我国数控机床行业研究Word格式文档下载.docx
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系统集成技术为核心发展方向;
智能制造装备的基础配套能力也将得到强化。
(5)《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》
2006年6月国务院印发了《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》,
对振兴装备制造业的目标、基本原则、主要任务、主要措施、政策支持等方面提
出指导意见,要求发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件,改变
大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状,满足机械、航空航天等工业发展
的需要。
(6)《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020年)
2006年2月国务院印发了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020),确定了“高档数控机床和基础制造技术”作为16个重大专项之一。
明确提出“提高装备设计、制造和集成能力。
以促进企业技术创新为突破口,通
过技术攻关,基本实现高档数控机床、工作母机、重大成套技术装备、关键材料
与关键零部件的自主设计制造。
(7)《促进产业结构调整暂行规定》
2005年12月国务院印发《促进产业结构调整暂行规定》,提出如下要求:
装备制造业要依托重点建设工程,通过自主创新、引进技术、合作开发、联合制
造等方式,提高重大技术装备国产化水平,特别是在高效清洁发电和输变电、大
型石油化工、先进适用运输装备、高档数控机床、自动化控制、集成电路设备、
先进动力装备、节能降耗装备等领域实现突破。
(二)行业市场概况
1、世界机床行业发展现状
(1)世界机床行业呈增长趋势
根据GardnerResearch的数据,2006至2011年全球机床工具消费额总
体保持增长态势,自2011年至2015年整体呈下行趋势。
2017年全球机床工具消费值约为832亿美元,较2016年度增长4.3%,这是自2011年以来最大涨幅。
机床工具前15个消费国家当中,有13个国家的消费总额较2016年度增加,机床消费整体呈现增长的趋势。
(2)中国是世界第一大机床生产国和消费国,市场庞大,市场前景广阔
从世界范围内来看,中国已经成为全球制造业的中心,随着经济的快速发展
和固定资产投资的增加,我国已成为世界第一大机床生产国和消费国,中国机床
市场庞大,发展前景广阔。
2、中国机床行业产业升级,中高档数控机床市场需求不断增加
我国处于产业结构的调整升级阶段,先进制造业将逐步替代传统制造业,作
为工作母机的高性能数控机床的更新需求将会大大增加。
以机床行业中规模最大
的金属切削机床为例,根据中国机床工具工业协会的数据,2017年我国金属切
削机床的消费额为184亿美元,同比增长7.8%,但2017年度金属切削机床产量由前一年度的78.3万台下降到64.3万台,金属切削机床总量下降的同时产值保持上升,意味着我国金属切削机床在产品性能、档次上有所提升。
当前我国已是世界最大的机床产销国,未来中高端市场份额将进一步增加。
随着下游产业的不断升级发展,对机床加工精度和精度稳定性等要求越来越高,
中高端产品的需求日益凸显,更新升级需求大。
中国机床市场结构升级将向自动
化成套、客户化订制和普遍的换挡升级方向发展,产品由普通机床向数控机床、
由低档数控机床向中高档数控机床升级。
3、中高档数控机床的需求稳步上升,进口替代空间大
数控机床自上世纪90年代末快速发展至今,已由过去的增量发展到了现
在的优化存量阶段。
我国机床行业的供给仍以低端产品为主,低端产品供应能力
明显过剩,但目前高性能、高精密度的数控机床产品主要依赖于进口,高性能、
高精密度数控机床的国产化率不高。
但是,随着国内市场中高档数控机床的供给
增加,特别是一些优秀的民营机床企业的产品得到市场的广泛认可,综合竞争力
大幅提高,在行业结构升级的基础上,逐渐形成进口替代的趋势。
因此本公司数控机床产品所属的高精、高速、高效的中高档数控机床的需求
明显增加,国产数控机床的综合竞争力将大幅提高,未来升级换代空间巨大,中
高档数控机床将具有较大的进口替代空间。
4、中国机床数控化率的提升仍有较大空间
数控化是机床行业的大势所趋,我国机床的产量数控化率近年来整体保持着
稳定增长,主要与产业转型升级有关。
随着我国机床工业结构调整的不断深入,
我国机床行业的数控化率显著提高,但是与国际上制造业强国机床行业的数控化
率相比仍然具有较大差距,未来我国机床行业数控化率仍有望进一步提高。
本公司所在的金属切削机床领域是我国机床行业中经济规模最大、地位最显
著的产业领域,其产量和数控化率如下图所示:
(三)行业竞争
1、行业竞争格局
