國內齒輪企業逐步實現從中低端到高端轉變,高端產品替代愈加明顯

2023-09-22     普華有策

原標題:國內齒輪企業逐步實現從中低端到高端轉變,高端產品替代愈加明顯

國內齒輪企業逐步實現從中低端到高端轉變,高端產品替代愈加明顯

1、我國齒輪行業發展情況

(1)我國齒輪行業體系完整,市場規模持續增加

經過多年的快速發展,我國齒輪產業規模不斷擴大,並在部分高端產品的研發和產業化方面取得突破,創新能力明顯增強,目前已基本形成了門類齊全、能夠滿足裝備製造業主機及總成系統配套需求的生產體系。現階段,我國齒輪產品正經歷從中低端向高精密方向轉變,部分高端產品已經達到了國際先進水平,推動齒輪傳動行業規模持續增長。

(2)行業技術水平持續提升,創新能力明顯增強

齒輪產品作為支持工業經濟發展的基礎性產品,高端齒輪產品核心技術的落後一直是制約我國齒輪工業發展的主要瓶頸。近年來,在國家政策和資金的支持下,行業創新能力明顯增強,齒輪製造技術水平和製造能力得到了持續提升,部分技術和高端產品已達到國際先進水平。同時,部分工程實驗室、工程研究中心、國家認定的企業技術中心、博士後科研工作站等創新平台陸續建成運行,為我國齒輪行業核心技術的攻關、關鍵工藝的實驗、工程技術創新人才的培養提供了技術平台支撐,並促進了重大科技成果的應用與轉化,如攻克了兆瓦級風電增速齒輪傳動產品等高端工業齒輪產品的核心製造技術,兆瓦級風電增速齒輪傳動產品在滿足國內市場需求的基礎上實現了批量出口。

(3)出口數據規模不斷擴大,產業競爭力持續提升

我國的齒輪製造產業形成了完整產業鏈,齒輪製造技術水平和製造能力得到了持續提升,部分技術和高端產品已達到國際先進水平,齒輪產業在全球的競爭力持續提升,在全球裝備製造中扮演著重要的角色。在全球化採購的環境下,國外企業出於供應、成本等方面的考量,開始選擇採購國內企業產品,給我國齒輪製造行業創造了良好發展環境。隨著國內齒輪製造工藝逐漸升級,產品技術含量進一步提高,在高端產品領域與國外的差距進一步縮小,我國齒輪產業競爭力將進一步,高端齒輪產品出口潛力將進一步釋放。根據中國海關總署數據,齒輪行業出口規模自 2017 年依賴保持持續增長態勢,到 2022年出口規模達205.88億元,2017-2022年期間復合增長率為 9.22%。2023年1-8月出口規模達138.12億元。

(4)部分高端產品依賴進口,高端產品替代效應明顯

目前,外資、合資企業以中高端產品為主,本土齒輪生產企業占據大部分低端市場,整體來看我國齒輪產品在功率密度、可靠性和壽命上與國際先進水平相比仍存在一定差距,部分高端齒輪產品仍依賴進口。近年來,本土企業貼近用戶市場,不斷提高自身創新和研發能力,憑藉良好的客戶需求響應速度和定製化服務能力,在高端產品領域的競爭力逐漸增強,少部分具有一定規模和技術優勢的本土企業逐步實現了從中低端到高端的轉變,高端產品的替代效應愈加明顯。

2、齒輪行業發展趨勢

(1)數字化、信息化系統平台與齒輪製造加速融合

在大數據和雲計算的時代,傳統的靠經驗傳承的做法,已經不能完全適應智能製造時代的需求,隨著國家開始大力推動工業網際網路、智能製造建設,數字化、信息化齒輪製造是齒輪行業未來的重要發展方向。

在研發能力建設方面,通過數字化、信息化系統平台的支撐,將數字化樣機技術應用於產品的全生命周期,實現對物理樣機的功能和性能的驗證,進而系統提高企業研發能力,提升產品開發效率;在生產方面,數字化、信息化系統平台可結合齒輪產品定製化的特點,對訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化,實現生產過程和生產物料的數字化、精細化和透明化管控,實現單件產品屬性及關聯設備、人員和供應商的精準追溯;在質量控制方面,通過可實現齒輪設計、加工、測量、全壽命周期的數字化、信息化系統平台,將測量出實際齒面和理論齒面的誤差,通過反調計算得出修正齒面的反調係數,可實現齒輪加工的閉環控制,從而得到更高品質的齒輪。

未來,隨著行業競爭的進一步加劇,業內企業為進一步提高產品質量、提升研發水平、控制生產成本,將持續推動數字化、信息化與齒輪製造的融合,推進設備的自動化、數字化改造升級,構建數字化、精細化、透明化、柔性化的製造體系。

(2)齒輪產品質量與性能水平不斷提升

齒輪行業是我國裝備製造業的基礎性產業,是裝備製造業實現產業升級、技術進步的重要保障,齒輪產品作為整機設備的核心傳動裝置,其質量的好壞、性能的高低直接影響整機設備的作業效率、使用壽命。下游應用領域的轉型與升級,將倒逼齒輪等核心零部件向高端精密製造方向轉型,促使齒輪產品生產企業進一步提升產品質量與性能水平。

