齿轮制造企业创新趋向产学研协同创新发展

齿轮制造企业创新趋向产学研协同创新发展齿轮制造企业创新趋向产学研协同创新发展近年，中低端齿轮产能过剩，齿轮制造企业同质化竞争激烈，促使企业寻求产品差异化，向高端齿轮产品转型，其对企业创新、研发要求进一步提升，建立产学研用金相结合的开放协同创新体系和机制，让各种创新要素更加自由、快捷、有效地配置，推动齿轮企业优化升级及高质量发展。国内齿轮行业总产值不断增加行业发展前景较好齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是工业机械的基础零部件，应用极为广泛。根据使用场景不同，齿轮可分为车辆齿轮和工业齿轮，其中车辆齿轮是齿轮市场主流产品，占据市场份额约为65%；根据性能不同，工业齿轮可分为工业通用齿轮和专用齿轮。齿轮在国民经济多个领域中均有应用，近年来，随着国内工业制造行业蓬勃发展，国内齿轮市场需求不断增加，行业发展前景较好。目前齿轮行业已成为我国机械基础件中规模最大的领域，近年来，国内齿轮行业总产值呈现出持续增长态势。根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国齿轮行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，2021年国内齿轮行业产值为3244亿元，同比上涨11．6%。未来随着国内工业机械市场需求不断增加，国内齿轮行业总产值将不断扩大，预计2023年国内齿轮产值将接近3700亿元，行业发展前景广阔。德国日本等国外齿轮企业凭借着先进生产设备和技术，在全球齿轮市场上占据领先地位，例如Sew-传动设备、格里森、弗兰德、住友、伦茨等企业。我国齿轮行业起步相对较晚，但发展速度快，在国内工业机械行业带动下，国内齿轮行业不断发展，目前我国已成为全球齿轮产销大国之一。但当前我国齿轮制造主要以低端产品为主，在核心技术与性能上与国外先进企业之间还有较大差距。目前国内齿轮企业有上千家，企业数量较多，但多为中小型企业，行业集中度较低。国内齿轮产能结构呈现出高端产能稀缺、中低端产能过剩状况，其中国内中低端产品占据国内齿轮总规模比例约为78%，高端产品占比仅为22%，部分高端齿轮产品还依赖于进口。现阶段，国内双环传动、法士特、杭齿前进、精锻科技等齿轮龙头企业正不断提升自主创新能力、提高核心竞争力，从而扩大国内高端齿轮产能。未来国内齿轮企业占据国内高端市场份额将不断增加，行业发展潜力巨大。近年来，随着国内工业机械行业不断发展，国内齿轮市场需求不断增加，行业发展前景较好。未来随着国内风电、新能源汽车、轨道交通等行业不断发展，我国齿轮行业将在国家政策大力支持以及市场需求持续增长驱动下，不断提高自主创新能力，扩大高端齿轮产能，未来国内高端齿轮市场进程将不断加快，行业发展潜力巨大。齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮通过与其他齿状，利用齿轮啮合原理，将原动机的转速转换到所需要的转速，并得到相应扭矩。按照生产工艺，齿轮可以分为切削加工齿轮、精密锻造齿轮和粉末冶金齿轮。按照产品用途，齿轮可以细分为车辆齿轮、工业齿轮。按照外形分类，齿轮可分为锥齿轮、圆柱齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮等。此外，按照模数，齿轮又可分为小模数、中模数和大模数齿轮。齿轮产品广泛应用于工业装备制造的各个领域，齿轮行业与国民经济的发展密切相关，行业周期性与国民经济的发展周期基本保持一致。我国经济的稳定发展以及国家对制造业的不断推进，将进一步促进行业向前发展。2010年-2020年，我国国内生产总值稳步上升，但增速逐步放缓，我国已经进入由高速增长向中高速增长转换的新常态。根据国家统计局统计数据显示，2020年国内生产总值达到101．60万亿元，较上年增长了2．99%。齿轮行业现状及未来趋势（一）行业现状齿轮作为工业制造业的重要基础零部件，主要受下游客户需求影响。齿轮产品具有定制化特点，一般为非标产品。在实际生产经营过程中，企业普遍采取以销定产的经营模式，即根据订单或合同来安排产品生产，直接向下游各类装备制造企业客户销售。