齒輪行業(yè)隨著智能化、電動化、數(shù)字化的發(fā)展，暴露出問題和挑戰(zhàn)。一是，企業(yè)兩極分化，企業(yè)同質(zhì)化惡性競爭嚴重，創(chuàng)新能力較弱，核心技術(shù)受制于人;二是，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性差，不能滿足主機配套的要求;三是，新能源汽車、風(fēng)電等行業(yè)的發(fā)展，對齒輪行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，如電動化、柔性化、智能化、輕量化的要求。
機遇與挑戰(zhàn)并存，如何在國家智能化制造的政策春風(fēng)下，推動實現(xiàn)新的增長點并在發(fā)展中抓住機遇，實現(xiàn)在新形勢下的突圍，是齒輪行業(yè)面臨的問題。
一、企業(yè)應(yīng)推動自身的技術(shù)升級變革，向?qū)＞匦?rdquo;小巨人”小巨人的方向發(fā)展，開辟產(chǎn)業(yè)新的增長點。
2019年8月26日，習(xí)近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第五次會議，指出要發(fā)揮企業(yè)家精神和工匠精神，培育一批“專精特新”企業(yè)。專精特新指的是專業(yè)化、精細化、特色化、新穎化的企業(yè)。
專業(yè)化，企業(yè)在產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品、市場等方面具有專業(yè)性，在細分行業(yè)具有較高的占有率。江陰塞特精密工具，為開發(fā)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個20毫米的齒輪，加大對齒輪技術(shù)攻關(guān)和基礎(chǔ)試驗技術(shù)研究，組織了一支20多人的攻堅研發(fā)隊伍，在5年的時間里攻克了材料關(guān)、工藝關(guān)、精度關(guān)，形成了有效專利47項。通過專業(yè)化，塞特精工目前已發(fā)展成為銷售額超億元的民營股份制企業(yè)。
精細化，精細化，包括企業(yè)的精細化管理，在產(chǎn)業(yè)布局、效率提高、異常管理等方面提升精細管理水平，以需求為導(dǎo)向，減少物料浪費降低企業(yè)成本。以鮮明的行業(yè)定位為導(dǎo)向，集聚有限資源，選準主攻方向，長期專注并深耕某類產(chǎn)品，不斷積累研發(fā)制造經(jīng)驗，改進生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在差異化的細分市場中贏得主動。擴大在細分行業(yè)的市場份額，實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先地位。
特色化，“特色化”是指采用獨特的工藝、技術(shù)、創(chuàng)新或特殊原料研制生產(chǎn)的，掌握一套獨特的生產(chǎn)工藝技術(shù)。獨特工藝背后依靠的是持續(xù)的研發(fā)投入和人才培養(yǎng)。許多優(yōu)秀公司每年都會預(yù)提不低于上年銷售收入7%的資金來確保研發(fā)投入。
新穎化，新穎化指依靠自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)化科技成果、聯(lián)合創(chuàng)新或引進消化吸收再創(chuàng)新方式研制生產(chǎn)的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)產(chǎn)品。其主要特征是產(chǎn)品(技術(shù))的創(chuàng)新性、先進性，具有較高的技術(shù)含量，較高的附加值和顯著的經(jīng)濟、社會效益。北京靈動科技，將計算機視覺引入移動機器人，不依賴昂貴的激光雷達，以攝像頭為主要傳感器，完成三維空間的定位與環(huán)境理解，發(fā)展可自主移動的第四代機器人。目前，公司的產(chǎn)品已經(jīng)在多家大型企業(yè)應(yīng)用，靈動科技已成為具有大規(guī)模集群調(diào)度能力的視覺自主移動機器人廠商。
通過企業(yè)的“專精特新”可以提升創(chuàng)新能力、加強精準化服務(wù)支撐等措施，，在核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等領(lǐng)域，培育一批主營業(yè)務(wù)突出、競爭力強、成長性好的專精特新“小巨人”，引導(dǎo)成長為制造業(yè)單項冠軍。
二、質(zhì)量管理體系建設(shè)貫穿始終，提高齒輪制造的可靠性，滿足主機配套的要求。
齒輪是減速器傳動系統(tǒng)中的重要部件，齒輪制造的可靠性是影響主機配套運行可靠性的重要因素。影響齒輪可靠性主要有齒輪靜強度、疲勞強度、齒面膠合性和耐磨性等。
南京高精傳動設(shè)備制造有限公司(簡稱：南高齒)用了10年的時間完成了從初創(chuàng)到領(lǐng)跑全球。可靠性曾是風(fēng)電齒輪箱的一大痛點，故障率高導(dǎo)致了運行維護難度和成本加大。南高齒的齒輪制造以零缺陷為目標(biāo)，進行先進的技術(shù)和研發(fā)設(shè)計，該公司每年將超過3%的銷售收入用于研發(fā)，包括材料熱處理和仿真。南高齒高度重視制造的過程控制，執(zhí)行MES項目“智能工廠無線解決方案”把生產(chǎn)管理的五大要素-人、機、料、法、環(huán)通過信息網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，并啟動了質(zhì)量管理的六西格瑪項目。