在風電領域,隨著近海資源逐漸開發逐漸成熟,海上風電項目建設持續向深遠海發展,而深遠海風機運轉環境複雜,對齒輪產品的要求更高。同時,風電機組功率的不斷擴大,將直接帶動大功率齒輪產品產業化的步伐,對齒輪產品的精度、可靠性、可維護性及重量提出了更高的要求。

在工程機械領域,隨著工程機械產品噸位的不斷拓展,行業對工程機械配套齒輪相關產品的尺寸、負載能力要求也不斷提升。加之,工程機械作業環境惡劣,作業對象和負荷多變,需要工程機械在不同工況、不同作業強度仍具有較高的可靠性,工程機械整機企業為進一步提升產品質量與性能,對齒輪產品等核心零部件的可靠性、使用壽命、工作強度等指標的要求也進一步提高。

在油氣領域,傳統油氣開發的技術理論不能完全適用於非常規油氣開發,非常規油氣開發技術要求高、開發難度大,對齒輪產品的要求更高,隨著非常規油氣逐步成為油氣開發的主體,將促使現有齒輪產品進行優化升級,滿足非常規油氣開發的需求。同時,石油裝備長期服役在沙漠、戈壁灘、遠海等極端環境下,油氣開採行業為提高油氣開採效率,提升油氣開採規模,降低油氣開採設備運維成本,對產品的可靠性、精度、使用壽命要求將不斷趨嚴。

因此,在風電、工程機械、油氣等下游領域發展的推動下,將進一步提升我國齒輪製造產業針對齒輪精度、可靠性、使用壽命、功率密度等方面的研發創新與優化升級,以提升產品質量與水平,滿足下游應用領域對高水平齒輪產品的需求。

(3)下游應用領域對國產齒輪產品的需求進一步擴大

隨著我國工業製造的技術升級,風電、工程機械、油氣等下遊行業為進一步提升自身競爭實力,推動行業獨立自主發展,並出於採購周期、維修成本等方面的考量,對國產齒輪產品的需求進一步擴大。

在風電領域,為增強能源供應鏈安全性和穩定性,推動能源生產消費方式綠色低碳變革,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,風電行業將獨立自主發展作為行業發展的重點,把實現風機及其零部件的自主生產作為行業發展的重要目標。目前,高端風電齒輪產品對國外仍存在一定依賴,尚未實現全面進口替代,而在風機國產化的大背景下,新機的配套及現有風機的維修,都將推動國產齒輪產品的需求規模擴大。

在工程機械領域,我國工程機械關鍵零部件的自主研發製造和檢測能力不能滿足使用需要,工程機械中高端主機和重大技術裝備所需的關鍵零部件、元器件依賴進口。《工程機械行業「十四五」發展規劃》提到,要進一步提升產業配套水平,25%零部件具備進口替代能力,完全依賴進口零部件比例低於5%,將高效傳動技術作為重點發展領域。在此背景下,行業對國產化齒輪產品的需求將進一步提升。

在油氣領域,我國非常規油氣開發,雖通過借鑑和引進北美先進鑽井完井理念、方法和技術,逐步實現非常規油氣資源的規模開發,水平井鑽井完井技術取得了較大進步,但與北美相比仍存在鑽井周期長、建井成本高和單井產量低等問題。隨著非常規油氣開發的重要性不斷凸顯,我國為縮小與北美地區頁岩油等非常規油氣開發的技術差距,將加大對非常規油氣開採技術及設備的開發力度,從而帶動對非常規油氣開發設備配套齒輪產品國產化的需求。

(4)下遊行業對齒輪企業新產品開發能力要求提升

齒輪產品下遊行業處於快速發展階段,下游企業為提升市場競爭實力,聚焦新技術、新發明的研發與應用,持續提升研發效率,縮短研發周期,推動產品的疊代與優化,促使各類新產品不斷湧現,如風電領域,風電機組從兆瓦級突破到十兆瓦級;油氣領域,壓裂泵車從柴油驅動到實現部分新能源驅動;工程機械領域,新能源礦用自卸車從 60 噸、90 噸到突破 100 噸。

齒輪產品作為風電、油氣、工程機械設備的重要傳動裝置,下游領域新產品研發創新速度加快,對齒輪企業的產品研發設計能力、產品開發周期、產品交付能力提出了更高的要求,只有具備良好研發創新能力、較高的研發效率、快速的客戶響應能力的齒輪企業,才能緊跟下游市場產品不斷優化與疊代的趨勢,助力下遊客戶及時將新產品推向市場,搶占市場份額,進而鞏固自身與下遊客戶之間的合作關係,保持市場競爭地位。

