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齒輪和傳動部件制造業(yè)前景以及新進入者關注的要點
1、齒輪和傳動部件制造業(yè)概況
齒輪和傳動部件制造業(yè)的產(chǎn)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(xù)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(yè)領域和車輛領域,并發(fā)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(yè)發(fā)展前景預測研究報告》
(2)傳動部件
傳動系統(tǒng)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(fā)動機發(fā)出的動力傳給車輛或機械的驅動輪,產(chǎn)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(fā)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(jù)需要開啟或關閉離合器,使發(fā)動機與變速箱暫時分離或逐漸接合,以切斷或傳遞發(fā)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(xiàn)離合功能。摩擦材料的性能和穩(wěn)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(yè)發(fā)達國家均在致力于開發(fā)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(chǎn)品制造在國外已經(jīng)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(yè)壟斷。美國、日本的先起步企業(yè)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(yǎng),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(yōu)異,但制造周期長,成本昂貴。
2 、齒輪和傳動部件制造行業(yè)發(fā)展狀況
齒輪和傳動部件是現(xiàn)代裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)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(fā)揮著重要作用。
我國齒輪產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大,規(guī)模以上齒輪制造企業(yè)1000多家,骨干企業(yè)300多家。2014年齒輪產(chǎn)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(chǎn)業(yè)不但成為中國機械基礎件中規(guī)模 大的產(chǎn)業(yè),而且產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)位居 首位。
我國齒輪產(chǎn)品正從中低端向高端轉變,部分高端產(chǎn)品已達到國際先進水平。但是,我國汽車自動變速器、工業(yè)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(chǎn)品仍大量依賴進口,對外貿易逆差巨大。2014年,我國齒輪產(chǎn)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(yè)的下游產(chǎn)業(yè)中,居于主導地位的是車輛制造業(yè)和工業(yè)。目前我國齒輪組件的三大市場(車輛齒輪、工業(yè)通用齒輪、工業(yè)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(chǎn)業(yè)是齒輪組件 重要的下游產(chǎn)業(yè)。其次是工業(yè)專用齒輪,約占需求總額的24.5%,工業(yè)通用齒輪約占總額的13.8%。離合器產(chǎn)品也主要應用于汽車工業(yè),包括乘用車、商用車、摩托車、非道路車輛等。
3 、行業(yè)壁壘
齒輪和傳動部件制造行業(yè)不僅具有資金密集型特性,而且是高技術領域,對企業(yè)人力資源、研發(fā)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(fā)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(yè)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(yè)涉及到大量的機加工、熱處理和檢測,產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的裝備投資巨大;其次,一些高端的行業(yè)產(chǎn)品,尤其是高端齒輪箱和變速器產(chǎn)品的原材料價格高,制造工藝和過程復雜,在生產(chǎn)過程中占用大量的流動資金;第三,由于高端產(chǎn)品的技術含量高,導致產(chǎn)品研發(fā)周期很長,前期產(chǎn)品開發(fā)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(yè)同時也屬于技術密集型行業(yè),由于產(chǎn)品對性能的要求較高,因此生產(chǎn)企業(yè)的工藝水平和技術儲備要求也較高,企業(yè)只有通過提高工藝技術水平和不斷的研發(fā)新技術、新工藝,才能適應激烈的市場競爭。另外,企業(yè)必須建立相應的質量管理體系,產(chǎn)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(chǎn)品符合行業(yè)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(chǎn)品,尤其是高端產(chǎn)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(chǎn)品,是汽車、工程機械、輪船、飛行器等機械產(chǎn)品的重要基礎性零部件,一旦產(chǎn)品質量出現(xiàn)問題,將造成整個動力傳遞系統(tǒng)失效,并可能導致嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。