电动工具最早出现于欧洲,是一种由电动机或电磁铁为动力,通过传动机构驱动作业装置(工作头)进行作业的手持式或可移式机械化工具,具有携带方便、操作简单、功能多样、安全可靠等特点。相比手动工具,电动工具可大大减轻劳动强度、提高工作效率,广泛应用于建筑道路、住房装修、木材加工、金属加工、船舶 制造、航空航天、汽车维修等国民经济各领域,并已进入家庭使用,是一种量大面广的机械化工具。
电动工具主要分为金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具。常见的电动工具有电钻、电动砂轮机、砂带机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、混凝土振动器、电刨、角磨机、电锯、磨光机、角磨机、鼓风机、磨光机、砂光机等等。
按照用途不同,电动工具可分为切割工具、打磨工具、钻孔与紧固工具等;按照电机供电电源不同,电动工具可分为交流类电动工具和直流类电动工具;按照技术要求、应用领域不同,电动工具可分为工业级、专业级和家用级三个级别,其中,工业级电动工具产品主要用于对工艺精准度或作业环境保护要求很高的作业场 所,如航空航天领域;专业级电动工具主要应用于先进制造及装备领域、生产流水线以及建筑施工等,如工程机械、汽车装配维修、建筑道路等;家用级电动工具又称 DIY 电动工具,主要应用于精准度要求不高和持续作业时间不长的场合,如住房装修、木材加工等。
1、我国电动工具行业发展历程
随着生产和科学技术的发展,手工工具因人力驱动劳动强度大、生产效率低,已经难以适应生产需要,1895 年德国制造的直流电钻,奠定了电动工具的发展雏形。
具体到我国,电动工具制造业发展历程情况如下:
第一阶段:行业萌芽发展阶段(20 世纪 40 年代~20 世纪 50 年代末)
20 世纪 40 年代初,国内所使用的电动工具为少量的手枪电钻,欧美电动工具产品占据绝对主力,国内电动工具制造行业长期处于空白状态。1949 年起,随着国家建设对电动工具的发展需要日益突出,上海大威电机厂承接电动工具制造任务,成为全国电动工具的主力供应企业,并将产品逐步从电钻拓展至锯、刨、铣等产品领域,该时期国内电动工具制造仍然不能满足经济发展需要。
第二阶段:行业起步发展阶段(20 世纪 60 年代初~20 世纪 70 年代末)
20 世纪 60 年代初,上海、天津、成都、沈阳、长春等地相继成立新的电动工具企业,1962 年上海建立了电动工具研究组,并编制我国第一份电动工具发展规划——《1963~1972 年电动工具科学技术发展规划》,对我国电动工具行业的形成和发展起到积极的作用。1973 和 1974 年,我国分别召开了“全国电动工具行业会议”和“一机部、外贸部扩大电动工具外贸出口会议”,进一步推动行业的发展。
第三阶段:行业快速发展阶段(20 世纪 70 年代末~20 世纪 90 年代末)
自 20 世纪 70 年代末起,我国电动工具行业新产品设计水平和发展速度均有大幅提高,到 1983 年末我国电动工具已有 69 个品种 140 个规格,但该时期我国电动工具产品质量普遍低于国外先进水平,产品外贸出口量较小,国内存在大量进口。20 世纪 80 年代中期,我国电动工具行业重组加速,原有国企改制为民营企业,部分国外品牌在国内投资设厂,加之电动工具专业协会的成立,为电动工具行业技术、管理及营销能力提升奠定基础,到 1992 年我国电动工具行业实现进口顺差,成为世界电动工具生产和外贸出口大国。
第四阶段:行业健全发展阶段(21 世纪初~2010 年)
进入 21 世纪,我国电动工具行业已经形成民营企业为主体的行业结构,企业生产、技术、品质管理均向国外企业看齐,取得长足进步。一方面,国内电动工具产品品种开发取得较大进展,从产品结构来看在手持式电动工具、可移式电动工具、园林电动工具及可充电式电动工具等方面基本覆盖了国内和国际市场的需求,该时期可充电式电动工具需求不断增加,镍镉圆柱形电池是其产品的主要动力供应来源6;另一方面,我国在电动工具国家标准和行业标准制定方面取得成效,尤其在跟踪 IEC(国际电动委员会)相关电动工具安全标准方面更加积极有效。