产品在销售时普遍采用成本加成的定价模式，根据原材料成本、锻造加工成本以及一定的利润水平确定产品价格，原材料成本由当时的原材料价格决定，原材料价格则根据原材料市场供需关系、材料种类及规格进行浮动定价，锻造加工成本主要由企业的工艺流程决定，包括了锻造、热处理、粗加工、精加工、检测等相关因素。齿轮产品广泛应用于工业装备制造的各个领域，与国民经济发展密切相关，受到经济发展、技术进步、国家宏观调控等因素综合影响，其行业周期性与国民经济的发展周期基本保持一致。此外，齿轮作为工业机械化发展的关键零部件，其价格波动主要受上游原材料钢铁行业的价格影响。齿轮行业的季节性主体现在齿轮产品的不同用途上。齿轮行业企业因产品应用领域、适用范围和客户需求不同，呈现出季节性特性。以农机齿轮为例，在每年春季前夕，旋耕机等耕种机械销售较为活跃，相应产品的生产和销售会带动配套齿轮的销售；秋季，收割机配套齿轮销售较为乐观。随着齿轮行业企业的产品线不断丰富或更加专注于某个细分领域，其销售的季节性特性会因此加强或减弱。齿轮行业具备一定的区域性特征，主要集中在生产制造水平高、产业配套成熟的沿海发达地区，其中以浙江、江苏地区的民营企业最为突出，该区域在工业化不断发展进程中已形成了机床、模具、齿轮制造和下游农机制造等产业集群效应。（二）行业竞争格局齿轮行业是一个充分竞争的行业。从齿轮产品制造与研发实力来看，美国、德国和日本等国家凭借其先进的技术，其齿轮产品的可靠性好、工艺先进、使用寿命长，在国际齿轮传动与驱动部件的制造行业中始终占有领先地位。在国际市场上，规模较大、知名度较高的齿轮制造商包括美国的格里森（Gleason）；德国的弗兰德（Flender）、Sew-传动设备公司（Sew）、伦茨（Lenze）；日本的住友（Sumitomo）等公司。中国齿轮行业经过多年的迅猛发展，目前在产销规模上位居世界前列，在齿轮制造方面也逐步呈现出较大竞争优势，但是在核心技术与性能上与欧美、日本国家存在较大差距。国内齿轮行业集中度较低，单个企业占整体市场份额较小，竞争处于相对稳定的状态。各企业专注于不同的应用领域，企业之间的竞争主要局限在细分领域和跨领域竞争两种情况。细分领域中，企业依托价格优势、区域优势巩固现有市场份额并向周边地区、新客户拓展。跨领域竞争多出现在新产品应用或是利润水平高于业内平均水平的细分市场。目前，国内齿轮企业大致可分为三类：一是以双环传动、杭齿前进、精锻科技等为代表的应用于汽车齿轮、船舶和风电齿轮箱等领域的行内著名品牌龙头企业，在保持自身细分领域竞争力的同时，利用规模和技术优势，积极向新科技、新业态领域拓展；二是如海昌新材、丰安股份、丰立智能等满足细分领域市场做专精特新产品的企业；三是大量依靠成本和价格优势维持的中小企业。我国齿轮行业总体产能结构性短缺，低端产能过剩，规模化经营主体对高端化和智能化的需求更强，未来企业将受益于智能化趋势，呈现强者恒强的态势，中小企业要避免同质化竞争，推动齿轮行业技术升级变革，向专精特新方向发展，开辟产业蓝海。（三）行业发展趋势未来，齿轮制造行业将进一步向技术密集和资金密集方向发展，行业发展呈现以下趋势：产业结构得到全面优化。面对瞬息万变的国际形势，国内齿轮行业要抓住重大机遇，加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，打造完整的产业链。推进齿轮产业结构调整，大企业要依托规模和技术优势，做大做强，进入世界前列，中小企业要培育成专精特新小巨人企业；提高产业集中度，形成几个具有较强国际竞争力的产业集聚区，推动产业升级；同时，随着国家节能减排、绿色制造产业政策的实施，绿色环保概念将贯穿整个行业。对于环保设施配套良好的优质企业将在此过程中取得比较优势，长期来看行业发展将会淘汰更多落后、高污染产能，优势产能集中度进一步提高，推动齿轮制造行业整体向高端精密制造方向转型。自主创新成为齿轮行业的主旋律。齿轮行业自主创新能力仍然薄弱，高端齿轮产品大量依赖进口，成为制约行业发展的主要问题。传统上依靠成本优势占领市场的粗放型经济增长方式将逐步受到挑战，创新、技术优势将成为行业主导。