傳動基礎件行業高質量發展的思考與建議

王宇航，趙玉良，龐杭洲

(中國重型機械研究院股份公司，陜西 西安 710018)

0 前言

當今世界正處于百年未有之大變局，全球經濟形勢復雜多變，后疫情時代保護主義抬頭，地緣政治風險驟增，國際政治格局和經濟環境發生了巨大變化。歐美發達國家紛紛實施“再工業化”促進制造業回流，并嚴格限制涉及高科技產品的貿易和技術轉移，同時新興市場國家以低成本優勢吸引全球跨國公司投資，這些都給我國傳動基礎件行業的發展帶來了新的挑戰。

“十四五”時期，國家提出“要強化科技創新體系能力建設，加快構筑支撐高端引領的先發優勢，在關鍵領域、卡脖子的地方下大功夫”、“要矢志不移自主創新，堅定創新信心，著力增強自主創新能力，努力實現關鍵核心技術自主可控，把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中”，提出“加快形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局”。在新的發展格局下，傳動基礎件行業要進一步深化供給側結構性改革，提高高端產品供給能力，有效滿足市場高端化、品牌化、差異化、國際化的發展要求。

1 國際著名傳動件品牌

我們所熟悉的歐美先進工業國家的傳動件品牌，如德國FLENDER、VOITH、ZF、SEW、RENK、及日本SUMITOMO等，都是享譽全球的著名品牌，歷經百年發展，仍保持強勁發展勢頭。盡管歐美企業也有破產、合并、重組等，但核心企業的核心業務卻在不斷得以發展。我們所熟悉的德國FLENDER公司，是全球頂級的動力傳動產品制造商，盡管控股股東不斷變化，但其產品的各類規格性能卻在不斷發展，并引領傳動技術的前行。德國VOITH公司是從1825年建立的一個小鎖匠鋪開始，憑著不斷創新、勇于開拓的精神以及遠見卓識的商業眼光，這家小小的鎖匠鋪目前已發展成為年銷售額突破70億歐元的歐洲大型的高端動力傳動產品供應商，其產品更是在液力傳動、高速傳動等技術領域獨樹一幟，領百年風騷。美國費城齒輪公司Philadelphia Gear的高速齒輪箱、德國RENK公司的大功率重載行星傳動、德國Rexroth公司的封閉差動行星傳動、日本住友SUMITOMO的擺線減速機及美國FALK公司的蛇形聯軸器和逆制器也都獨具特色，百年不衰。

由以上介紹可見，國外這些著名傳動件企業雖已走過百年發展歷程，但仍保持強勁發展勢頭。各公司都有自己專長的產品或方向，而且，多數公司的生產基地和銷售網絡均基于全球化布局?？傊?，國外公司產品的高端化、品牌化、智能化、差異化、規?；?、國際化競爭生存之道，值得我們認真研究、借鑒和學習。而且，在各自的產品領域，始終堅持技術的不斷進步和創新，始終保持產品技術性能上的先進性。

在業務模式上，多數國外公司不僅僅只是一個簡單的傳動件產品制造商，而是充當著傳動系統總體解決方案提供商。從產品到服務，延伸了企業的服務鏈條，增強了企業適應全球市場競爭的能力。

基于上述，我們要打造傳動件行業的百年老店，起碼應具備下述基本條件：

(1)要有產品的持續開發與創新能力，能保證產品性能的不斷升級，能不斷推出適應市場需求的高質量創新產品。

(2)要有適度的企業規模，科學的管理方式，現代化的管理理念。

(3)要有全球化的生產基地和發達的銷售網絡。

(4)要有科學的、嚴格的產品質量管理及保障體系。

(5)要有傳動系統總體解決方案的提供能力，不僅僅只是單機的制造商。

(6)及時、周到、完善的售后服務，不斷延伸企業的服務鏈條。不能僅僅只做產品的制造商，同時也應當成為產品的終身服務商，如此方能增強企業適應全球市場競爭的能力。

(7)摒棄急功近利的市場行為，靜下心來踏踏實實做企業，精益求精作產品，真正弘揚“工匠精神”，并持之以恒，一以貫之。

(8)要牢牢把握企業高質量發展這條主線，緊緊圍繞產品高端化、智能化、綠色化、國際化發展方向，加快關鍵核心技術攻關，打造更多具有自主知識產權和話語權的創新產品和專有技術。

