報告綜述：

底部區(qū)間，新周期伊始。機床作為工業(yè)母機，是工業(yè)生產(chǎn)最重要工具 之一，根據(jù) NTMA 數(shù)據(jù)，2019 年全球機床消費 821 億美元，中國消費 223 億美元，占全球機床市場的 27.2%。機床一般更換周期約為 10 年， 國內(nèi)機床消費量和產(chǎn)值在 2011 年達到頂峰后回落，進入長達 10 年的 下行周期。國內(nèi)制造業(yè)復(fù)蘇深化，機床產(chǎn)業(yè)迎更新替換新周期。

行業(yè)出清，格局改善。以金屬切削機床為例，我們復(fù)盤國內(nèi)機床行業(yè) 1949-2020 共七十年的歷史，國內(nèi)機床行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷五個波折階段，從 大而不強，競爭混亂，到目前行業(yè)逐漸出清，格局不斷改善。國有機 床企業(yè)改革經(jīng)營機制，部分退出舞臺，民營企業(yè)依靠靈活的機制和敏 銳的市場嗅覺，快速成長。2019 年我國機床企業(yè)平均毛利率為 22.0%， 民營機床企業(yè)平均毛利率為 29.0%，民營機床企業(yè)展現(xiàn)出了強勁活力， 進入快速發(fā)展階段，有望進一步帶來產(chǎn)業(yè)變革，促進整體中國機床行 業(yè)的升級與發(fā)展。

進口替代大有可為，整機及核心零部件國產(chǎn)化加速。我國中低檔數(shù)控 機床的核心零部件已基本能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化，且產(chǎn)品性能、質(zhì)量與國際 先進企業(yè)相比無明顯差異。以科德數(shù)控的 GNC60 數(shù)控系統(tǒng)為例，在基 本功能上，核心參數(shù)和系統(tǒng)功能與外資品牌基本相當(dāng)；在硬件構(gòu)架上， GNC60 資源及開放性優(yōu)于外資品牌；在價格上，GNC60 同等功能配置 售價更低。但高檔數(shù)控機床方面，五軸聯(lián)動數(shù)控機床部分部件存在“卡 脖子”情況，部分核心關(guān)鍵部件的加工精度、可靠性不足，數(shù)控系統(tǒng) 功能也相對落后。綜合來看，國內(nèi)企業(yè)競爭力正逐步增強，核心部件 國產(chǎn)化不斷加速。

機床高端化趨勢長期不變，數(shù)控機床空間廣闊。近年來隨著加工產(chǎn)品 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、加工精度要求的不斷提高以及生產(chǎn)效率的提升，機床 設(shè)備正逐步從傳統(tǒng)普通機床向高檔數(shù)控機床過渡。根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，我 國新增金屬切削機床數(shù)控化率從 2012 年的 26%提升到 2020 年的 43%， 呈現(xiàn)增長趨勢，但仍與發(fā)達國家（80%以上）差距較大。數(shù)控化作為行 業(yè)的長期升級趨勢，發(fā)展空間廣闊。

一、機床：工業(yè)母機，國之重器

（一）工業(yè)母機，工業(yè)生產(chǎn)最重要工具之一

機床被稱為“工業(yè)母機”，是工業(yè)生產(chǎn)最重要的工具之一。機床行業(yè)為裝備制造業(yè) 提供生產(chǎn)設(shè)備，是裝備制造業(yè)的工作母機，下游涵蓋傳統(tǒng)機械工業(yè)、汽車工業(yè)、電 力設(shè)備、鐵路機車、船舶、國防工業(yè)、航空航天工業(yè)、石油化工、工程機械、電子 信息技術(shù)工業(yè)以及其他加工工業(yè)。機床行業(yè)的上游主要是基礎(chǔ)材料及零部件，其中 包括結(jié)構(gòu)件、鑄鐵、鋼鐵、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等。

機床種類眾多，金屬切削機床使用最廣泛。根據(jù)材料成形方式，機床主要可以分為 金屬切削機床、金屬成形機床、鑄造機械、木工機械、機床附件、工量具及量儀、 磨料磨具和其他金屬加工機械八個子行業(yè)。其中，金屬切削機床是使用最廣泛、數(shù) 量最多的機床類別。一般而言，狹義上的機床便是指金屬切削機床。金屬切削機床 是指用切削、磨削或特種加工方法加工各種金屬工件，使之獲得所要求的幾何形狀、 尺寸精度和表面質(zhì)量的機床。

