,合理利用各方的資源,進行前瞻性的產品設計與開發。
以紙基離合器的研發和生產為例,除了機械行業技術以外,還需要造紙行業的技術和有機高分子領域的技術,形成了一個產品需要多個產業的協作完成的情形。
5、行業風險性
(1)高端產品競爭力不強的風險
齒輪和傳動部件產品廣泛應用于傳動系統,其特點是精密、高效、安全、可靠,上述特點要求產品的生產、加工和檢測過程需要遵循較為嚴格的標準。近年來,我國齒輪和傳動部件制造行業取得了長足的發展和進步,但國內產品大多還屬于中低檔產品。高檔產品目前主要由國外企業生產,對技術、工藝、材料的要求更加苛刻。另外,高端產品除需要得到客戶的認可,還需要第三方認證,需要試驗性驗證、小規模試用、持續改進等一系列程序,經歷長時間的相互磨合,在確認性能穩定可靠后,才能得到大規模的應用。
整體上我國高端產品競爭力較弱,從而導致企業的盈利能力較差,限制了企業研發投入,又使企業開發高端產品的能力嚴重不足。
(2)研發投入不足的風險
齒輪和傳動部件制造行業作為一個資金和技術密集型行業,研發投入需求較多,而國外先進企業研發投入一般在銷售額的5%左右,高的甚至超過8%。而國內企業研發上的投入較少,行業研發投入總平均水平不到銷售額的1%,導致前沿產品開發嚴重滯后的局面。研發投入的不足使得國內企業產品的升級換代存在著較大困難。