电机行业技术壁垒

电机行业技术壁垒 一、 电机行业技术壁垒 微特电机的制造涉及精密机械、精细化加工、磁材料处理、绕组制造、绝缘处理等工艺技术，需要的工艺装备数量多、精度高，为了保证产品的质量还需要一系列精密的测试仪器，是技术工艺要求较高的行业。多数技术工艺并非靠单纯的引进可以取得，需要长时间的消化吸收、二次开发方能掌握，一些关键工艺岗位也需要经验丰富的技术工人才能胜任。微特电机品种较多，同品种又存在众多不同的规格，不同品种及不同规格之间的技术特征差异较大，对产品性能、使用寿命、安全及稳定性等要求较高。因此行业内需要持续进行技术工艺创新，才能满足生产需求和客户需要。新进企业短时间内很难突破技术、工艺门槛。 二、 工业电机行业竞争格局 调研显示，2016-2021年我国工业电机产量由28166．9万千瓦增长至35463万千瓦，销售收入由2723．8亿元增长至3501．3亿元。从细分市场看，工业电机分为一般交流机和一般直流机。目前一般交流机在工业电机市场中销售收入占比较高，为35．7%，一般直流机销售收入占比9．7%。从进出口情况看，近几年我国工业电机出口量、出口金额大于进口量、进口金额。2020年受疫情影响以及美国为首的国家对我国出口设备的审查和限制，我国工业电机出口规模较上年同期小幅下降。 国内工业电机行业生产厂商众多，主要集中分布在华东地区，其中江苏省最多，占比达15．6%。从竞争情况来看，现阶段工业电机市场竞争主要体现在产品的技术含量、价格、制造装备的自动化水平和生产规模等方面，行业呈现梯队化竞争格局。第一梯队是以西门子、ABB等为代表的外资工业电机生产商，其经验丰富、产品成熟，销售覆盖范围广，占据我国工业电机高端、中端市场。第二梯队包括汇川、台达、卧龙、大洋等本土龙头生产商和日立、东芝等日系生产商，其主要占据所侧重领域的高端市场和部分中端市场。第三梯队以中小企业为主，中小企业主攻低端市场，所生产的产品价格低廉，稳定性差。 由于市场机制不完善，工业电机行业的价格竞争较为激烈，已对行业的良性发展带来不利的影响。随着国家供给侧改革产业政策的推行、市场优胜劣汰作用的显化以及行业进入壁垒的进一步强化，价格竞争影响逐步弱化。加之近年来本土龙头厂商间并购整合与资本运作日趋频繁，正不断向第一梯队进发，行业竞争格局将被重新构建，部分具有较强竞争优势的企业必将崛起，逐渐成为工业电机行业中的翘楚，产业链各环节有望持续实现。 三、 电机行业概况及行业发展趋势 经过多年的发展，国内电机行业已形成一批规模较大的电机企业，这些企业为了应对全球化格局下的市场竞争，逐步由大而全向专业化、集约化转变，进一步推动了电机行业中专业化生产模式的发展。根据相关统计，2011年至2017年：电机制造业行业收入由6，076亿元增长至8，884亿元，年复合增长率在7%左右；规模以上企业家数由2，260家增长至2，854家；利润总额由368亿元增长至564亿元，年复合增长率超过7%。 （一）小型发电机 小型发电机从结构和工作原理上属于同步发电机，是能够将机械能转化成电能的机械装置。小型发电机与通用动力曲轴同轴安装，可以利用通用汽油机提供的机械能带动发电机的转子不停旋转，利用电磁感应原理产生电流。 小型发电机市场与整体电机行业市场特点类似，占据主导地位的仍是国外品牌。日本的本田、雅马哈、意大利的NSM、Meccalte、Sincro等品牌是目前国际市场上主流的小型发电机高端品牌，品牌知名度高，市场规模较大。随着我国生产制造能力的不断提升，国际主流的电机企业主要将产品设计、技术研发、品牌建立和规模扩张作为其核心竞争力，而将产品的生产环节逐渐转到我国。目前，我国小型发电机的生产企业主要集中重庆、浙江和江苏等地区，除本公司外，唯远实业、阿波罗机电、星诺电气等也是行业内规模较大生产厂商。 小型发电机的主要用途是与通用汽油机配套组成通用汽油发电机组，是发电机组的核心部件，因此，其市场规模、发展趋势与通用汽油发电机组的市场情况密切相关。 （二）数码变频发电机 数码变频发电机是数码变频发电机组的核心零部件，较普通发电机加装了数字控制模块和逆变器，能够大幅降低能耗、排放和噪音，同时还能提升发电效率。数码变频发电机通过逆变器将发电机产生的原始交流电进行交流-直流-交流的二级转换，同时将电压波形畸变降至最低限度，从而达到控制电压频率的目的。数码变频发电机主要用于生产数码变频发电机组。 数码变频发电机组属于汽油发电机组的大类产品之一。与小型发电机类似，数码变频发电机的市场规模以及未来发展趋势与数码变频发电机组的市场规模及趋势息息相关。 （三）起动电机 起动电机又称起动马达，是一种电动机，一般由直流电动机、传动机构和操纵机构组成，主要用于各种内燃机的起动。内燃机通常是指活塞式内燃机，是将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的起动包括人力起动、辅助汽油机起动和电力起动机起动三种方式。起动电机能将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现内燃机的运转。起动电机作为内燃机的配件，市场规模、发展趋势都与内燃机行业密不可分。我国内燃机行业在国家产业政策引导下，坚持稳中求进，近年来市场规模稳步增长。项目投资方生产的起动电机主要用途是作为通用汽油机的起动装置，属于内燃机配件行业较为细分的市场领域。 四、 中国电机行业发展方向及前景 在一系列市场因素的影响下，我国大部分电机企业利润空间被进一步压缩。在成本高居不下，环保监管进一步加强的背景下，高效节能电机是电机产业发展的必然方向。中国作为电机生产大国，再制造是工业做强的一个重要环节，而电机再制造的节能减排意义重大。中国电机再制造市场潜力巨大，节能效果明显，将成为中国再制造的一个重要领域。 电机行业在我国属于典型的离散型制造模式。目前，该行业80%以上为多品种、小批量生产模式，实际的供应链规模超过千亿元。在历史上，我国电机行业系统繁多，系统间无数据接口，信息孤岛林立，信息共享困难;此外，电机行业还存在功能过于单一，系统集成工作量大，导致反复投资问题的出现。 目前，我国电机行业运维难度越来越大，系统维护费用高、收益低、风险大。总体来看，目前，电机行业智能化水平不尽如人意，主要表现在：高端设备投入不足，工艺水平存在较大差距;缺乏高端人才和技术团队，行业创新能力欠佳;行业研发平台作用发挥不充分，基础技术研究薄弱。这些潜在原因导致我国电机行业企业的盈利能力普遍不强，大部分制造技术处于工业2．0阶段，数字化车间、智能物流体系很少。此外，我国电机行业还存在着几个痛点，主要包括：缺乏精益生产管理理念，信息化水平低、数字化能力欠缺；产品需求个性化，电机制造趋向柔性生产，但规划技术落后；生产装备落后，机械化、自动化水平较低；劳动力年龄结构不合理，偏老年化；劳动力整体素质低下，劳动力成本居高不下。这些问题的存在，桎梏了行业的进一步发展。为了行业向更高层次发展，需要对电机行业进行一个整体梳理，从各个薄弱环节击破，从而促进行业的新发展。 五、 技术进步推动通用动力机械产业升级 经过多年的技术引进和消化吸收，国内通用动力机械制造商的整体技术水平、生产装备水平得到了明显提升，其中部分优势企业已经掌握了通机产品的核心技术，具备了自主研发和技术创新能力，产品档次与附加值不断提高，盈利能力不断增强。 行业内企业通过科技手段降低能源和原材料消耗，降低成本，积极采用新型高效工艺技术及设备、新型节能、自动化设备以及信息化技术来提升生产效率，同时加强新产品开发、不断提升品牌附加值，实现产业升级。 六、 电机行业应用趋势 随着智能家居、工业自动化、物流自动化等概念的普及深化，在与每个人息息相关的家电领域、车载领域以及工业领域，各类电机在技术方面都出现了新的需求。 在家电领域，电器的智能化需要电器对人机交流产生相应的反馈。