根據(jù)機床控制系統(tǒng)分類，機床主要可以分為傳統(tǒng)機床及數(shù)控精密機床兩類。數(shù)控機 床是指裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。數(shù)控機床按加工方式又可以分為普通數(shù)控 機床和加工中心兩類，普通數(shù)控機床一般指在加工工藝過程中的一個工序上實現(xiàn)數(shù) 字控制的自動化機床，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床與數(shù)控齒輪加 工機床等。普通數(shù)控機床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床，它將數(shù)控銑床、 數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工 面進行銑、鏜、鉆、擴、鉸及攻螺紋等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由 于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要 求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。

機床下游應(yīng)用行業(yè)眾多。下游客戶包括傳統(tǒng)機械工業(yè)、汽車工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路 機車、船舶、國防工業(yè)、航空航天工業(yè)、石油化工、工程機械、電子信息技術(shù)工業(yè) 以及其他加工工業(yè)。《中國制造2025》規(guī)劃路線圖將也已將上述領(lǐng)域中的重要生產(chǎn) 設(shè)備，如航空航天裝備大型結(jié)構(gòu)件制造與裝配裝備、航空發(fā)動機制造關(guān)鍵裝備、船 舶及海洋工程裝備關(guān)鍵制造裝備、軌道交通裝備關(guān)鍵零部件成套加工裝備、大容量 電力裝備制造裝備、工程及農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)線等高端數(shù)控機床及其成套產(chǎn)品作為未來 機床行業(yè)的主要發(fā)展方向。

二、復(fù)盤：底部區(qū)間，新周期伊始

機床的一般產(chǎn)品壽命約為10年，在2011年全球機床消費量和產(chǎn)值達到頂峰后回落， 此后進入長達十年的下行周期。根據(jù)NTMA統(tǒng)計，2019年全球機床消費821億美元， 同比下降13.8%，目前全球行業(yè)仍然處于周期底部。目前，我國機床行業(yè)正處于存 量替換的高峰期以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級階段，整機及核心零部件國產(chǎn)化水平逐漸 提升，數(shù)控化作為行業(yè)的升級趨勢，發(fā)展空間廣闊，新周期或已啟動。 我們以金屬切削機床為例，復(fù)盤中國機床行業(yè)發(fā)展歷程，可以看出，國內(nèi)機床行業(yè) 歷史久遠，行業(yè)發(fā)展幾經(jīng)波折，任重道遠：

（一）1949-1978：建立階段

新中國成立以后，中國現(xiàn)代機床工業(yè)的基礎(chǔ)源于“一五”時期（1953-1957年）的 蘇聯(lián)援建。計劃經(jīng)濟體制下，第一機械工業(yè)部改造和新建了十八個機床廠，其被確 定為機床生產(chǎn)的重點骨干企業(yè)，為我國機床行業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。國內(nèi)逐 漸形成產(chǎn)品種類相對齊全、產(chǎn)業(yè)體系相對完整的機床工業(yè)體系，但是在改革開放之 前，機床企業(yè)缺乏活力，發(fā)展緩慢。

1949-1960年，國內(nèi)機床行業(yè)逐步成長，根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，1961年金屬切削機 床產(chǎn)量達到15萬臺。但由于遭受“三年自然災(zāi)害”，1961年國內(nèi)GDP增速為-27.28%， 機床行業(yè)也隨之跌入谷底，1961年金屬切削機床產(chǎn)量暴跌至約3萬臺，同比下降83%。 1961-1968年，機床行業(yè)緩慢發(fā)展，產(chǎn)量未超過5萬臺。1969年之后，機床行業(yè)總體 恢復(fù)增長，產(chǎn)量于1977年達到約20萬臺。

（二）1978-2000：萌芽階段

改革開放至二十世紀(jì)末，國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)處于初步發(fā)展階段。機床行業(yè)實現(xiàn)了市場化 運作，但是仍然以部分央企和國企主導(dǎo)，同時國內(nèi)金屬切削機床產(chǎn)量在20萬臺量級 左右停滯不前，金屬加工機床進口金額也遠大于出口金額。

這一階段，國內(nèi)機床企業(yè)積極引進國外先進設(shè)備以提高自身關(guān)鍵環(huán)節(jié)工藝保障能力， 并實施多項技術(shù)引進合作項目，以提高產(chǎn)品技術(shù)水平。通過“引進來”戰(zhàn)略，國內(nèi) 機床工業(yè)骨干企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)水平、工藝裝備能力和企業(yè)管理水平實現(xiàn)了大幅度提 高，為之后中國機床工業(yè)的發(fā)展提供初步基礎(chǔ)。

（三）2000-2011：高速增長階段

2001年中國入世，經(jīng)濟年增長速度保持在7-8%，市場需求迅速增長。隨著中國經(jīng)濟 的騰飛，機床行業(yè)步入高速增長階段，2000年金屬切削機床產(chǎn)量約為18萬臺，到2011 年已達86萬臺，11年間產(chǎn)量增長近4倍，年均復(fù)合增長率達到15.5%。此外，中國機 床消費量和總產(chǎn)量分別在2002年和2009年成為世界首位，之后始終保持機床生產(chǎn)和 消費世界第一。