结合中国工业发展目标，齿轮行业要以政策为保障，依托智能制造补短板，集中力量突破关键点，实行产业技术再造，突破问题。未来齿轮产品将以创新为驱动，以高精度、高可靠性、长寿命和高功率密度产品特性为基本立足点，齿轮传动向电传动、机电传动和机电液控复合传动方向发展，产业向数字化、智能化、电动化制造方向目标前行。在机械行业现代化、规模化发展的态势下，下游终端客户对机械设备的性能、生产效率等方面的要求不断往差异化、定制化方向发展，单一功能的机械设备将难以满足中国工业的转型升级，市场将更趋向于选择多功能、个性化的机械设备。作为机械配套产业的齿轮行业，产品多样化和细分市场的开拓也为业内企业开展良性竞争构筑了良好的平台，市场分散度和专业程度都将不断提升。在市场刚性需求和供给侧结构升级的大背景下，齿轮产品朝多元化方向发展，将迎来新的经济增长点。中国齿轮行业产业链齿轮产品是关键通用零部件，钢铁是齿轮制造的主要原材料，广泛应用于电动工具、燃油汽车、新能源汽车、机器人、智能家居、医疗器械、安防等领域。国家政策大力支持和鼓励行业发展，将进一步扩大对齿轮的市场需求，推动市场整体产品质量的提升，带动整个行业由中低端产品竞争转向高端精密化的品质和服务竞争，促进了齿轮行业的良性发展，从而为项目投资方的发展提供了良好外部政策环境。近年来，我国齿轮行业保持较快稳定增长趋势，2021年我国齿轮市场规模为3143亿元。未来，我国齿轮行业将继续保持平稳发展，预计2022年我国齿轮市场规模将达3354亿元。齿轮行业将迎来第四次机遇齿轮是量大面广的关键基础零部件，几乎应用在国民经济各个领域。齿轮工业是机械工业中技术密集、资金密集的产业。目前，齿轮工业已成为中国机械基础件中规模最大的行业。去年全国齿轮行业的产值在2300亿元左右，居世界第一位。过去30年，我国齿轮行业历经了快速发展，平均增速在18%；而过去3年全行业产值处于徘徊阶段，逆差还在扩大。应该说，过去3年也是齿轮行业苦练内功、实实在在推进技术创新、转型升级的时期。长期困扰行业发展的关键技术上的全面突破，产品质量的提升，国家经济转型升级提供的契机，我国齿轮行业迎来了发展的新阶段。过去30多年中国齿轮行业的发展出现了三个增长高峰，通常称为三个增长极。25年前，摩托车齿轮的发展让我国齿轮行业的产值从几十个亿元变成了200多亿元；16年前，以中国加入WTO为转机，汽车齿轮的发展使我国齿轮行业产值从几百亿元跃升到了大约1300亿元，这是齿轮行业发展的第二极。10年前，风电和工程机械齿轮的发展为齿轮行业带来了第三极增长，使齿轮行业产值上升近2000亿元。过去5年，我国齿轮行业进入了一个相对平稳发展期，在2015年行业产值还有小小的回调。目前，全国齿轮企业近千家，骨干齿轮企业300多家，亿元以上的企业有150多家。一批企业的年销售已超过20亿元，2家过了100亿元。几家大型国有企业是齿轮行业的中坚力量，民营企业已成为市场的主力。现在，中国已成为了齿轮制造大国，我国齿轮企业已全面融入世界配套体系中。更为重要的是，我国齿轮工业已形成世界上最为完整的产业体系，可以说覆盖了齿轮产品的全领域。在产品方面，中国齿轮产品已历史性地实现了从低端向中端的转变，已出现一定的高端产品。齿轮产品分类及应用领域我国齿轮传动历史最早可追溯到3000年前，但只有在中华人民共和国成立后，中国的齿轮传动技术才有了长足的进步。近年来，我国齿轮行业继续保持较快增长。齿轮及其齿轮产品是机械装备的重要基础件，绝大部分机械成套设备的主要转动部位都是齿轮转动，齿轮行业是机械业的基础。相对机械装配业而言，齿轮行业属于技术最密集、资金最密集以及规模相对最大的行业。我国齿轮行业基本由三部分组成，即工业齿轮、汽车齿轮和齿轮装备。车辆齿轮是车辆主要的基础传动零件，齿轮的质量直接影响车辆的噪声、平稳性及使用寿命。车辆齿轮同其他齿轮工作原理一样，用于多个齿轮组成的传动机构，利用齿轮的啮合原理，将原动机的转速转换到所需要的转速，并获得相应扭矩。我国齿轮产品的研发及制造能力较强。在自动变速器中，AT和CVT的核心技术主要被外资整车集团或第三方变速器生产商说垄断：我国难以突破。