(1)世界机床市场——中国是第一大机床产销国,欧美日技术领先
世界机床行业是一个完全竞争的行业,主要机床大国包括中国、德国、日本、
美国等国家。
日本突出发展数控系统,开发核心产品;
德国重视数控机床和配套件的先进
实用性,各种功能部件在质量、性能上位居世界前列;
美国在整机设计、制造和
数控系统方面具有一定竞争力。
中国机床行业起步晚,但发展迅速,政府产业政
策对机床行业的创新发展起引导作用,中国机床行业在技术、市场规模上都有显
著增长,中国已经成为世界最大的机床产销国。
国内机床企业处于世界最大的机
床消费市场,对市场具备较高的敏感度和较快的销售和服务响应时间。
(2)国内机床市场——产业集中度低,层次分化
我国机床行业市场化程度较高,产业集中度不高,基本处于充分竞争状态。
其中国内金属切削机床的市场中,大量中小企业集中在低档产品竞争,低档产品
的技术门槛较低,竞争激烈。
而中高档产品市场上,主要参与者为国外行业巨头、
合资企业、大型国有企业或国有控股企业以及少数迅速崛起的民营企业。
未来,一方面随着低端产能陆续退出市场,领先企业的市场集中度将继续提
升;
另一方面,行业下游制造业升级趋势对机床行业产品的精度、效率和稳定性
提出了更高的要求,更高附加值的中高档数控机床对传统低端机床产生替代需
求。
2、行业壁垒
(1)技术壁垒
数控机床整机通常由机床本体、数控系统和电气元件等组成。
其技术涉及多
个领域,包括与机械制造相关的铸造工艺技术、精密零件加工技术、热处理技术、
机床防护技术和传动技术等,与数控系统和电气元件有关的信息处理、加工、自
动控制技术、伺服驱动技术、传感器技术、软件技术等。
因此,机床制造企业必
须自身具备较高的研发水平和较强的技术创新能力,才能够保证在该领域的持续
性发展。
(2)品牌壁垒
下游行业客户采购数控机床整机一般属于固定资产投资,客户对数控机床产
品的性能等要求较高,对品牌知名度低的企业需要一个逐步接受和认可的过程。
因此,数控机床生产厂商需要通过可靠的产品质量、完善的技术体系、先进的科
研水平和高水平的售后服务建立自己的品牌声誉和知名度,缩短获得客户接受和
认可的时间。
(3)资金和人才壁垒
中高档数控机床在的生产工艺研发、技术创新、生产设备购置、流动资金等
方面需要持续、大量的资金投入,对企业的资金要求较高。
数控机床行业也是一
个技术密集型行业,要求企业具有懂软件系统、懂工艺流程、懂机械设备、懂客
户需求的工程技术人才和较高水平的研发人才。
同时企业培养数控机床行业的人
才又需要一定的成长周期,如高级技工的成长周期一般为5-10年。
(4)成套设备提供壁垒
随着行业的发展,用户对数控机床生产厂商提出了“交钥匙工程”的要求,
数控机床生产厂商面临从简单的生产到提供产品设计、人员培训、安装调试等涉
及产品链各环节的全寿命服务,从过去的生产型厂商逐渐转变为生产和服务型厂
商。
企业必须具备较高的成套设备生产能力和系统集成能力,才能够适应产品品
种和规格的多样化,提供成套和成线产品。
3、行业主要企业
宁波海天精工股份有限公司(601882.SH)主要产品如下:
数控龙门加工
中心、数控卧式加工中心、数控卧式车床(车铣中心)、数控落地镗铣加工中心、
数控立式车床(车铣磨中心)。
公司专注于为客户提供专用、高精密度零件的金
属加工设备服务,产品主要应用在航天航空和轨道交通等领域。
浙江日发精密机械股份有限公司(002520.SZ)生产立式数控车床、卧式
数控车床、数控立式加工中心、数控卧式加工中心、数控龙门加工中心和数控落
地式镗铣床。
公司近年来重点研发航空航天领域专用加工设备,重点发展飞机数
字化装配与航空零部件加工两大业务。
沈阳机床股份有限公司(000410.SZ)是中国最大的金属切削机床制造商,
产品包括两大类:
普通机床和数控机床,可满足船舶制造、工程机械、冶金、航
天、军工等多个下游行业的需要。
纽威数控装备(苏州)有限公司是一家机床制造企业,主要产品包括卧
式数控车床、立式数控车床、数控车削中心、数控立式加工中心、数控卧式加工
中心、数控龙门加工中心、数控落地镗铣床、加工自动线等。
该公司系非上市公
司,详细财务数据未披露。
友佳国际控股有限公司(2398.HK)主要从事数控机床、立体停车设备
和叉车的研发、生产和销售,其中数控机床为其收入占比最高的业务板块,具体
产品包括数控立式加工中心、数控龙门加工中心、数控卧式加工中心、数控立式
/卧式车床、立式五轴加工中心等。
(四)行业市场需求
机床是装备制造业的工作母机,机床行业受宏观经济波动的影响。
我国金属
加工机床消费额从2011到2015年大致经历台阶式的下降,2016年起,在市
场回暖和前期转型升级工作推进的影响下,国内机床总体运行呈现恢复性增长。
根据中国机床工具工业协会的数据,2017年中国金属加工机床消费额为299.7亿美元,同比增长7.5%。
(五)行业利润
机床行业的利润变化体现出该行业“需求结构升级”的特征。
市场的变化呈
现典型的结构性变化,产业分化和转型升级成为行业当前的特点。
下游应用领域
如模具、汽车零部件、机械设备领域的需求结构升级主要方向集中于更高的机床