例如扫地机器人需要扫描计算空间，规划路线，然后执行移动以及相应的清洁工作。这里除了各类传感器和复杂的计算，其执行单元都离不开电机的应用。再譬如，智能家居概念下，在接收到控制命令后，冰箱的开门、打开抽屉可自动完成，这个概念也需要增加多组电机。 汽车智能化对电机的需求更加明显，例如新开发的乘用汽车，普遍将电动车门、电动车窗、电动后视镜、电动座椅、多风口可控自动变频空调等概念普及，这些新增的功能使电机的数量急剧增加。考虑到这些电机的应用场合以及设计使用寿命，48V以下的BLDC、步进电机等会出现较快的增长。同时新的需求以及成本的压力，对电机控制器提出更复杂的要求，例如从原有的并行通讯，改为串行或者总线通讯，以减少整体布线并提高兼容性。例如增加各类电压、电流、温度的实时监测并反馈，以便电器安全自诊断与保护。例如对电机控制的待机功耗提出苛刻的要求，以满足各类电器的能耗要求等。并且对电机本身的功率密度也会有强烈的要求，以满足工作条件下更低功耗、更低的散热、更紧凑的结构。这些都是电机技术发展的课题。 七、 电机行业发展趋势 我国电机制造业经过几十年历程，已经获得很大发展，生产技术水平也有了很大提高。从电机行业未来发展看，节能型电机以及直流机中的高功率密度、调速范围广、低速大扭矩的电机仍是发展方向。我国目前已具备了生产高效电机的技术条件，但由于市场条件不够成熟，产量和市场容量都较小。 近年来，节能机电设备一直处于不冷不热的状态，然而，随着国家倡导低碳，在十二五节能减排的大背景下，对节能减排的积极推行及高效节能电机补贴政策的逐步落实，高效节能电机业将迎来爆发式的增长。 十二五期间，我国中小型电机行业将迎来出口电机的技术壁垒，近年来电机能效指标已在欧盟、美国、加拿大、日本、韩国等国家广泛推广。因此，新型高效永磁无刷直流电机项目的建设，将进一步满足市场对高效电机的需求，二十一世纪是无刷直流电机广泛应用时期，将为所有新一代整机产品设计师所采用，可见项目建设是市场的需要。而目前，我国电机年用电量超过2万亿千瓦时，约占全国用电量的60%和工业用电量的80%。高效节能电机能耗比普通电机低20%30%。我国高效电机目前市场占比只有10%。节能电机设备采用新的设计理念、新工艺和新材料，通过降低电磁能、热能和机械能的损耗，提高输出率。 与标准机电设备相比，使用节能机电设备节能效果非常明显，通常可提高能耗比4%左右，节能电机市场前景看好。若我国每年新增电机及拖动系统均采用高效节能产品，电机系统优化设计，每年可节电上千亿千瓦时，减排近亿吨二氧化碳。因此大力推广高效节能电机，提高电机效率无疑是实现节能减排目标首要解决的问题。 八、 电机行业发展现状 （一）工业电机产量 电机作为电能和机械能转换的关键设备，在制造业中广泛应用于采矿、冶金、油气、石化等行业，增长也和制造业景气程度高度相关。工业电机在电机中的占比较大，据国家统计局数据显示，2021年中国工业电机产量达3．46亿千瓦，同比增长7%。随着我国制造业复苏和全球经济回暖的不断推进，我国工业电机需求有望进一步扩大。 （二）进出口额 据海关总署数据统计，2017-2020年，我国电机产品出口规模总体保持稳定，2021年中国电机产品出口额增长至985．15亿元，同比增长26．73%。2021年我国电机产品进口额达到304．71亿元，同比增长15．42%。 （三）出口目的地 在出口地方面，我国电机的出口目的地较为分散，出口对于个别国家依赖度较低。据海关总署数据，2021年国内电机出口目的地主要为美国、越南、德国、日本等地，前五大出口目的地占我国电机总出口量的35．43%。 九、 电机行业概况 （一）电机的概念及种类 电机是指以电磁感应为理论基础进行机电能量转换的一种电磁机械装置，广泛应用于工业、农业、国防、公用设施和家用电器等各领域。根据能量转换方式，电机可以分为发电机和电动机。发电机是将机械能转换成电能的机械装置，是产生电力的核心部件。电动机则是将电能转换成机械能的机械装置