数控机床是制造业基石,多个下游需求驱动行业成长
机床种类繁多,主要可以分为金属切削机床、金属成形机床、特种加工机床。金属切削机床按照不同的切削方式可以分为车床、钻床、镗床、铣床、磨床等种类,随着多样化加工需求出现,加工中心从数控铣床发展而来,并逐步成为当前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一,加工中心区别于数控铣床的地方在于其可以自动交换加工刀具,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可以在一次装夹中实现多种加工功能。加工中心代表了数控金属切削机床中更高端的产品类别,根据机械结构又可以分为立式加工中心、卧式加工中心和龙门加工中心。
数控机床分类
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根据观研报告网发布的《中国数控机床行业发展趋势分析与投资前景研究报告(2023-2030年)》显示,从产业链来看,数控机床的产业链上游是核心零部件,包括铸件、钣焊件、精密件和功能部件、数控系统和电子元件等,其中,铸件主要包括床身底座、工作台等,精密件包括主轴单元、轴承等,功能部件包括回转工作台、机械手、刀库等。下游的应用场景十分丰富,包括汽车、工程机械、航空航天、船舶制造、模具等。
数控机床产业链
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各下游领域对机床需求的类型有较大区别。例如汽车需求的机床主要为加工中心、组合机床、各类数控及专用机床;而航空航天对机床的要求较高,需求的机床类型主要是高速加工中心、五轴加工中心、五轴高速龙门铣床、数控专用机床。当前汽车工业是机床行业下游最大的需求来源。
不同下游对于机床产品的需求不同
应用场景 | 机床类型需求 |
汽车 | 加工中心、组合机床、各类数控机床及专用机床 |
电力工业 | 重型数控龙门铣床、大型数控落地撞铣床、数控重型立式车床、数控重型卧式车床、叶根槽数控专用铣床 |
工程机械 | 加工中心、组合机床、专用机床 |
模具 | 高精度龙门加工中心、重型机床、专用机床和特种机床 |
航空航天 | 高速加工中心、五轴加工中心和五轴高速龙门铣床及数控专用机床等 |
造船 | 龙门数控镗铣床、落地数控镗铣床、曲轴车铣中心、数控车床、高精度数控磨床、成套数控设备、各类加工中心及大型机床 |
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政策持续支持机床国产替代,本土企业竞争力增加
数控机床是装备制造业智能制造的工作母机,是衡量一个国家装备制造业发展水平和产品质量的重要标志。从数控化率来看,海外发达国家机床数控化率高,日、美、德数控化率均超 70%,其中日本机床数控化率维持在 80%以上。
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目前国内高端数控机床严重依赖进口,由于高端机床下游主要为航空、军工等高精尖领域,涉及到国家安防等领域,因此亟需国产替代。根据《机械工业“十四五”发展纲要》提及,我国高端数控机床自给率不足10%。
《中国制造 2025》规划下机床核心部件国产化率目标
核心部件 | 2020年国产化率 | 2025年国产化率(预计) |
数控系统 | 标准型60%智能型10% | 标准型80%智能型30% |
主轴 | 50% | 80% |
丝杆 | 50% | 80% |
导轨 | 50% | 80% |
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其实早在 2015 年及 2018 年,发改委与工信部分别提出《中国制造 2025》 与《国家智能制造标准体系建设指南(2018)》,将高端数控机床列为十项重点领域。
2021 年以来国家相继出台多项政策以加速推进高端数控机床自主可控。
机床相关:1)2021 年 3 月“十四五规划”提及推动高端数控机床产业创新发展;2)8月国资委扩大会议提及针对工业母机等加强核心技术攻关;3)2022 年 9 月首批中证机床ETF 发行将为拥有核心技术、科创能力突出的机床企业提供直接融资便利;4)首个国内主导的机床数控系统标准发布表明我国在 04 专项支持下建立的“高档数控系统关键技术标准体系”成果得到了国际认可。
制造业相关:1)2022 年 9 月财政部、税务总局及科技部联合发文宣布高新技术企业于 2022Q4 新购置设备、器具,将其作为固定资产核算的,可以选择在计算应纳税所得额时一次性在税前扣除,同时允许按 100%在税前加计扣除;2)央行设立设备更新改造专项再贷款,专项支持金融机构以不高于 3.2%的利率向制造业、社会服务领域和中小微企业、个体工商户等设备更新改造提供贷款,额度为 2000 万以上。
当前国内机床行业大致可分为三大梯队,其中:
第一梯队:历史悠久,实力雄厚的外资企业,主营业务是高端数控机床,如日本山崎马扎克,德国通快,德马吉森精机,美国马格等。目前大多数都通过在中国投资或合资建厂。
第二梯队:国内最先起步,并具有一定技术实力,资金实力和品牌影响力的民企和国企。从最早的国营企业“十八罗汉”,到现在如海天精工,创世纪,纽威数控等新主力军民营企业。
第三梯队:规模较小,技术含量较低的主营低端数控机床的小型民营企业。产品价格便宜,产品加工精度要求不高,主要应用于一般民用产品,汽车零部件粗加工等领域。
国内机床行业竞争结构
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五轴机床国产化率提升,下游驱动更强市场增长更快
五轴联动数控机床是当前解决复杂曲面、诸多特殊材料加工最为有效的智能制造装备,被誉为机床工业“皇冠上的璀璨明珠”,作为当今世界上能够批量生产且产业化应用最为先进的数控机床。相比于三轴机床,其适用范围更广、加工质量更精、工作效率更高。
五轴机床技术壁垒非常高,我国五轴联动数控机床过半份额的市场主要被日本山崎马扎克、德国德马吉森精机、德国格劳博、德国赫姆勒等海外企业占领。国产高端数控机床与外资知名品牌的差距主要有三:1、国产高档数控机床可靠性差,各种故障发生率高,性能不够稳定;2、国产高档数控机床加工精度无法达到更高的要求;3、国产高档数控机床加工性能力不够,不能胜任一些复杂的加工,难以得到大多数用户的认可,影响应用范围。
目前中国的机床行业已经出现了一批领头羊企业,中国与机床制造强国的差距也在逐渐减小。科德数控率先突破了高端五轴联动加工中心,并且实现了自主可控,公司各类型机床设备均配套自主研制的高档数控系统、伺服驱动、电机、电主轴、摆头、转台等关键功能部件,整机自主化率 85%,国产化率 95%。科德数控在代表复杂精密零件制造能力的五轴联动数控机床领域已经实现批量销售,且精度等性能指标不输国外先进水平。
科德数控与海外进口五轴机床性能对比
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新能源汽车、航空航天等领域对高端金属切削机床需求旺盛,有望为国内企业带来成长机遇。五轴数控机床下游主要应用在航空航天、汽车、军工等领域。
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五轴机床由于其发展空间巨大,下游需求驱动力足够强,有着机床行业更快的增速和前景,2022年,国内五轴机床市场规模首次突破百亿,近几年市场规模走势如下:
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