2 國內傳動基礎件行業的發展現狀及存在的主要問題

在最近的十幾年里，我國傳動基礎件行業出現了前所未有的高速發展，固定資產投資及產品產銷量均呈跳躍式增長，企業規模、綜合實力及產品質量也均有顯著提升。中國高速傳動、陜西法式特集團、重慶齒輪箱公司、寧波東力傳動、安徽泰爾重工、杭齒前進齒輪箱公司、浙江通力傳動、江蘇金像傳動、江蘇泰隆、江蘇國茂等一批行業龍頭企業迅速崛起，年銷售額更是邁上了一個大臺階，百億產值不再是夢想，行業整體裝備水平更不可同日而語，國內傳動基礎件行業的整體實力已空前增強。

傳動基礎件行業的產品自主開發能力也有明顯地提升，從自主開發通用系列產品，到開發大型軋機傳動、大型球磨機傳動、大型輥壓機傳動、大功率立磨主減速機、大功率船用齒輪箱和風電機組增速箱專用產品開發，再到各種工程車輛行走齒輪箱、工程機械變速箱，鍛造操作機、掘進機、盾構機等專用齒輪箱的開發，國內許多多年依賴進口的產品，已基本實現國產化，我國傳動基礎件行業已實現了技術水平質的提升。目前，我國已能制造9 MW陸上風電增速齒輪箱、16 MW海上風電增速齒輪箱，產品總體技術處于國際先進水平。國內裝機的風電增速齒輪箱目前國產化率已達80%以上，國際市場占有率30%以上。

自主研發了6 800 kW的立磨齒輪箱、3 200 kW的磨機中心驅動齒輪箱，時速350 km高鐵齒輪箱已部分實現國產化；中信重工業已研制出了世界齒輪傳遞功率18 000 kW最大磨機組。我國在AT、AMT、CVT、DCT和油電混合汽車變速器等方面都有自主創新成果，特別在AT和CVT領域，汽車自動變速器的產業化已進入實質階段，將迎來發展高潮。目前，在工業機器人、高檔數控機床和自動化裝置中的高端精密減速器還主要依賴進口，但這種局面已在逐步改變。經過業內企業的自主創新以及國家的大力支持，多類別的工業機器人及其他精密伺服機構用精密減速器的國產化正在推進中，未來5年將形成大約100萬臺的產能，將支撐我國機器人及高端精密智能裝備產業的快速發展。

綜上所述，國內傳動基礎件行業的自主創新及配套能力均空前提高，所有這些都得益于改革開放40年的行業歷練，得益于行業同仁多年的不懈努力，得益于行業企業技術的不斷進步與持續創新。

居安思危，同先進工業國家的同行相比，我們傳動基礎件行業還有許多不足，目前行業發展面臨的比較突出的問題主要表現在以下幾個方面：

(1)通用系列產品產能過剩，很多企業還處在找訂單求生存的狀況中運營，去產能需要時間。

(2)專用高精尖產品自主開發能力尚比較薄弱，如大功率高速行星傳動、高端機器人減速器及高端精密伺服傳動等，企業還主要是靠和國外公司合作進行產品開發，雖然已有一定的進步，但由于在高端設計分析技術及軟件方面的科研力度不夠。國內要想在上述方面取得突破性進展，尚需付出艱苦努力。

(3)產品的智能化程度普遍較低，還沒有在設計理念上有根本性的突破。

(4)企業的專業化程度偏低，多數企業產品同構現象嚴重，缺乏特色和競爭力，不利于行業整體水平和競爭力的提高。

(5)基礎共性技術，如新材料、基礎制造工藝及共性支撐技術等基礎數據庫建設方面開發力量薄弱，投入不足，無法形成對行業更高水平發展的技術支撐，影響著行業發展和整體水平的進一步提升。

(6)產業集中度不高，缺乏具有國際影響力的知名品牌。我國傳動基礎件行業已形成了比較完整的產業鏈，但中小企業多，產業集中度不高，品牌知名度不夠，市場議價能力較弱，導致企業無法獲得合理的利潤空間，缺乏持續健康發展的動力，制約了行業更高水平的發展。

(7)生產成本不斷上升，原材料價格上漲，人工成本加大，行業運行中的一些頑疾(如片面的價格競爭，苛刻的付款方式，應收賬款居高不下等)還沒有很好的解決辦法，使得企業利潤空間被壓縮，影響企業的可持續發展。