但是，我國機床行業(yè)“大而不強”的情況一直存在，生產(chǎn)體系以中、低檔機床為主， 高檔數(shù)控系統(tǒng)基本來源于進口，高端領(lǐng)域缺乏核心競爭力。

機床行業(yè)面臨低質(zhì)量發(fā)展的困局下，國家推出一系列政策促進裝備制造業(yè)發(fā)展，尤 其是高端數(shù)控機床的國產(chǎn)化進程。

國際化并購多以失敗告終。在國內(nèi)機床行業(yè)高速發(fā)展的情況下，國際化并購曾被視 為彎道超車的捷徑。中國企業(yè)主動“走出去”，積極并購發(fā)達國家機床企業(yè)。 2004-2010年期間，大批國內(nèi)機床企業(yè)并購國際品牌，但除了甘肅星火機床和常州 金昇實業(yè)等個別案例，其他最后多以失敗告終。國內(nèi)機床企業(yè)沒有利用好海外并購 完成深度整合與產(chǎn)業(yè)升級，質(zhì)量依然沒有提升。

（四）2011-2019：行業(yè)下行階段

2011年，中國機床產(chǎn)業(yè)達到頂峰，金屬切削機床產(chǎn)量高達86萬臺，但2011年后，受 金融危機影響，制造業(yè)全球布局發(fā)生重大調(diào)整，高端制造業(yè)回流歐美，中低端制造 業(yè)向東南亞及亞非地區(qū)轉(zhuǎn)移，以生產(chǎn)中、低檔機床為主的國內(nèi)機床行業(yè)受到不利沖 擊，行業(yè)整體下行。金屬切削機床產(chǎn)量2019年已降至42萬臺，相比2011年下降約50%； 金屬加工機床消費金額的增長速度由2011年的37.3%斷崖式跌落至2012年的-1.5%。

國企逐漸改制，民企漸成發(fā)展主力。低端市場進入門檻較低，在這一階段競爭加劇。 隨著低端市場產(chǎn)能過剩，同時機床行業(yè)整體下行，部分國有企業(yè)在這個充分競爭的 市場中喪失了活力，優(yōu)秀的民營機床企業(yè)逐漸脫穎而出。

根據(jù)《中國機床工具工業(yè)年鑒2016》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年，規(guī)模以上金屬切削機床企 業(yè)為739家，民營企業(yè)顯現(xiàn)出強勁活力，不僅在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢，更是以不足一 半的資產(chǎn)占比（48.8%）貢獻了絕大部分利潤（97%），民營企業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)機 床行業(yè)的發(fā)展主力，有望進一步強化優(yōu)勢，帶來產(chǎn)業(yè)變革，促進整體中國機床行業(yè) 的升級與成長。

國企逐漸改制，民企漸成發(fā)展主力。低端市場進入門檻較低，在這一階段競爭加劇。 隨著低端市場產(chǎn)能過剩，同時機床行業(yè)整體下行，部分國有企業(yè)在這個充分競爭的 市場中喪失了活力，優(yōu)秀的民營機床企業(yè)逐漸脫穎而出。 根據(jù)《中國機床工具工業(yè)年鑒2016》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年，規(guī)模以上金屬切削機床企 業(yè)為739家，民營企業(yè)顯現(xiàn)出強勁活力，不僅在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢，更是以不足一 半的資產(chǎn)占比（48.8%）貢獻了絕大部分利潤（97%），民營企業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)機 床行業(yè)的發(fā)展主力，有望進一步強化優(yōu)勢，帶來產(chǎn)業(yè)變革，促進整體中國機床行業(yè) 的升級與成長。

（五）2019-以后：新周期伊始

制造業(yè)迎來復(fù)蘇，機床行業(yè)開始新一輪周期。根據(jù)Gardner Intelligence統(tǒng)計，2019 年全球機床消費821億美元，同比下降13.8%，目前全球行業(yè)仍然處于周期底部。但 是根據(jù)國內(nèi)情況，PMI已經(jīng)連續(xù)12個月位于榮枯線之上，金屬切削機床2020年產(chǎn)量 也相比上一年回升?？紤]到機床行業(yè)以10年為周期，而上一輪在2011年達到頂峰， 2020年或成為新一輪周期的起點。

國內(nèi)機床行業(yè)兼并重組序幕已然拉開，競爭格局有望持續(xù)優(yōu)化。2019年4月和12月， 中國通用技術(shù)集團相繼對大連機床集團和沈陽機床集團實施重組，標(biāo)志著國內(nèi)機床 行業(yè)加速整合的大幕已然拉開。