而在DCT的结构中，主要可以分成双离合器、执行机构、电控系统以及机械结构等组成;而除了机械结构以外的这些零件主要被外资所垄断，比如双离合器的设计、制造以及测试技术主要掌握在博格华纳以及舍弗勒两家公司手中，而摩擦片的技术又集中在博格华纳以及达耐时（日本）等公司的手上。同时，随着新能源汽车占比的提升，高精度齿轮的需求势必越来越大;而高精度齿轮的研发需要主机厂或第三方零部件厂商投入更多资金予以支持，这将带动企业的成本上升，从而摊薄利润;促使总成类企业将齿轮外包给专业齿轮企业进行生产从而集中资源投入核心技术的革新。而这种齿轮精度和强度的提升将使得齿轮行业的竟争加剧，迫使小型齿轮企业让出其市场份额。汽车动力总成核心部件变速器的趋势之一，就是自动代替手动。齿轮做为变速器的核心部件之一，有效解决发动机输出扭矩与实际需求之间的矛盾。变速器的渗透提升主要是受到了持续扩散的城市道路拥堵情况以及消费升级所驱动的。我国汽车自动变速器的渗透率比较低，仅有28．2%的汽车采用了自动变速器系统，而当时自主品牌汽车采用自动变速器的比率仅仅有6．7%。这比率到之后得到大幅度的缓解，全部品牌汽车以及自主品牌汽车的自动变速器渗透率达到了63%以及35%;由此可以看出，随着未来自动变速器渗透率加大，国产自主品牌崛起，相关汽车齿轮产业需求将持续提升。随着我国制造业特别是汽车工业的飞速发展，机床齿轮、农机齿轮、工程机械齿轮和工业齿轮的需求还将大幅度增长，中国齿轮行业年总产值已突破700亿元。齿轮传动装置主要分为车辆变速箱和工业变速箱两大类。其中车辆变速箱年销售额150亿元，出口额2．4亿元;工业变速箱年销售额100亿元，出口额1．6亿美元．近年来，齿轮行业产销量每年以20%以上的速度增长，行业现有600多家制造商，其中骨干企业100多家，年销售额250亿元，出口额4亿美元。近年来，我国齿轮行业继续保持较快增长，市场方面市场总体需求和国内生产总量保持了较高增长我国齿轮行业增长速度很快其产量占到全国总量的52．8%。从生产区域来看，华东地区齿轮业发展最快，其他地区依次为:华北地区占19．1%，西南占8．7%，华中占8．1%，西北占6．7%，东北为4．7%。我国自动变速箱制造生产方面目前还受制于人，产品贸易逆差较大且呈逐渐增高之势。我国进口齿轮产品33．7亿元，其中进口自动变速箱16．37亿美元。预计进口总额在50亿美元以上，自动变速箱将达到25亿美元。美德、日、韩在垄断市场后，还要求与之配套的变速箱使用国外产品，这就限制了我国自动变速箱的发展，也是造成贸易逆差很重要的原因。第四，在进口的齿轮中，有44．5%来自日本，16．9%来自德国，韩国、美国、法国分别为8．3%、6．8%和4．2%。在出口企业中，外企出口比例最大，占31%，国企为28．7%，民企为21．4%，中外合资企业为12．7%，其他约占6%；一些发达国家低端产品从我国进口，而复杂高端产品则自己生产，他们利用我国的廉价劳动力和资源，把我国当做其加厂。从产品出口国别看，绝大多数产品都出口到发达国家或地区。其中，23．6%出口到美国，15．6%到日本，7．9%到意大利。如何增加自动变速箱工业技术，不在受制于人实现进出口金额数量的逆转将决定我国汽车齿轮行业的未来。齿轮行业发展空间分析齿轮行业已成为机械基础件中规模最大的行业，也是一个充分竞争的行业。目前中国有大小齿轮企业近千家，骨干齿轮企业300多家，亿元以上的企业有近50家，市场竞争充分，市场化程度较高。中国齿轮行业近10年来进步飞速，部分产品已达到或接近国际先进水平，但仍有相当大一部分齿轮与变速箱产品在振动噪声与疲劳寿命等方面与国际先进水平差距明显。自主创新成为齿轮行业的主旋律齿轮行业进入第四极发展，自主创新成为了主旋律。笔者考察了一下，中国齿轮行业前三次的增长主要得益于引进、消化、再创新。而第四极发展为齿轮行业重新洗牌提供了机会，新的龙头企业会脱颖而出，一些吃老本的企业将失去发展机会，甚至将退出市场。应该说，目前针对齿轮行业第四极增长，国内相关配套装备产业还不能满足这种需求，与齿轮相关的行业应抓住齿轮行业这次机会，发展自己的同时，又反过来推动齿轮行业第四极更快速的发展。这些基础包括人才基础、技术基础、管理基础和产业链的配套基础。未来产值将突破3000亿，最终将实现我国从齿轮制造大国