(8)需要特別關注一些新型傳動技術的發展，比如磁力傳動技術、電力直驅技術等，這些新技術在基礎理論、基礎材料、制造工藝、制造成本、市場培育等各方面會不斷完善，不斷成熟，有可能會在未來的時間里對我們這個傳統行業帶來顛覆性的影響。居安思危，對科技進步的潮流帶來的沖擊，行業企業必須時刻保持清醒的頭腦與認識，要緊緊跟上科技發展的進程。

3 傳動基礎件行業需要重點發展的技術需求與需要關注的發展方向

3.1 傳動基礎件行業當前需要重點發展的新型技術需求

(1)高端設計分析技術研究及軟件開發。如適用于不同設計目標時的齒輪修形與動力學耦合分析技術；重載多行星輪傳動的新型均載機構研究及均載性能評價技術(柔性銷均載、構件彈變、油膜浮動等復合均載技術)；齒輪微點蝕計算評定與分析預防技術；高線速度齒輪傳動系統創新設計理論與技術。

(2)加強新型傳動技術研究。高功率密度、低振動噪聲、長壽命、高可靠性齒輪傳動技術研究；高精度嚙合副傳動機理和精密成型技術研究；機電液復合傳動集成技術機理研究(液力、液控與電控部件的復合)；滿足適應極端環境條件(高溫、低溫、乏油潤滑、腐蝕、輻射、強磁環境等)的傳動技術研究等。

(3)抗疲勞制造技術與基礎數據的研究。研發高強度、輕量化齒輪傳動系統材料與關鍵工藝；研發基于表面完整性的齒輪疲勞性能分析方法；研究探索高端齒輪嚙合振動、膠合、疲勞壽命與齒輪宏微觀參數、潤滑、材料、加工制造等的耦合演變機制。

(4)智能化監控及機-電-控集成一體化技術。研發復雜載荷下傳動系統健康狀態智能感知與信息融合技術；研發融合大數據和性能演變模型的自診斷和壽命預測技術；研發精密化、輕量化、高速化、智能化為特征的機-電-液-控一體化動力驅動單元或系統，滿足變速變載要求，具備高度集成、高效率、智能調控、智能診斷等智能化特征；研發基于數字孿生的監測診斷方法及傳動系統健康監測系統。

(5)高效高精度制造及工藝技術研究。如齒面振動光整與特種超聲波噴丸技術相結合的齒面超精加工技術(可獲得超高光潔度齒面以有效抵抗齒面微點蝕的產生，同時使得齒輪的彎曲及接觸強度等綜合性能更為優異)；高強度材料及特種熱處理技術(如真空低壓滲碳、真空離子深層氮化、真空碳氮共滲和稀土催滲技術)；齒輪深冷工藝技術、齒面各類離子注入技術研究，提高傳動齒面的綜合性能(如提高其抗腐蝕、抗氧化及抗疲勞性能，提高表面硬度和耐磨性能，降低齒面摩擦系數，改善齒面微觀結構的低溫或高溫性能等)；齒輪高硬度表面高效切削/磨削加工技術；研發高性能齒輪刀具設計與制造技術，針對齒輪刀具環保干切化、硬質合金化、規格超大化的需求，開展高性能齒輪刀具設計技術、齒輪刀具表面涂層技術、齒輪刀具的熱處理技術研究；研發超高速磨削加工技術與智能裝備；研究超高速磨削齒輪材料去除機理、磨削過程虛擬仿真技術、砂輪快速修整技術、超高速砂輪技術等。

3.2 傳動基礎件行業需要關注的發展方向

(1)機器人及其他精密伺服傳動用精密減速器及聯軸器。伺服驅動系統所用的高精密減速器或傳動需求已形成一個值得重視的方向。目前國內高精度機器人減速器的供應尚未出現批量穩定的國產化高質量系列產品，也未完全形成具有自主知識產權的創新技術體系。精密傳動技術發展的關鍵，除了精密零件加工、裝配工藝和試驗測試技術外，在產品的傳動機理和結構形式方面，應該進行更高水平的研究和開發，如研發精密傳動副側隙調控、磨損量補償、無側隙嚙合、齒廓精確修形等基礎理論與方法，以形成完全自主的精密傳動技術體系。

(2)微型減速器。重點研發直徑50 mm以下的微小型減速器，集成有感知和控制能力的微小型齒輪減速器產品，實現微小型減速器的電流、位置、轉速、轉矩等參數的實時反饋，開發≤0.1°回程差漸開線齒輪傳動產品，滿足具有一定定位精度要求的傳動需求；研制具有高傳動效率的微小型減速器產品；0.2 mm以上模數漸開線微型行星減速器的單級傳動效率≥95%，1.0 mm以下模數蝸桿傳動的傳動效率≥75%。