更新?lián)Q代迎來高峰。在需求最旺盛的2010-2012三年中，金屬切削機床共生產(chǎn)238萬 臺，金屬成形機床共生產(chǎn)72萬臺，這部分都是潛在的更新需求。在10年后的今天， 國內(nèi)機床行業(yè)迎來存量替換高峰。

三、困境：大而不強，高端缺乏

（一）全球機床千億美元市場，中國是最大生產(chǎn)和消費國

根據(jù)Gardner公司數(shù)據(jù)，2019年全球機床消費為821億美元，減少131億美元，同比 下降13.8%，是2010年以來最低點。與消費類似，2019年全球機床產(chǎn)量為842億美 元，減少129億美元，同比下降13.3%，也是2010年以來的最低水平，目前全球機床 行業(yè)仍處于周期底部。

根據(jù)NTMA發(fā)布的《世界機床報告顯示制造業(yè)向北美轉(zhuǎn)移》，全球機床市場2011年 以來的萎縮大部分歸因于中國。2019年中國機床消費額為223億美元，減少了64億 美元，占全球減少總額的近一半；2019年中國機床產(chǎn)量為194億美元，減少了46億 美元，過去8年中，中國機床有6年產(chǎn)量下降。

我國機床市場龐大，發(fā)展前景廣闊。從世界范圍內(nèi)來看，中國已經(jīng)成為全球制造業(yè) 的中心，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和固定資產(chǎn)投資的增加，我國自2009年以來一直穩(wěn)居 世界第一大機床生產(chǎn)國、消費國和進口國。2019年我國機床生產(chǎn)總額為194.2億美元， 全球占比23.10%，機床消費總額為223億美元，全球占比27.16%。

我國機床行業(yè)仍存在較大貿(mào)易逆差。我國是世界上最大的機床進口國與最大的出口 國之一。2019年我國機床進口額共72.9億元，位居世界第一；出口額共44.2億元，貿(mào)易逆差達28.7億元。

（二）“大而不強”，高端領(lǐng)域缺乏核心競爭力

日德美占據(jù)龍頭地位，我國機床行業(yè)“大而不強”。從企業(yè)盈利方面來看，機床企 業(yè)巨頭多聚集在日德美三國。根據(jù)Wind及賽迪顧問數(shù)據(jù)，2019年全球十大機床企業(yè) 中日本企業(yè)4家，德國4家，美國2家，其中日本機床龍頭企業(yè)山崎馬扎克2019年營 業(yè)收入359.04億元，而我國營業(yè)收入最高的10家機床企業(yè)2019年營業(yè)收入之和僅為 112.54億元，為山崎馬扎克一家營業(yè)收入的31.34%，我國機床企業(yè)盈利能力遠遠低 于海外巨頭。

從進出口結(jié)構(gòu)方面來說，我國雖然已成為世界最大的機床進口國以及最大的出口國 之一，但進出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在較大差異。數(shù)控機床按加工方式又可以分為普通數(shù)控 機床和加工中心兩類，相比普通數(shù)控機床需要多次手動安裝刀片等，加工中心能有 效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù) 雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。2018年我國數(shù)控機床進口中 數(shù)控鍛造或沖壓機床、立式加工中心占據(jù)了84%，而出口產(chǎn)品中數(shù)控臥式機床、數(shù) 控彎曲折疊或矯平機占據(jù)了55%，體現(xiàn)出我國出口產(chǎn)品技術(shù)含量仍較低。

從產(chǎn)品價格角度來看，進口機床產(chǎn)品均價遠遠高于出口產(chǎn)品均價。2019年12月我國 金屬加工機床進口均價為12.39萬美元，數(shù)控機床進口均價為28.38萬美元，而我國 出口的金屬加工機床均價則只有326.45美元，兩者差距巨大。對國內(nèi)機床企業(yè)而言， 只有向高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，才能提高產(chǎn)品溢價能力，保證企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

