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液压驱动装置所处行业发展情况及行业特征发展趋势壁垒构成
发布日期: 2024-12-01 00:30:34

液压驱动装置所处行业发展情况及行业特征发展趋势壁垒构成

液压驱动装置作为液压系统的执行元件,通过将液压能转化为机械能来传递动力。即输入压力和流量,输出扭矩和转速,其输出动力范围大,并能在较宽的速度范围内实现无级调速,运行平稳,可实现远程控制,操纵方便,被广泛应用于工程机械、矿山机械、路面机械、高端农用机械和海洋机械等领域。液压驱动装置从结构上可分为液压行走装置和液压回转装置,是集液压马达与减速机为一体的集成装置,其结构紧凑,单位体积的输出功率大,可以通过提高液压系统的工作压力,实现较高的功率输出,从而带动整机工作。其中,液压行走装置直接与液压机械的履带驱动轮或车轮相连接,驱动其直行或转向行走;液压回转装置一般位于液压机械的上下部件结合处,驱动上部部件旋转转向。

“十四五”以来,随着《工程机械行业“十四五”发展规划》《机械工业“十四五”发展纲要》《液压液力气动密封行业“十四五”发展规划纲要》等文件的颁布出台,高端液压气动密封元(器)件及系统的发展得到了国家产业政策的重点支持。液压驱动装置的生产企业将持续受益于良好的政策环境和市场环境,从而推动液压驱动装置企业的高质量发展。

1、液压驱动装置所属液压行业发展概况

(1)液压系统简介

液压传动是机械必需的中间环节,液压系统可通过液压传动的方式对机械进行调节。一般情况下,原动机难以直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求,因此几乎所有的机械都需要通过中间环节——传动系统调节控制。液压系统则可以通过液压传动实现对机械的调节控制,以液体为工作介质,通过动力元件将原动机的机械能转换为液体的压力能,经过控制元件液压阀控制液压系统中油液流动的方向、压力及流量,借助执行元件把液体压力能转换为机械能,驱动执行元件实现直线往复运动和回转运动。

液压系统的组成部分、主要产品及工作原理情况如下:

液压系统组成

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资料来源:普华有策

液压传动系统相比于其他传动方式,具有以下优点:(1)液压传动系统中的动力、控制、执行等各元件能够科学布置,灵活性高;(2)在功率相同情况下,液压装置与电气传动、机械传动装置相比,质量与体积更小,易实现轻量化、小型化;(3)安全性高,可实现过载保护,因功率损失产生的部分热量被工作介质带走,避免温度升高对装置造成破坏;(4)便于实现智能化、自动化,采取电液联合控制,能够提高装置运行自动化程度,实现远程控制。

(2)液压行业发展历程

我国液压产业起步晚,基础薄弱。建国以前我国几乎无液压工业可言,仅在压力机和机床等领域有极少液压元件使用。建国后,国内液压行业大致经历四个发展阶段,即起步阶段、专业化生产体系成长阶段、快速发展阶段和成熟发展阶段。经过多年的努力,我国液压行业的整体技术水平得以大幅提升。具体阶段情况如下:

我国液压行业主要发展历程

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资料来源:普华有策

(3)行业产业链情况

1)行业主要上游

液压行业的上游主要是钢铁及有色金属行业,两者存在紧密的关联性。液压产品生产所需的主要原材料是钢铁,钢铁价格的变动对液压行业影响较大。对于液压缸和液压系统等大体积产品,由于耗用钢材量较多,其成本受钢铁价格波动的影响较为明显。近年来钢铁产品价格存在一定波动,其价格上涨会导致液压产品主要原材料成本上升,增加液压企业的生产成本。不过,由于下游主机企业生产所需的主要原材料也是钢铁,所以对液压行业根据钢铁价格调整销售价格的做法基本能够认可,使得钢铁产品价格适度的波动对液压企业经营造成的影响相对可控。上游钢铁及有色金属的质量和性能直接关系到液压产品的质量和性能。高质量的原材料有助于生产出高性能、长寿命的液压产品,满足下游行业对液压系统高精度、高可靠性的要求。

2)行业主要下游

液压产品作为现代装备的基础配套件,应用十分广泛,下游行业几乎涵盖了现代装备制造的所有领域,主要包括工程机械、航空航天、冶金、汽车、机床、水利工程、船舶海洋工程、风电机械等。随着液压元件加工处理技术和制造工艺的不断升级和优化,下游的应用行业和领域也不断拓展.