第五阶段:行业品牌发展阶段(2011 年至今)
2011 年后,“传统品牌整合,新锐品牌进入”成为行业的发展主旋律,同时随着锂离子电池技术的不断发展,锂离子电池逐步替代镍氢、镍铬电池成为可充电电动工具产品的主流动力供应方式。在该阶段,除传统品牌史丹利百得、TTI、牧田、博世通过整合持续发展之外,新兴品牌如:大艺科技、开创电气、康平科技亦依托技术开发及渠道建设能力,迅速发展成为国内电动工具行业内的重要企业,进一步丰富了电动工具行业的品牌类别;同时,为提升产品的核心竞争力,部分电动工具企业持续强化技术开发能力,推动产品向锂电化、无刷化、轻量化方向发展。
2、我国电动工具行业市场规模
(1)我国电动工具占据全球产量的 70%
改革开放后,我国加速引进、完善建设各类制造产业,逐步构建完善的制造产业体系,成为全球制造业中心。在电动工具行业领域,我国电动工具产量在全球范围中处于绝对份额,根据头豹研究院数据,我国电动工具在全球电动工具产量中的比例一直保持在 70%左右的份额,成为全球电动工具产品的加工制造中心。
(2)我国电动工具市场规模保持连续增长
电动工具在建筑工程、装饰装修、工业制造等领域应用广泛,因此随着全球工业经济的发展,以及工程建设的持续,推动我国电动工具行业规模稳定增长。2016 年我国电动工具市场规模为 603 亿元,未来随着各行业领域对电动工具需求的持续增长,预计到 2025 年我国电动工具市场规模将达到 937 亿元。
(3)无绳电动工具市场需求比例日益扩大
长期以来电动工具主要采用交流电源供电,受电源线的限制,电动工具在野外、空中、水下等环境无法使用。随着电机技术的改进、电池性能的提升, 特别是可充电电池的大规模生产,电动工具逐步从有绳向无绳转变、从交流向直流转变,促使电动工具操作的灵活性不再受电源线长度和电源所在位置影响,大幅降低了劳动强度,并有效提高工作效率。根据 AMR Analysis 数据显示,2020 年我国无绳电动工具市场规模为 195.40 亿元,预计到 2028 年其市场规模将达到377.88 亿元。
锂电池具有高能量密度和长循环寿命等优点,锂电电动工具市场需求比例持续扩大,2022 年我国锂电工具产量渗透率达到 27%。
3、电动工具市场需求分析
(1)建筑工程领域对电动工具的市场需求分析
目前,我国城镇化进程持续推进,对住房、商业、办公等建筑需求不断增加,有效推动国内房地产开发建设。根据国家统计局数据显示,2016 年至 2021 年期间我国房地产开发企业施工房屋面积持续保持快速增长,2022 年虽出现下降,但整体来看,该面积规模依旧保持在 904,999 万平方米。
房地产施工房屋面积的持续增长对设备工具形成较大规模的需求,根据国家统计局数据显示,近年我国房地产开发企业设备工具购置投资额一直保持较高的水平,均在 1,100 亿元以上。作为建筑工程施工的重要施工工具,随着我国城镇化进程的进一步深化,未来建筑工程领域对电动工具的需求还将持续释放。
(2)装饰装修领域对电动工具的市场需求分析
在我国居民收入水平不断提升的背景下,生活环境的舒适性和美观性得到充分重视,因此在装修装饰方面的投资规模也持续增加。根据中国建筑业年鉴数据显示,2016 年我国建筑装饰业总产值为 3.66 万亿元,到 2021 年该产值规模已超过 5.2 万亿元。电动工具作为装修装饰工程中必需的操作工具,装饰装修领域市场的扩大、消费习惯的改变,将为电动工具行业的增长提供更多的市场机会。
(3)道路桥梁领域对电动工具的市场需求分析
交通运输是对经济社会发展具有战略性、全局性影响的国民经济基础产业,而道路桥梁建设规模又决定了交通运输的发展程度。近两年,我国道路桥梁建设速度有所加快,2022 年公路新增里程和桥梁新增长度分别为 7.41 万公里和1,196.27 万延米,为陆路交通运输行业发展提供良好的基础条件,同时也对电锤、电镐、金刚石钻等电动工具形成较大规模的需求。