四、發(fā)展：全新格局，重新起航

（一）多政策出臺，協(xié)力促進高端機床發(fā)展

多政策出臺，協(xié)力促進高端機床發(fā)展。作為典型的機電一體化產(chǎn)品，數(shù)控機床是機 械技術(shù)與數(shù)控智能化的結(jié)合，和智能生產(chǎn)線等智能基礎(chǔ)制造裝備共同構(gòu)成智能制造 裝備中的智能加工裝備，隸屬于智能制造裝備行業(yè)。智能制造裝備能夠顯著提高制 造活動的精度、質(zhì)量、效率和穩(wěn)定性，是為工業(yè)生產(chǎn)體系和國民經(jīng)濟各行業(yè)直接提 供技術(shù)設(shè)備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)并受到世界各國的高度重視。自美國、德國、日本先后提 出“再工業(yè)化”、“工業(yè)4.0”、“工業(yè)價值鏈”以來，智能制造裝備行業(yè)在世界各 主要經(jīng)濟體均取得快速發(fā)展，2015年，我國提出“中國制造2025”戰(zhàn)略，規(guī)劃加快 推動新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方 向。近年來，國家出臺了一系列推進智能制造、高端數(shù)控機床良性發(fā)展的法律法規(guī) 和政策，樹立了國家全面推進制造業(yè)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略，在供給側(cè)改革的大環(huán)境下，確定 了制造業(yè)智能化、降本增效等升級方向。

（二）國有機床企業(yè)體制改革，民營企業(yè)蓬勃發(fā)展

國有機床企業(yè)進行經(jīng)營機制改革，民營企業(yè)蓬勃發(fā)展。我國的機床工業(yè)奠基于“一 五計劃”時期，當(dāng)時為了發(fā)展工業(yè)，全國建立了十八家國有機床廠，為我國機床行 業(yè)的發(fā)展一度打下了堅實的基礎(chǔ)，為首的沈陽第一機床廠曾是我國最大的綜合性機 床制造廠，1964年，沈陽第一機床廠自行研制成功半自動凸輪軸車床CT8305，支 援了汽車、拖拉機行業(yè)的發(fā)展。1972年，生產(chǎn)了中國第一臺CA6140普通車床。該 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)先進，性能可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，多年來被大專院校當(dāng)作典型機床 編入教材，為我國機床工業(yè)做出了巨大的貢獻。1984年，該產(chǎn)品成為中國機床行業(yè) 中唯一獲得國家質(zhì)量銀牌獎的普通車床。1973年，中國第一臺數(shù)控車床CSK6163在 沈陽第一機床廠研制成功，宣告了中國車床領(lǐng)域自動化時代的到來。改革開放之后， 國有機床企業(yè)轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制，部分企業(yè)退出歷史舞臺。

民營機床企業(yè)的蓬勃發(fā)展。民營企業(yè)在效率、決策、產(chǎn)權(quán)制度等方面有一定優(yōu)勢。 2019年我國機床企業(yè)平均毛利率為22.0%，民營機床企業(yè)毛利率為29.0%，國有機 床企業(yè)平均毛利率為12.5%。2019年中國機床產(chǎn)值前十名企業(yè)共8家為民營成分，其 中創(chuàng)世紀(jì)、秦川機床、亞威股份分別憑借21.81/14.3/14.06億元產(chǎn)值名列三甲，優(yōu)秀 機床企業(yè)逐漸脫穎而出。

（三）整機與核心零部件國產(chǎn)化加速，國內(nèi)企業(yè)競爭力增強

1. 數(shù)控機床核心零部件介紹

數(shù)控機床主要由結(jié)構(gòu)件（鑄件、鈑金件）、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)（主軸驅(qū)動單元、 進給單元、主軸電機）、傳動系統(tǒng)（主軸、絲杠、導(dǎo)軌）、刀庫、刀塔及組件等構(gòu) 成。其中，結(jié)構(gòu)件經(jīng)過加工后形成床體和防護系統(tǒng)等，是數(shù)控機床的框架；數(shù)控系 統(tǒng)是控制核心，通過編程實現(xiàn)金屬切削的命令產(chǎn)生和傳達；驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng) 的命令，實現(xiàn)機床部件的運動；傳動系統(tǒng)主要包括主軸、絲杠、導(dǎo)軌等部件，主軸 和絲杠都是數(shù)控機床的運動傳遞部件，主軸把旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為刀具的切削，絲杠將電機 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為工件的直線運動或旋轉(zhuǎn)運動，導(dǎo)軌起到支撐作用；刀庫、刀塔及組件實 現(xiàn)自動更換刀具的功能。根據(jù)海天精工招股書，結(jié)構(gòu)件、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)控系統(tǒng)、傳 動系統(tǒng)、刀庫、刀塔及組件的成本占數(shù)控機床總成本的比例分別為35%、22%、13%、 20%、5%。

隨著世界智能制造裝備技術(shù)的快速發(fā)展，高精、高速、高效、高穩(wěn)定性成為數(shù)控機 床的主要衡量指標(biāo)，構(gòu)成行業(yè)現(xiàn)階段的技術(shù)研發(fā)的焦點。精度決定了加工產(chǎn)品的質(zhì) 量，速度和加工效率決定了加工生產(chǎn)能力，穩(wěn)定性則決定了裝備性能的無故障保持 能力。主軸、刀庫、刀塔、刀具、數(shù)控系統(tǒng)、導(dǎo)軌、絲杠對數(shù)控機床的精度、速度、 效率、穩(wěn)定性有著決定性影響，是數(shù)控機床的核心零部件。