不同下游行业对液压产品的需求特点各异,例如工程机械行业对液压系统的功率、可靠性和耐久性要求较高,以适应复杂的施工工况;而机床行业则更注重液压系统的精度和稳定性,确保加工精度。这些不同的需求特点促使液压行业不断进行技术创新和产品优化,以满足下游各行业的多样化需求。

2、液压驱动装置行业主要特征

(1)周期性

液压动力机械及元件制造行业所属制造业受宏观经济周期影响较大,因此基本呈现与国民经济走势相关的周期性的宏观市场表现。液压驱动装置作为下游主机的配套件,广泛应用于工程机械、农业机械、机床、冶金、汽车等行业,与下游行业具有一致的发展趋势。下游行业的发展与国家宏观经济形势及产业结构调整存在明显的同步效应,因此液压驱动装置行业存在一定的周期性。下游行业工程机械行业受基建投资规模和相关行业政策影响较大。

(2)区域性

液压行业的区域分布与下游主机厂商区域分布密切相关。作为下游机械行业的配套行业,液压行业企业在浙江、江苏、山东及湖南等区域形成丰富的产业集群。液压产品的市场需求受地区基础设施建设、矿产资源开发冶炼及建筑业开发规模等因素的影响,上述工程规模大的地区对液压产品的需求相对较大。

(3)季节性

液压行业产品下游应用较为广泛,不同行业客户的季节性需求呈现出此消彼长的动态均衡关系,因此整体来看,液压行业的季节性特征不明显。从液压行业最主要的下游工程机械行业来看,一般情况下,夏季天气炎热开工率较低,需求和销售也相对较少。

3、液压驱动装置行业技术水平特点

液压驱动装置作为液压系统的执行元件,具有精密程度要求严格,技术集成度高,且生产工艺复杂,对材料、加工精度、运行平稳性要求高等特点。我国液压产业起步较晚,经过多年的发展,我国液压驱动装置企业不断通过自主技术研发以及引进、消化国外先进液压技术,逐步积累大量液压驱动装置制造工艺技术、研发设计技术,逐步缩减与国际先进水平的差距。目前,液压驱动装置在技术水平上主要呈现以下特点:

首先,我国液压驱动装置技术自主创新日益突出,逐步向智能化、数字化、节能化、高效化、高可靠性方向发展。近年来,随着研发投入的加大,我国液压行业已经实现技术引进向自主创新的转变,依托国家重大工程和重点项目,研发出一批具有自主知识产权的自主创新产品,持续创新以满足高可靠性的要求。日趋完善的环保法律法规和下游产业技术的升级改造要求液压驱动装置更加节能化、高效化,特别是向低能耗、低噪声、低振动以及污染控制等适应环保要求方向发展。

其次,液压驱动装置具有精度高、工艺复杂、加工制造难度大等特点,对制造工艺技术要求较高。先进成熟的工艺是保证产品可靠性的关键,也是提高生产效率、减少浪费和控制成本的有效手段。成熟的制造工艺需要企业经历多年工艺摸索、经验积累,在多年的生产实践中不断培养生成并持续优化。

最后,液压驱动装置的应用涉及工程机械、矿山机械和农业机械等众多应用领域,不同领域设备种类、应用工况、使用需求等均不相同,相应液压驱动装置的结构、参数等也均不同。因此,液压驱动装置企业往往需要根据客户的具体需求进行高匹配度的个性化精密设计与研发,其范围涵盖性能设计、结构工程设计、组装装配等多个部分,是一个兼具技术和设计的多学科复杂技术作业。

3、行业发展趋势

(1)国产化趋势

近年来,我国陆续出台政策,鼓励液压行业实现高端元件自主保障。2021 年 7 月,中国液压气动密封件工业协会发布《液压液力气动密封行业“十四五”发展规划》,提出到“十四五”末,80%以上的高端液压气动密封元(器)件及系统要实现自主保障。在国家政策支持下,国内液压企业持续加强技术研发和资金投入,经过多年积累,逐步由技术引进向自主创新方向转变,在部分细分领域已具备一定竞争优势。2020 年及 2021 年以来,由于全球经济形势下滑,进口贸易受阻,国内主机厂积极寻找国内配套企业,我国部分液压阀厂商逐渐进入主机客户的供应体系,与主机厂的配套能力逐步增强。通过多年来对国外先进技术的消化、吸收和创新,我国液压行业整体技术水平有较大提高。近年来,液压驱动装置产品逐步实现技术的自主创新,国产化进程加速。

(2)智能化、数字化

随着工业数字化、信息化、网络化和智能化的发展,万物互联技术深刻地影响着液压行业。整个液压系统朝着智能化方向发展,具备自诊断、自适应、自优化等功能。液压系统能够根据不同的工作任务和工况条件,自动调整参数和控制策略,以实现最佳的性能和效率。例如,在工程机械中,智能液压系统可以根据作业需求自动分配功率,提高整机的工作效率和燃油经济性。未来机器设备的发展趋势强调安全性、降低劳动强度,因此要求液压工作系统易于操作和人机界面友好,甚至实现自动化无人化。