(3)重載高可靠性傳動裝置。主要為應用于軌道交通、高速鐵路、海洋與船舶工程、核電工程、大型/超大型風電工程的高可靠性齒輪箱、聯軸器、制動器及其他復合傳動裝置等產品。

(4)高速傳動裝置。主要為應用于能源、航空航天、石油化工、船舶與動力工程等行業的專用大功率高速行星傳動裝置、高速齒輪傳動裝置、高速聯軸器、高彈聯軸器等系列產品。

(5)車輛傳動。包括應用于工程車輛上的電液傳動系統、自動變速箱及電動汽車的智能型驅動系統等。

(6)“中國制造2025”所帶來的各種智能傳動產品，主要應用于各種智能設備或生產線上的包括智能控制與執行機構的綜合傳動系統等。

4 傳動基礎件行業高質量發展建議

他山之石，可以攻玉。如何提升我國傳動基礎件行業的綜合技術水平，實現行業更高質量、更可持續、更加健康發展，首先是必須加大行業技術創新的力度，加快行業企業轉型升級的步伐。這就要求我們的決策層和有關部門技術創新的觀念和思維更新要先行。技術創新不僅僅是產品、技術的創新，更是理念、制度、管理、企業運營方式等方面的創新。

具體建議：

(1)應考慮建立國家機械工業基礎共性技術研究機構，從事機械工業，也包括傳動件行業的共性技術研究和共性技術支撐數據庫的建設。這些基礎工作也可組織各種相關國家重點試驗室及科研院所共同進行。這樣也便于集中投放科研經費，避免層層分散，低水平重復研究。

(2)產品層面的開發設計，考慮建立相應的全國性技術創新聯盟，以共同開發技術復雜度比較高的產品，其他一般產品亦可由各企業自主開發。

(3)專業化研發團隊的培育。建設合理的人才梯級隊伍和試驗研究平臺，保持研發工作的持續性和科研創新主體的多元化。

(4)重大基礎項目科研經費支持的連續性，摒棄急功近利的評價方法，采取分類分階段性驗收評價方法，便于產生創新性及系統性的重大成果。企業層面開發考慮項目后補助的支持方式，提高資金利用效率。

(5)項目考評驗收的科學性、合理性、公正性，引入第三方評定。

(6)應積極實施“走出去”戰略，抓住“一帶一路”建設這一歷史機遇，努力拓展國際市場。近幾年國內傳動基礎件行業產能擴張十分迅速，國內有限市場已無法消納如此大的產能，唯有采取“走出去”戰略，才能化解行業產能過剩的危機，這將是包括傳動基礎件行業在內的國內諸多行業破解發展難題的必然選擇。

(7)推進行業企業的兼并重組，盡快形成幾個具有一定規模的龍頭企業，以便在營造全球銷售服務網絡和技術開發創新上有更強的優勢，同時也具有與國際上同類大型企業集團抗衡及競爭的實力。

(8)加大政府對行業創新發展的支持力度。建議政府相關部門加大在企業創新上的政策和資金支持；國家投資項目優先采用國產化設備，更大力度支持國產首臺(套)依托工程和示范項目等。

(9)營造行業良好的經營環境。開展行業誠信宣傳引導，開展行業自律公約約束；引導協助企業優化產業結構，細化行業分工，營造友商環境，形成產業鏈協同發展，避免惡性競爭，創造行業可持續發展的良好經營環境。

(10)發揮行業協會的資源協調作用，充分挖掘和利用行業資源和政府的資源優勢，依托國家相關政策，推進傳動基礎件行業的技術服務平臺和產業鏈資源平臺建設，通過大力發展行業和團體標準促進行業先進技術的推廣應用和產品質量水平的提升，提升行業整體素質與發展水平。

5 結語

作為傳動基礎件行業調結構、促升級的重要舉措，除了加強行業企業的技術和產品創新外，也要重視生產要素的升級，加強管理創新，發揚精益求精的工匠精神，狠抓產品質量，扎實提升行業企業的市場競爭優勢和綜合競爭力，實現企業的可持續發展，如此方能滿足市場不斷發展變化的需求，適應經濟發展新常態的需要。也只有這樣，才能適應“一帶一路”國家戰略的需要，才能助力企業走出去，加大加快開發國際化市場的步伐，我們的傳動基礎件行業才能走上一條健康的高質量發展之路。