2. 機床核心零部件國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)控系統(tǒng)：目前高端數(shù)控系統(tǒng)大部分來源于進口，如西門子、發(fā)那科、海德漢、三 菱等品牌。根據(jù)《2019-2025年中國數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)市場研究及發(fā)展前景預(yù)測報告》， 目前國際市場上，中、高檔數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)已逐漸集中到日本發(fā)那科和德國西門 子兩家企業(yè)，這兩家企業(yè)在中、高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的市場占有率高達80%，它們擁 有控制高速、高精加工的關(guān)鍵技術(shù)，其產(chǎn)品能與機床進行較好的匹配。我國數(shù)控系 統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展還無法完全滿足高端機床的應(yīng)用。盡管五軸聯(lián)動系統(tǒng)已有華中數(shù)控、 科德數(shù)控實現(xiàn)國產(chǎn)化，部分核心參數(shù)與國外數(shù)控系統(tǒng)接近，但由于可靠性還需時間 驗證，短期內(nèi)仍需要進口，國內(nèi)企業(yè)往往不得不接受高昂的價格。

然而，我們不能否認近年來國內(nèi)企業(yè)在數(shù)控系統(tǒng)方面取得了長足進步，行業(yè)也涌現(xiàn) 出了一批較具競爭力的龍頭企業(yè)。根據(jù)國家科技重大專項“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造 裝備”專項成果發(fā)布會的數(shù)據(jù)顯示，2016年,數(shù)控機床專項支持研發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng) 已累計銷售1 000余套,國內(nèi)市場占有率由專項啟動前的不足1%提高到了5%左右。中 檔數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，國內(nèi)市場占有率從10%提高到25%。

以科德數(shù)控的GNC60數(shù)控系統(tǒng)為例，在基本功能上，核心參數(shù)和系統(tǒng)功能與外資產(chǎn) 品基本相當(dāng)；在硬件構(gòu)架上，GNC60資源及開放性優(yōu)于外資產(chǎn)品；在價格上，GNC60 同等功能配置售價更低。但高檔數(shù)控機床方面，五軸聯(lián)動數(shù)控機床其他關(guān)鍵部件存 在“卡脖子”情況，部分核心關(guān)鍵部件的加工精度、可靠性不足，數(shù)控系統(tǒng)功能也 相對落后。

主軸：主軸是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)機床切削加工的核心部件，分為 機械主軸及電主軸。機械主軸使用較早，特點為轉(zhuǎn)速低、切削能力強、精度低，電 主軸為近些年來新興技術(shù)，特點為轉(zhuǎn)速高、精度高、體積小、適應(yīng)性強。近幾年來， 日本的馬扎克、德國的德瑪吉等高端機床制造企業(yè)，產(chǎn)品全部標(biāo)配電主軸，可見未 來電主軸替代傳統(tǒng)機械主軸將是數(shù)控機床主軸發(fā)展的主要趨勢。主軸是機床實現(xiàn)高 速化的重要保障，是傳遞動力實現(xiàn)切削的核心部件。

目前，全球主軸行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)主要集中在歐洲、日本等地，其中歐洲的領(lǐng)先電主軸制造商憑借強大的研發(fā)實力、優(yōu)異的產(chǎn)品性能、悠久的生產(chǎn)歷史和較好的業(yè)績口碑， 在電主軸的不同應(yīng)用領(lǐng)域均占據(jù)了重要市場份額，代表了各自領(lǐng)域的世界最高水平， 其中比較著名的有瑞士FISCHER公司、德國Kessler公司、英國西風(fēng)等。國內(nèi)目前能 生產(chǎn)高品質(zhì)的主軸的公司不斷增加，涌現(xiàn)出了國機精工、昊志機電等民營企業(yè)，國 產(chǎn)主軸可以部分替代進口主軸。我國企業(yè)未來還應(yīng)該加強主軸速度、功率和扭矩等 方面的研發(fā)。