另外,截至 2022 年末,我国公路总里程及桥梁长度分别为 535.48 万公里和8,576.49 万延米,日常的维护也需要大量工具应用,也带动电动工具产品的市场需求增长。
(4)工业制造领域对电动工具的市场需求分析
自改革开放以来,我国工业制造体系不断完善建设,构建全球最为健全的制造业产业链条,2009 年起我国已成为全球第一制造业大国,在 500 余种主要工业产品中,有 220 多种产量位居世界第一。
(5)园林绿化领域对电动工具的市场需求分析
随着我国城镇化进程的不断推进,以及市政管理能力的持续提升,近年来我国城镇园林绿化建设保持较高投资规模,自 2016 年以来一直维持在 2,000 亿元以上,推动城市绿地面积保持稳健增长,从 2016 年的 278.61 万公顷增长至 2021 年的347.98 万公顷,对园艺修剪用链锯、割灌机等电动工具形成较大需求。随着国内“碳达峰”、“碳中和”政策的推出,引擎动力园林工具因发动机环保排放问题将逐步被锂电动力产品逐步替代,未来以锂电驱动的园林工具需求将更加广泛。
(6)家庭自用领域对电动工具的市场需求分析
随着我国居民生活水平的不断提升,人们对家庭装饰、储物需求等方面的需求持续加强,并在日常生活中逐步添置室内装饰物件、家用电器及储物家具,形成对墙面钻孔、家具安装等工具应用需求。传统工具通常难以满足省力、高效的效果,因此电动工具成为越来越多的国内家庭购置的工具类别,并用于自主动手的各类场景。
尤其随着国内电子商务的快速发展,电商平台已经成为家用电动工具的重要购买渠道,根据沙利文数据,2020 年我国电动工具线上购买市场规模已达到 3.17亿美元,占市场渠道的 15%,另据淘数据的行业数据显示,2021 年 6 月单月仅淘系7电商平台电动工具销售量和销售金额就已达到分别达到 536.53 万台和 3.71 亿元,充分验证家用零售渠道对电动工具需求具有较大空间。
(7)海外市场领域对电动工具的市场需求分析
我国是全球电动工具的制造大国,产量约占全球的 70%,因此也成为电动工具出口大国,根据 CEIC Data 数据显示,2016 年我国电动工具出口金额为 64.76亿美元,到 2020 年该出口金额达到 93.95 亿美元,年复合增长率达到 9.75%。另据海关总署数据,2021 年我国电动工具出口额大幅增长至 126.56 亿美元,增幅超过 30%,2022 年受整体市场短期波动影响,我国电动工具出口规模有所下降,但仍然超过 100 亿美元。
目前,欧美等地区电动工具行业发展及应用较为成熟,且其所在区域人工成本较高,居民普遍形成自主动手习惯,家庭自用电动工具市场需求较大;另外,随着经济全球化的深入发展,东南亚凭借人力成本优势逐步吸纳全球制造业转移产能,在基础设施建设和工业发展方面市场潜力较大,将有效带动我国电动工具产品出口。
4、电动工具行业技术水平
随着我国制造业的快速发展,国内电动工具企业承担了全球电动工具产品的大部分产量,国内电动工具的产品开发、生产制造技术已经达到较高水平。另外,由于国内对电动工具的连续作业强度更高,使用环境更加恶劣,促使面向国内市场的电动工具产品在耐用度、质量可靠性等方面实现更大的技术进步,更加贴合国内用户对电动工具的使用需求;而国外电动工具品牌或以出口为导向的内资电动工具品牌则更加专注于产品用户体验方面的技术优化提升。
5、电动工具行业技术特点及趋势
(1)开发平台化
随着电动工具应用场景的逐步丰富,电动工具产品类别也日益增加,行业内规模化企业也不断拓展产品类别适应用户发展需求。传统电动工具产品开发聚焦于产品层面,根据用户的使用需求定制化进行开发,所用诸如电机、齿轮箱、打击块,甚至开关与控制器均以特定产品进行针对性开发,不同产品类型,乃至同一产品不同型号间也无法通用,一定程度增加了企业开发成本。
