在机械行业，齿轮是不可或缺的基础零件。新能源电动车、风电、精密减速器等行业的发展，带动了齿轮行业的发展。国家推动智能制造的政策，齿轮行业所具备的标准化、批量化的特点，使得齿轮行业在智能化制造的方面快速发展，全面融入世界配套体系，科技成果取的重大突破，成为我国最重要的智能装备制造业的基础性产业之一。

 

齿轮行业随着智能化、电动化、数字化的发展，暴露出问题和挑战。一是，企业两极分化，企业同质化恶性竞争严重，创新能力较弱，核心技术受制于人；二是，产品质量可靠性差，不能满足主机配套的要求；三是，新能源汽车、风电等行业的发展，对齿轮行业提出了新的挑战，如电动化、柔性化、智能化、轻量化的要求。

 

机遇与挑战并存，如何在国家智能化制造的政策春风下，推动实现新的增长点并在发展中抓住机遇，实现在新形势下的突围，是齿轮行业面临的问题。

 

01

企业应推动自身的技术升级变革，向专精特新”小巨人”小巨人的方向发展，开辟产业新的增长点。

 

2019年8月26日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第五次会议，指出要发挥企业家精神和工匠精神，培育一批“专精特新”企业。专精特新指的是专业化、精细化、特色化、新颖化的企业。

 

专业化，企业在产业、产品、市场等方面具有专业性，在细分行业具有较高的占有率。江阴塞特精密工具，为开发汽车转向系统的一个20毫米的齿轮，加大对齿轮技术攻关和基础试验技术研究，组织了一支20多人的攻坚研发队伍，在5年的时间里攻克了材料关、工艺关、精度关，形成了有效专利47项。通过专业化，塞特精工目前已发展成为销售额超亿元的民营股份制企业。

 

精细化，精细化，包括企业的精细化管理，在产业布局、效率提高、异常管理等方面提升精细管理水平，以需求为导向，减少物料浪费降低企业成本。以鲜明的行业定位为导向，集聚有限资源，选准主攻方向，长期专注并深耕某类产品，不断积累研发制造经验，改进生产工艺，提高产品质量，在差异化的细分市场中赢得主动。扩大在细分行业的市场份额，实现行业领先地位。

 

特色化，“特色化”是指采用独特的工艺、技术、创新或特殊原料研制生产的，掌握一套独特的生产工艺技术。独特工艺背后依靠的是持续的研发投入和人才培养。许多优秀公司每年都会预提不低于上年销售收入7%的资金来确保研发投入。

 

新颖化，新颖化指依靠自主创新、转化科技成果、联合创新或引进消化吸收再创新方式研制生产的，具有自主知识产权的高新技术产品。其主要特征是产品（技术）的创新性、先进性，具有较高的技术含量，较高的附加值和显著的经济、社会效益。北京灵动科技，将计算机视觉引入移动机器人，不依赖昂贵的激光雷达，以摄像头为主要传感器，完成三维空间的定位与环境理解，发展可自主移动的第四代机器人。目前，公司的产品已经在多家大型企业应用，灵动科技已成为具有大规模集群调度能力的视觉自主移动机器人厂商。

 

通过企业的“专精特新”可以提升创新能力、加强精准化服务支撑等措施，，在核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺和产业技术基础等领域，培育一批主营业务突出、竞争力强、成长性好的专精特新“小巨人”，引导成长为制造业单项冠军。

 

02

质量管理体系建设贯穿始终，提高齿轮制造的可靠性，满足主机配套的要求。

 

齿轮是减速器传动系统中的重要部件，齿轮制造的可靠性是影响主机配套运行可靠性的重要因素。影响齿轮可靠性主要有齿轮静强度、疲劳强度、齿面胶合性和耐磨性等。

南京高精传动设备制造有限公司（简称：南高齿）用了10年的时间完成了从初创到领跑全球。可靠性曾是风电齿轮箱的一大痛点，故障率高导致了运行维护难度和成本加大。南高齿的齿轮制造以零缺陷为目标，进行先进的技术和研发设计，该公司每年将超过3%的销售收入用于研发，包括材料热处理和仿真。南高齿高度重视制造的过程控制，执行MES项目“智能工厂无线解决方案”把生产管理的五大要素-人、机、料、法、环通过信息网络连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，并启动了质量管理的六西格玛项目。

 

从最初依靠检查员管控质量，到设立质量发展职能部门，再到建立以‘零缺陷’为目标的质量管控体系，一步一步走来，十分不易。”南高齿集团副总裁兼质量部高级总监王峥嵘评价说，“它所带来的不仅是提升了南高齿的质量品牌形象，更推动行业成本的快速下降。”