絲杠和導(dǎo)軌：在機床領(lǐng)域，絲杠和導(dǎo)軌部件所占比例較小，因此行業(yè)規(guī)模偏小，核 心技術(shù)少，設(shè)計制造基礎(chǔ)薄弱，研發(fā)和技改投入能力不足。另外，隨著國內(nèi)機床市 場的開放，進口產(chǎn)品依靠先進成熟技術(shù)、規(guī)模化生產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢，對國產(chǎn)滾 動功能部件行業(yè)造成了較大的沖擊，比如日本THK公司產(chǎn)品。但近幾年，國產(chǎn)品牌 也取得了一定的突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，品種規(guī)格不斷豐富，新產(chǎn)品開發(fā)和進入 市場的速度明顯加快，產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)越來越接近或達到國際先進水平。根 據(jù)第三屆滾動功能部件用戶調(diào)查結(jié)果發(fā)布會暨行業(yè)發(fā)展圓桌論壇的數(shù)據(jù)顯示，到 2020年末，國產(chǎn)滾動功能部件技術(shù)突飛猛進，批量產(chǎn)品達到國際中高端產(chǎn)品水平， 其中高速性能可達60m/min以上，可靠性指標(biāo)MTBF＞15000h，精度保持性指標(biāo)T＞ 4000h，能夠滿足國產(chǎn)高端機床性能指標(biāo)要求。

刀庫、刀塔：數(shù)控車床尤其是高端數(shù)控車床的刀庫、刀塔沒有形成成熟和完整的商 業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈。以日本馬扎克為代表的國外絕大部分數(shù)控機床制造商刀庫、刀塔部件 均為自主生產(chǎn)。以配套或者外購以上核心部件實現(xiàn)車床精度和可靠性在行業(yè)競爭中 無法獲得顯著優(yōu)勢，一方面技術(shù)受限于核心部件生產(chǎn)方，另一方面產(chǎn)品成本難于控 制。我國數(shù)控車床企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，在換刀時間、刀庫容量等核心參數(shù)方面與國 外產(chǎn)品大致相當(dāng)。

刀具：在刀具行業(yè)中，按照發(fā)展階段、技術(shù)水平、市場策略等差異，可以將刀具企 業(yè)分為三類：歐美企業(yè)、日韓企業(yè)和中國本土企業(yè)。

以山特維克集團、肯納金屬集團等為代表的具有全球領(lǐng)導(dǎo)地位的歐美刀具制造商技 術(shù)實力雄厚，產(chǎn)品系列豐富，以開展切削加工整體解決方案為主。在高端應(yīng)用市場， 尤其是航空航天、軍工領(lǐng)域，歐美企業(yè)與其他競爭對手拉開差距。但是這類企業(yè)存 在價格昂貴、交貨周期長的問題，國內(nèi)用戶以大中型企業(yè)、外資企業(yè)為主。近年來 我國引進歐美先進機床數(shù)量增多，歐美刀具在華銷售額在增長。

以日本三菱、日本泰珂洛、韓國特固克等為代表的日韓刀具企業(yè)，尤其是日系刀具， 在我國進口刀具中的占比最大。日韓企業(yè)的市場策略以批發(fā)為主，在國內(nèi)五金批發(fā) 市場非常普遍，產(chǎn)品價格略貴于國產(chǎn)刀具。

國內(nèi)刀具企業(yè)數(shù)量眾多，競爭實力差距大，大部分以生產(chǎn)傳統(tǒng)刀具為主。近年來， 隨著我國制造業(yè)升級，我國刀具企業(yè)正在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，部分優(yōu)秀企業(yè)的研發(fā) 成果在市場競爭中得到檢驗，比如華銳精密、歐科億、株洲鉆石等。國內(nèi)企業(yè)主要 通過差異化的產(chǎn)品策略和價格優(yōu)勢來挖掘細分市場的份額，并逐步積累自身技術(shù)實 力，對頭部企業(yè)形成追趕之勢。整個切削刀具市場形成了歐美、日韓刀具企業(yè)在中高端刀具領(lǐng)域壟斷競爭、國內(nèi)刀具企業(yè)在細分領(lǐng)域逐步追趕的競爭格局。但是我國 企業(yè)面臨的實際挑戰(zhàn)短期內(nèi)不會改變，即“我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級急需的現(xiàn)代高效刀具 供應(yīng)服務(wù)能力嚴(yán)重不足，低端標(biāo)準(zhǔn)工量具產(chǎn)能過?！薄?/span>

3. 核心零部件國產(chǎn)化加速，國內(nèi)企業(yè)競爭力增強

對于中低檔數(shù)控機床而言，機械電氣部件以及數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)已基本能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化， 各類部件均有多個供應(yīng)商配套供應(yīng)，基本不存在“卡脖子”問題，國內(nèi)數(shù)控機床先 進企業(yè)實現(xiàn)國產(chǎn)化產(chǎn)品性能、質(zhì)量與國際先進企業(yè)相比無明顯差異。

對于高檔數(shù)控機床而言，從國內(nèi)高端數(shù)控機床以及配套供應(yīng)鏈發(fā)育程度來看，除五 軸聯(lián)動數(shù)控機床部分部件存在“卡脖子”以外，其他高端數(shù)控機床部件以及數(shù)控系 統(tǒng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化，但部分核心關(guān)鍵部件的加工精度、可靠性不足以及數(shù)控系 統(tǒng)功能相對落后，國產(chǎn)化數(shù)控機床的性能、質(zhì)量暫無法達到國外先進企業(yè)水平。