随着国内电动工具企业的品牌化发展,内资企业自身技术研发能力不断增强部分企业定位于平台化开发策略,着手将电机、齿轮箱、锂电池包等电动工具共用核心部件作为平台进行标准化开发,在不同的产品类型或型号间,可通过平台部件的单一维度调整快速实现产品通用性,加快产品快速开发的同时,也能够在后续生产制造端实现规模化、自动化生产,有效降低产品生产成本,提高产品一致性。
(2)电机无刷化
传统的电机采用碳刷传递能量和信号,通过内含碳刷装置将电能转换成机械能或将机械能转换成电能,传统有刷电机具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。然而,碳刷是易磨损的部件,使用寿命短,需要定期更换,且效率低、能耗大,因此电动工具行业正在进行无刷电机取代有刷电机的技术变革。
无刷电机采取电子换向,线圈不动,磁极旋转,感知永磁体磁极的位置,并适时切换线圈中电流的方向,保证产生正确方向的磁力驱动电机。无刷电机去除了碳刷,没有电机运转时产生的电火花,极大减少了电火花对无线电设备的干扰;同时,电机在运转时的摩擦力大幅减小,运保证行顺畅,有效降低噪音和磨损,未来在电动工具应用方面更具市场前景。
(3)动力锂电化
受电源线的限制,交流电动工具应用存在局限性,如移动受限、外部电源距离过远或无电源设置,并存在线缆因老化或意外断裂导致漏电伤人等风险。随着电机技术的改进、电池性能的提升,电动工具逐步从有绳向无绳转变。无绳电动工具因其移动自由、轻便易用,近年在电动工具市场中的渗透率不断提升。无绳电动工具发展初期主要采用镍镉或镍氢电池,随着锂电池技术的逐步发展,因其具备电量储备大、重量轻、充电快、寿命长、污染小等优点,已经成为无绳电动工具的主流技术方向,未来锂电工具的电池管理系统、电池包续航能力提升、快速充电等技术仍将是行业重点研究的技术方向。
(4)应用智能化
随着智能技术的发展,传统的电动工具行业也逐步趋向智能化方向发展,通过芯片安装,通过工具机壳设置显示屏,可对工具运行状况进行控制和功能操作,如:结合不同的应用场景通过智能控制电动工具的扭矩和扭角,能够提高特定场景下的工作效率,确保工具工作精度,提高装配工作质量。
另外,随着物联网技术的发展,可联网的智能电动工具与服务已出现,依托连接电动工具的应用程序,用户可通过智能手机管理电动工具,提供诸如定制电源控制、记录测量值、图像和注释等服务内容。随着人工智能、5G、物联网等技术的进一步成熟,未来智能化发展将成为电动工具行业重要的技术研究方向。
6、本行业与上游行业的关系
电动工具主要由塑料部件(外壳、手柄)、电池部件、电子电气部件(电源线组件、电源开关)、电机部件、金属部件(传动机构、工作头)等构成,锂电电动工具和交流工具能量供应方式存在差异,锂电电动工具主要通过电池部件直接供电,交流工具则通过电源部件接入市电进行供电。因此二者主要的部件差异体现在电源部件方面,而电池部件价格较高,因此占锂电电动工具成本比例较高。
电动工具上游行业直接与前述部件相关联,但由于行业内企业生产制造模式不同,各企业自主开展生产制造的工艺环节也存在一定差异,对材料的要求加工深度也不尽相同。以塑料部件生产为例,具备自主注塑能力的企业其原材料为塑料粒子,而不具备自主注塑能力企业的采购材料为按照设计图纸生产的塑料部件成品。目前,电动工具行业发展较为成熟,上游材料及部件加工企业数量众多,整体产品及服务供给充足,能够满足电动工具行业的发展。
7、本行业与下游行业的关系
电动工具企业面向的直接客户通常为经销商或委托其 OEM 和 ODM 的品牌商,其再通过各自的销售渠道(如五金店、超市、直接销售)等方式,将产品直接销售给建筑工程、装修装饰、路桥建设、金属加工、木材加工、园艺修剪、家庭自用等行业的企业或个人终端用户。另外,随着电子商务的快速发展,电动工具企业也通过互联网平台构建产品直接销售渠道,面向电动工具应用的终端用户,多数为家庭自用的领域。
当前,我国建筑业和工业保持良好的发展态势,上述领域对电动工具产品形成较大的市场需求,尤其对于专业级电动工具产品需求旺盛。同时,国内家庭自用电动工具市场也逐步兴起,也将有效带动电动工具产品需求增长。