從最初依靠檢查員管控質(zhì)量，到設(shè)立質(zhì)量發(fā)展職能部門，再到建立以‘零缺陷’為目標(biāo)的質(zhì)量管控體系，一步一步走來，十分不易。”南高齒集團副總裁兼質(zhì)量部高級總監(jiān)王崢嶸評價說，“它所帶來的不僅是提升了南高齒的質(zhì)量品牌形象，更推動行業(yè)成本的快速下降。”
三、滿足新能源汽車、風(fēng)電行業(yè)、精密減速機、智能制造等行業(yè)的新形勢發(fā)展，實現(xiàn)齒輪行業(yè)的電動化、柔性化、智能化、輕量化。
隨著新能源汽車、風(fēng)電等行業(yè)的發(fā)展，對齒輪行業(yè)提出了新的要求。齒輪行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，電動工具、燃油汽車、新能源汽車、機器人等為其下游。下游企業(yè)為最大程度降低成本，逐漸減少了齒輪的自制率，向齒輪行業(yè)直接采購齒輪零部件。下游企業(yè)齒輪自制率的降低，給齒輪行業(yè)創(chuàng)造了新的增長點，同時也個齒輪行業(yè)的制造提出了新的要求。
電動化，在國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、構(gòu)建雙循環(huán)新發(fā)展格局的背景下，隨著電動化產(chǎn)品制造成本的降低，電動化相比燃油的全生命周期成本逐步具備吸引力和經(jīng)濟性，電動化成為工程機械綠色發(fā)展的重要方向之一。齒輪行業(yè)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。傳統(tǒng)汽車要求齒輪的轉(zhuǎn)速為 6000-8000 轉(zhuǎn)/分，電動汽車則要達到 15000- 20000 轉(zhuǎn)/分，電機轉(zhuǎn)速的提升帶來齒輪精度要求和噪音要求的提升。在新能源時代，電動機的三大件為“電池+電機+電控”，其核心競爭力向智能化轉(zhuǎn)變，自制齒輪并不能帶來競爭優(yōu)勢，因此齒輪趨于外包。新能源齒輪制造方面，一是要做好市場定位，做好戰(zhàn)略規(guī)劃，保持行業(yè)的前瞻性;二是要逐步完善技術(shù)積累，提高制造過程中的工藝質(zhì)量，保持高超的工藝制造水平;三是要關(guān)鍵技術(shù)如滾齒、熱處理、磨齒等精密步驟自行加工，保證核心技術(shù)的安全性。浙江雙環(huán)傳動機械股份有限公司利用公司自身的優(yōu)勢，多年前就已切入新能源車傳動部件的技術(shù)領(lǐng)域且已擁有先進制造設(shè)備，2021 年新能源相關(guān)齒輪收入約占總營收的11%。
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到最小，實現(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)在機器上的廣泛應(yīng)用，使機器實現(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。
智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實踐中不斷地充實知識庫，而且還具有自學(xué)習(xí)功能，還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。對齒輪生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)改造，嵌入自動化解決方案和數(shù)據(jù)采集模塊，每一個產(chǎn)品一生產(chǎn)完成就進入檢測流程，并實施數(shù)據(jù)收集，通過智能化制造，能夠有效的進行齒輪生產(chǎn)的過程控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低企業(yè)成本。浙江夏廈精密制造股份有限公司智能車間建成之后，該公司生產(chǎn)效率提升21%，生產(chǎn)周期縮短38.4%，人工成本下降89%，提高了市場競爭力。
輕量化，隨著科技技術(shù)水平的進步和發(fā)展，我國已從德國、日本等許多發(fā)達國家引進了大量先進設(shè)備和技術(shù)，通過我國技術(shù)人員不斷吸收，開拓創(chuàng)新，齒輪傳動制造技術(shù)有了迅速的發(fā)展。世界先進工業(yè)國已由工業(yè)化、信息化向知識化時代邁進，齒輪減速機與世界先進水平還是存在一定的差距。在齒輪減速機仍需在齒輪傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計，輪齒材料的應(yīng)用上不斷完善，滿足目前行業(yè)的升級和節(jié)能環(huán)保的環(huán)境要求，齒輪行業(yè)的輕量化也變得越來越重要。主要是通過機電一體化、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、采用新材料等來對齒輪進行輕量化。