3、齒輪行業的主要壁壘構成

(1)人才壁壘

齒輪行業是一個專業化技術程度較高的行業,屬於技術密集型行業,需要市場競爭參與者不僅有雄厚的技術積累,還要具備大批經驗豐富的人才儲備,來保證企業研發、製造水平的先進性與持續性。齒輪高端人才缺乏,高素質的開發團隊和技工人員的培養不是一蹴而就,需要不斷的積累和培養,技術研發人員自身也需要不斷的學習與創新,不斷適應新的工藝、新的技術,而新進入企業缺乏經過長期生產實踐培養出來的專業技術人員,人才缺乏成為限制其發展的重要障礙。因此對於新進入企業來說缺乏時間去積累、培養高級技術與創新研發人員。

(2)技術壁壘

齒輪行業屬於技術密集型行業,齒輪產品作為核心傳動裝置,在風電、工程機械、油氣、航天、海洋工程等高精度、高可靠性場景得到廣泛應用,上述場景對齒輪產品的精度、負載能力、硬度、可靠性、使用壽命等性能有著較高的要求,對齒輪生產企業的工藝技術水平和儲備有一定門檻。同時,齒輪加工工藝較為複雜,涉及熱處理、滾齒、磨齒、精車等眾多工藝環節,每道工藝出現問題都會對齒輪產品的最終質量造成影響,企業只有通過提高工藝技術水平,不斷的研發新技術、新工藝,才能保持自身的技術競爭優勢。

同時,齒輪行業具有定製化特性,需要根據客戶的定製化需求設計、生產滿足不同客戶要求的齒輪產品,只有具有技術優勢和豐富生產工藝積累的企業,才能及時為客戶提供定製化齒輪傳動解決方案。此外,業內的技術發展也在不斷的疊代,對企業自身的技術研發與創新能力提出了更高的要求,對於新進入企業來說,如果缺乏強大的技術研發與創新能力,也將跟不上市場的步伐。

(3)資金壁壘

進入齒輪行業需要巨大的資金投入。一方面,齒輪行業涉及到大量高精度的機械加工和檢測設備,包括數控滾齒機、加工中心、數控鏜銑床等設備,部分高端產品生產設備依賴進口,價格昂貴,投資規模較大;另一方面,為應對行業數字化、智能化、集成化發展趨勢,進一步提高齒輪生產效率,提升齒輪產品性能,業內企業開始引進數字化、信息化生產與管理系統,進一步擴大了業內企業的資金投資規模。

同時,隨著行業競爭的日趨激烈,下游應用領域對產品的性能要求不斷提升,業內企業為保持持續的競爭優勢及技術領先,需要不斷的進行技術研發、產品創新與疊代,企業需要大量的研發投入並引進先進、高精、性能優越、自動化水平更高的生產線,特別在高端產品的研發領域,由於高端產品的技術含量高,工藝要求高,導致產品研發周期長,前期產品開發、工藝改善投入巨大,促使企業在技術研發、設備採購等方面需要承擔較大的資金壓力。

(4)質量控制及生產管理壁壘

為保證齒輪產品能滿足下遊客戶對於工況環境、產品精度、產品使用壽命等需求,齒輪生產企業需要對整個生產流程根據市場需求及客戶要求進行實時調整和跟進,對齒輪生產企業的精細化管理水平提出了高要求。同時,生產企業在對業務生產流程標準化、自動化的同時,需要對非自動化工序進行流程化管理,並對各工藝環節進行控制與質量檢測,嚴格控制良品率。上述質量控制與管理過程需要生產經驗豐富的管理人員對生產流程進行個性化、精細化管理,提高生產效率,保證齒輪質量的穩定性和供貨的持續性。

此外,隨著國內齒輪產品生產企業數量和規模的不斷擴大,各企業競爭愈發激烈,在工業化和信息化融合的大趨勢下,如何通過提高企業自動化、信息化、數字化水平來提高生產效率,也為新進入者設置了較高的管理壁壘。而完善的質量控制和先進的生產管理水平來自於長期生產經營過程中的經驗積累,行業新進入者較難在短時間內建立起高效的質量與生產管理團隊和管理機制,因此,對於新進企業來說,齒輪行業具有一定的質量控制與生產管理壁壘。

(5)客戶壁壘

行業客戶在選擇供應商時均實行嚴格的資質考核制度,對供應商的產品設計能力、技術研發水平、質量控制體系、產品供貨能力等方面有著嚴格的要求,經各項條件考察合格後,方可進入合格供應商名錄。同時,齒輪產品的生產具有定製化的特點,產品生產之前都需要經過齒輪生產企業和下遊客戶不斷調試,從產品設計、樣機生產、產品實驗、成品確認、小批量生產到大批量生產需經歷較長的周期,過程中雙方需要進行較大的資金投入,一旦齒輪產品生產企業通過客戶的產品質量標準考核,且能不斷跟上客戶產品疊代的步伐,出於機會成本以及供應鏈穩定的角度,下遊客戶不會輕易解除合作關係。因此,對於新進企業來說,齒輪行業存在較高的客戶認可度壁壘。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/fb0f2d847d6816d4a98cc1d225fcb692.html