(3)节能化、高效化

随着环保要求的提高和能源成本的上升,液压行业将更加注重产品的节能降耗性能。研发高效节能的液压元件和系统,提高能源利用效率,降低设备运行成本,减少能源浪费和碳排放,将成为未来发展的重要方向。例如,通过优化液压马达的设计、采用先进的控制技术和节能型液压元件,可实现能源的高效利用。未来,低碳、节能、减排、环境友好是液压行业可持续发展的战略要求。

(4)轻量化、小型化

轻量化、小型化的液压产品能够满足更多对空间和重量有严格要求的应用场景,如航空航天、机器人、医疗器械等领域。例如,在航空航天领域,小型化的液压作动器可以用于飞机的起落架控制、舵面操纵等系统,减轻飞行器的重量,提高燃油效率;在机器人领域,轻量化的液压关节可以使机器人的动作更加灵活,提高其负载能力和运动精度。同时,小型化的液压元件可以减小系统的惯性和摩擦损失,提高系统的响应速度和控制精度;而轻量化的设计则有利于降低系统的整体能耗。

4、液压驱动装置行业主要壁垒构成

(1)市场准入壁垒

液压驱动装置作为液压系统中的执行元件,是液压系统的核心原件之一,直接影响整机的质量、性能及安全性。主机客户对产品的性能、寿命、可靠性、稳定性、交付期限都有严格要求,因此,客户在选择供应商时非常慎重,通常会选择行业内具有良好声誉和品牌的企业作为其供应商,具有严格的供应商认证程序。一旦进入供应商名录,一般会进行长期合作,双方在业务合作方面便保持一定的稳定性。而对于新进入企业而言,短期内建立市场口碑、开发新产品、组建强大的销售队伍等方面具有较大难度,因而液压行业存在一定的市场准入壁垒。

(2)专业人才壁垒

液压驱动装置在研发、生产、销售及后续维护过程中都需要专业技术人才和管理人才的支持,属于技术密集型行业,企业须具备实践经验丰富的高水平研发团队及技术人员,以保证研发持续性和制造水平先进性。随着电子、计算机技术在液压行业的深入运用,液压行业技术革新越来越快,液压件的研发与生产涉及机械设计、液压技术、电子技术、控制技术、微电子、计算机集成设计、检测技术及制造工艺等多个学科领域,要求液压企业必须组建一批专业背景深厚、实践经验丰富的高层次跨学科技术人才,具备复合型的专业知识结构和较强的学习能力,能够根据主机客户的需求不断研发创新。行业新进入者在短期内难以集聚、构建专业结构合理的人才队伍,并始终保证人才队伍的稳定发展,因此高端液压行业存在一定的人才壁垒。

(3)技术与工艺壁垒

液压驱动装置需要精确的设计和研发,以确保其性能、效率和可靠性。液压驱动装置企业需要具备定制化研发能力、快速地更新换代研发能力、并保证液压驱动装置产品质量的一致性、稳定性、可靠性,上述能力构成了液压驱动装置行业的研发及技术壁垒。由于不同应用领域、不同种类主机乃至于同一主机的不同部位,对压力、流量、速度控制有不同的要求,因此液压件制造企业往往,前期需要根据客户的具体需求进行个性化的设计与生产,从而完成标准化产品的定型。而上述液压驱动装置的研发设计、生产加工和调试检测的技术能力需要长期的专业技术积累才能逐步完善和成熟,该行业的新企业很难在短时间内形成成熟的定制化生产能力、更新迭代产品的设计能力、快速地研发响应能力、稳定的工艺控制和过程控制能力,因而研发能力和生产技术水平构成了液压驱动装置行业的进入壁垒。

(4)资金规模壁垒

液压驱动装置的生产需要大规模的固定资产投入,其设备通常包括研发设备、设计开发及生产加工设备、测试设备和仪器等。设备配置的高低很大程度上决定了产品的品质、性能、使用寿命、生产能力及生产效率的高低,同时也在一定程度上影响着企业的利润水平、盈利能力及市场竞争力。此外,产能规模和产品种类对液压驱动装置企业的经营有重要的影响。客户采购时,往往需要在不同产品系列、不同规格型号之间对相应产品进行反复测试和试用,型号单一的液压驱动装置生产企业在面临市场竞争时,往往处于不利地位。在行业技术升级、客户需求升级的发展趋势下,该类企业易丢失市场份额甚至被市场淘汰。因此,对于行业新进入者来说,液压驱动装置行业存在一定的资金及规模壁垒。

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