 

03

满足新能源汽车、风电行业、精密减速机、智能制造等行业的新形势发展，实现齿轮行业的电动化、柔性化、智能化、轻量化。

随着新能源汽车、风电等行业的发展，对齿轮行业提出了新的要求。齿轮行业处于产业链中游，电动工具、燃油汽车、新能源汽车、机器人等为其下游。下游企业为最大程度降低成本，逐渐减少了齿轮的自制率，向齿轮行业直接采购齿轮零部件。下游企业齿轮自制率的降低，给齿轮行业创造了新的增长点，同时也个齿轮行业的制造提出了新的要求。

 

电动化，在国家实现“双碳”目标、构建双循环新发展格局的背景下，随着电动化产品制造成本的降低，电动化相比燃油的全生命周期成本逐步具备吸引力和经济性，电动化成为工程机械绿色发展的重要方向之一。齿轮行业一方面向结构更简单更轻量化的高转速、低噪声、高效率、高精度、长寿命升级，另一方面则面临电直驱而无需齿轮传动的颠覆。传统汽车要求齿轮的转速为 6000-8000 转/分，电动汽车则要达到 15000- 20000 转/分，电机转速的提升带来齿轮精度要求和噪音要求的提升。在新能源时代，电动机的三大件为“电池+电机+电控”，其核心竞争力向智能化转变，自制齿轮并不能带来竞争优势，因此齿轮趋于外包。新能源齿轮制造方面，一是要做好市场定位，做好战略规划，保持行业的前瞻性；二是要逐步完善技术积累，提高制造过程中的工艺质量，保持高超的工艺制造水平；三是要关键技术如滚齿、热处理、磨齿等精密步骤自行加工，保证核心技术的安全性。行业头部企业代表-浙江双环传动机械股份有限公司专注齿轮生产已经有40年，目前其生产的齿轮占新能源汽车市场的60%，正是双环传动生产出满足市场精度需求的产品，进而赢得了市场和客户的认可。目前双环为全球专业齿轮散件制造领军企业、中国新能源汽车齿轮制造领军企业、中国工业机器人减速器制造领军企业，销售额持续快速增长，业务版图不断扩大。

 

柔性化，未来市场竞争日趋激励，对产品的需求趋于多样化、个性化，但单个产品的需求量不一定非常大，而齿轮行业作为制造行业中基础性行业，要面临众多下游领域，对产品制造的多样性和效率提出更高的要求。因此，企业有必要建立弹性生产体系，在同一条生产线上通过设备调整来完成不同品种的批量生产任务，既满足多品种的多样化要求，又使设备流水线的停工时间达到最小，实现柔性化生产，打造企业的核心竞争力。宁波伟立机器人科技股份有限公司自成立20年以来，不断探索工业自动化和数字化工厂的可持续发展路径，其DFMS数字化柔性制造系统，将3T技术(AT自动化技术、IT信息技术和OT控制技术)深度融合，以数字化推进柔性制造系统向更宽维度和更深领域拓展；有效解决多品种、小批量加工难题，减少人工干预，提升设备利用率、提高产品品质和降低生产成本，实现24小时不间断作业。

 

智能化，控制技术在机器上的广泛应用，使机器实现了自动化;控制技术、信息通信技术、网络技术的综合应用，使机器和制造具备智能化。对于传统齿轮制造企业来说，面临的挑战是如何将电气工程、电子工程、控制技术、网络技术和集成，形成智能化。

 

智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，而且还具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。对齿轮生产设备技术改造，嵌入自动化解决方案和数据采集模块，每一个产品一生产完成就进入检测流程，并实施数据收集，通过智能化制造，能够有效的进行齿轮生产的过程控制，提高产品质量并降低企业成本。浙江夏厦精密制造股份有限公司智能车间建成之后，该公司生产效率提升21%，生产周期缩短38.4%，人工成本下降89%，提高了市场竞争力。

 

轻量化，随着科技技术水平的进步和发展，我国已从德国、日本等许多发达国家引进了大量先进设备和技术，通过我国技术人员不断吸收，开拓创新，齿轮传动制造技术有了迅速的发展。世界先进工业国已由工业化、信息化向知识化时代迈进，齿轮减速机与世界先进水平还是存在一定的差距。在齿轮减速机仍需在齿轮传动的结构设计，轮齿材料的应用上不断完善，满足目前行业的升级和节能环保的环境要求，齿轮行业的轻量化也变得越来越重要。主要是通过机电一体化、优化结构设计、采用新材料等来对齿轮进行轻量化。