長期以來由于質量過硬經(jīng)受住市場檢驗的產(chǎn)品形成了優(yōu)秀的品牌形象,優(yōu)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(chǎn)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(yè),只有研發(fā)能力強、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、服務水平高、管理良好的生產(chǎn)廠家才能獲得優(yōu)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(chǎn)為中心,形成了三個協(xié)作層次。第一協(xié)作層主要是總成配套廠,直接為整車企業(yè)提供配套,廠家總量少,規(guī)模大;第二協(xié)作層以零部件配套廠為主,圍繞各自的總成廠形成較小區(qū)域配套網(wǎng),廠家大小不一;第三協(xié)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(chǎn)品質量和穩(wěn)定性方面,還要求具有規(guī)模生產(chǎn)的能力。整車廠對總成供應商的開發(fā)一般要經(jīng)過三個階段:供應商選擇與認證、供應商投產(chǎn)準備、生產(chǎn)與持續(xù)提高。整個開發(fā)過程可能要經(jīng)歷幾年甚至更長的時間,才能與整車廠商形成較為穩(wěn)定的合作關系,逐漸開始規(guī)?;?。只有優(yōu)秀零部件企業(yè)才有機會進入第一協(xié)作層,因此對于其他相對實力不足的企業(yè)構成了渠道壁壘。
4、齒輪和傳動部件行業(yè)發(fā)展前景及趨勢
(1)產(chǎn)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(shù)控技術的發(fā)展,使得機械加工精度、加工效率大大提高,從而提高了產(chǎn)品技術含量。在《中國齒輪行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃概要》中提出,高端齒輪產(chǎn)品制造能力大幅提升,產(chǎn)品性能和質量總體接近國際先進水平,齒輪產(chǎn)品基本滿足國內重點裝備及大型工程配套需求,工業(yè)機器人精密減速器、盾構機TBM重載減速器等高端齒輪產(chǎn)品自主配套比例達到50%左右。高端齒輪產(chǎn)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(chǎn)品設計一直沿用靜態(tài)的經(jīng)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(chǎn)品的模仿。設計信息化是齒輪和傳動部件創(chuàng)新設計的基礎。
制造方面,未來將形成由中高檔數(shù)控裝備聯(lián)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(tǒng)、柔性夾具、智能化調度、智能刀具管理、智能化網(wǎng)絡監(jiān)控等組成的智能柔性生產(chǎn)線。信息化帶來了整個設計和制造環(huán)節(jié)的革新,不僅提高了效率,還帶來了生產(chǎn)方式和流程的巨大變化,使整個產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營模式逐漸變化。
(3)產(chǎn)業(yè)融合成為大勢所趨
隨著全球一體化的到來,關聯(lián)度越來越高的產(chǎn)業(yè)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(chǎn)品這么簡單,而是從源頭上打破產(chǎn)業(yè)之間壁壘,以行業(yè)需求為導向,合理利用各方的資源,進行前瞻性的產(chǎn)品設計與開發(fā)。
以紙基離合器的研發(fā)和生產(chǎn)為例,除了機械行業(yè)技術以外,還需要造紙行業(yè)的技術和有機高分子領域的技術,形成了一個產(chǎn)品需要多個產(chǎn)業(yè)的協(xié)作完成的情形。
5、行業(yè)風險性
(1)高端產(chǎn)品競爭力不強的風險
齒輪和傳動部件產(chǎn)品廣泛應用于傳動系統(tǒng),其特點是精密、高效、安全、可靠,上述特點要求產(chǎn)品的生產(chǎn)、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(yè)取得了長足的發(fā)展和進步,但國內產(chǎn)品大多還屬于中低檔產(chǎn)品。高檔產(chǎn)品目前主要由國外企業(yè)生產(chǎn),對技術、工藝、材料的要求更加苛刻。另外,高端產(chǎn)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(guī)模試用、持續(xù)改進等一系列程序,經(jīng)歷長時間的相互磨合,在確認性能穩(wěn)定可靠后,才能得到大規(guī)模的應用。
整體上我國高端產(chǎn)品競爭力較弱,從而導致企業(yè)的盈利能力較差,限制了企業(yè)研發(fā)投入,又使企業(yè)開發(fā)高端產(chǎn)品的能力嚴重不足。
(2)研發(fā)投入不足的風險
齒輪和傳動部件制造行業(yè)作為一個資金和技術密集型行業(yè),研發(fā)投入需求較多,而國外先進企業(yè)研發(fā)投入一般在銷售額的5%左右,高的甚至超過8%。而國內企業(yè)研發(fā)上的投入較少,行業(yè)研發(fā)投入總平均水平不到銷售額的1%,導致前沿產(chǎn)品開發(fā)嚴重滯后的局面。研發(fā)投入的不足使得國內企業(yè)產(chǎn)品的升級換代存在著較大困難。