我們應(yīng)該看到，數(shù)控機床核心零部件國產(chǎn)化是一個動態(tài)過程，不可能一蹴而就，只 能逐步實現(xiàn)。我們不應(yīng)該忽視國內(nèi)制造商近些年做出的努力與取得的成就。以科德 數(shù)控為例，數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器、電機、主軸、雙軸轉(zhuǎn)臺、刀庫實現(xiàn)全部自制， 只有導(dǎo)軌、絲杠和傳感器部分自制或外購，這表明數(shù)控機床零件國產(chǎn)化在加速。

國內(nèi)企業(yè)競爭力逐步增強。選取國內(nèi)科德數(shù)控公司和國外哈默、米克朗、德瑪吉和 大隈類似產(chǎn)品進行對比，可以發(fā)現(xiàn)科德數(shù)控主軸轉(zhuǎn)速達到18000ppm，超過選取樣本德平均值15000ppm，達到國際先進水平；X行程達到800mm，與國外差異不大； XYZ定位精度/重復(fù)定位精度達到0.005mm/0.003mm，AC定位精度/重復(fù)定位精度達 到5”/3”，是樣本中精度最高的機床。

（四）高端化趨勢不變，數(shù)控機床空間廣闊

“大而不強”，高端領(lǐng)域缺乏核心競爭力，我國機床行業(yè)存在結(jié)構(gòu)性失衡。我國數(shù) 控機床行業(yè)存在明顯的供需矛盾，主要體現(xiàn)在低檔數(shù)控機床的產(chǎn)能過剩和高檔數(shù)控 機床的供應(yīng)不足而導(dǎo)致供給側(cè)結(jié)構(gòu)性失衡。中國數(shù)控機床行業(yè)自上世紀(jì)90年代末快 速發(fā)展至今，已經(jīng)由過去的開發(fā)增量發(fā)展到現(xiàn)在的優(yōu)化存量階段，比如近年來對數(shù) 控機床需求占比最大的汽車、航空航天和模具等領(lǐng)域都向著輕質(zhì)化、多構(gòu)型化及低 成本制造等方面發(fā)展，新材料的運用越來越廣泛，對數(shù)控機床的加工能力也提出越來越高的要求。但是，我國機床行業(yè)已經(jīng)形成了以中、低檔機床為主的生產(chǎn)體系， 由于低檔數(shù)控機床行業(yè)門檻低，進入企業(yè)眾多，而近幾年低檔數(shù)控機床市場有效需 求不足，該領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象。

另一方面，中國制造業(yè)正處于“兩化”融合發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級的關(guān)鍵時 期，以中高檔數(shù)控機床為核心的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)在中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)兩化 融合發(fā)展中發(fā)揮重要作用。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，中高檔數(shù)控 機床的應(yīng)用愈發(fā)普及，產(chǎn)品需求越來越大，供給卻難以滿足需求。

低端產(chǎn)品貿(mào)易增加值低，向高端轉(zhuǎn)型刻不容緩。我國機床行業(yè)的供給仍以低端產(chǎn)品 為主，低端產(chǎn)品供應(yīng)能力明顯過剩，而高端產(chǎn)品供應(yīng)明顯不足。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究 院發(fā)布的《2019年中國數(shù)控機床行業(yè)競爭格局及發(fā)展前景分析》，2018年我國低檔 數(shù)控機床國產(chǎn)化率為82%，基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化；中檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率為65%，處 于比較低的水平；高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率僅為6%，主要依靠進口。

高端化趨勢不變，數(shù)控機床空間廣闊。我國新增機床數(shù)控化率近年來整體保持著穩(wěn) 定增長，主要與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級有關(guān)。隨著加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、加工精度要求的 不斷提高以及生產(chǎn)效率的提升，我國機床設(shè)備正逐步從傳統(tǒng)普通機床向數(shù)控機床過 渡。我國新增金屬切削機床數(shù)控化率從 2012年的26%提升到2020年的43%。根據(jù) 《中國制造2025》規(guī)劃，預(yù)計我國關(guān)鍵工序數(shù)控化率在十四五期間達到50%，而目 前發(fā)達國家機床數(shù)控化率一般為80%以上，相對而言，我國金屬切削機床的數(shù)控化 程度的提升空間很大。近年來，政府高度重視機床行業(yè)的國產(chǎn)化與智能化水平，發(fā) 布一系列政策推動包括高檔數(shù)控機床在內(nèi)的智能制造產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。