加工精度和稳定性、自动化成套、个性化订制等方面。
2016年“十三五”规划后,我国经济发展进入以科技创新和机制创新为核
心的双轮驱动模式,供给侧结构性改革对机床行业产生了新的需求,行业利润整
体呈现同比回升,根据中国机床工具工业协会的数据,2017年全行业利润总额
约为595.4亿元,同比增长18.80%。
(六)行业发展环境
1、有利因素
(1)国家产业政策的支持
装备制造业是保证国民经济发展的基础性行业。
机床行业在整个装备制造业
中具有基础性和战略性地位,是衡量国家工业发展水平的重要标志。
国家一直从
政策上保持对机床行业较大的扶持力度,国家制定的《国家中长期科学和技术发
展规划纲要(2006-2020年)》、《装备制造业调整和振兴规划》等重要发展政策都将高档数控机床列为重点发展的对象。
(2)产业结构调整提供了新的发展契机
我国工业在经历长期高速发展后,现在正处于产业结构调整和转变经济发展
方式的重要阶段。
主要原因系:
首先,政府明确提出“去库存”和“供给侧改革”等经济转型升级的发展理
念。
同时,我国工业发展也具备了加快结构调整的有利条件和物质基础,淘汰落
后产能、产业结构调整、产品优化升级已经成为未来发展的必然趋势。
其次,在国际市场上,发达国家开始重视发展实体经济,资金、技术、政策
等产业要素向制造业回流,同时加快新能源、新材料、环保、信息等产业发展,
倒逼我国的产业结构优化和升级。
因此,国内产业转型升级成为必然。
而装备制造业是为国民经济各行业提供
技术装备的战略性、基础性产业,装备制造业的调整和升级对整个经济结构的调
整和升级起到重要的推进作用。
为装备制造业提供工作母机的机床行业,是实现
产业升级的基本保障。
因此,在新一轮的产业升级中,高端制造业会逐步取代简
单制造业,制造业也将从劳动密集型产业逐渐转变为技术密集型产业。
这种转型
和升级也将带动机床行业的技术升级,将会大大增加中高档数控机床的市场需
(3)国际产业转移提供了良好的机遇
经济全球化使国际产业转移进程不断加快,世界装备制造业正向发展中国家
转移,新产品侧重于智能化、专业化、精密化。
国际产业转移和新产品的智能化、
专业化、精密化对于中国机床行业的发展是一个良好的机遇。
2、不利因素
(1)产业集中度低
目前行业内企业数量众多,集中度较低,国内规模化较少。
且小型机床企业
对产品研发和生产制造装备的投入少,削弱了国产机床产品的市场竞争力,成为
限制我国机床行业发展的障碍之一。
(2)高级数控机床技工人才缺少、培养周期长
我国目前需要大量的三种层次的数控机床人才:
第一种是熟悉数控机床的操
作及加工工艺、懂得机床维护、能够进行手工或自动编程的操作人员和装配人员;
第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软硬件知识的中级人才,同时有扎实
的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验;
第三种是精通数控
机床结构设计以及数控系统电气设计、能够进行数控机床产品开发及技术创新的
数控技术高级人才。
合格、成熟的机床现场操作技工培养周期至少需要5年,高级技工培养的周期平均超过8年。
因此,人力资源储备也成为我国机床行业发展的障碍之一。
(七)行业技术
1、行业技术水平
我国现在已经是世界第一大机床生产国和消费国,国内机床行业无论从产品
种类、技术水平、质量和产量上都取得快速的发展。
但是我国机床行业的数控化
率偏低,机床的技术水平与世界先进水平还有一定的差距,产品的质量和精度保
持性不够稳定。
同时,低技术水平的产品竞争激烈,国内企业自行开发能力较差,
配套的高质量功能部件和数控系统主要依靠进口。
为了提升现阶段我国机床行业
的技术水平,国内企业必须在产品研发、制造技术提升、工艺流程优化等方面加
强投入,努力提高生产效率和产品质量。
2、行业的技术特点
机床精度和性能的稳定性是机床性能优劣的重要评价指标,加工产品的优劣
直接受加工成型的零部件精度所影响。
影响机床精度和稳定性的主要因素如下:
针对加工精度和稳定性的提升和稳定,应当着重考虑以下方面:
机械结构与系统控制的协同运作共同决定了一台数控机床的加工效率和加
工精度,两者相辅相成。
数控机床的技术发展趋势是智能化、复合加工化和高精度化。
智能化主要体现在三个方面:
①提升加工效率和加工质量的智能化,如加工
过程的自适应控制,工艺参数自动生成;
②为提高驱动性能及使用连接方便的智
能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型等;
③简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面
等;
智能诊断、智能监控、系统的诊断及维修等。
复合加工化体现在一台主机尽可能地完成从毛坯到成品的多种加工要素,能
够适应市场单件小批、快捷生产需求,具有保持工序集中、节省作业面积、减少
机床和夹具数量、消除或减少工件重新安装定位次数、缩短加工周期等优势。
复
合加工能够最大化满足客户的个性化需求,提供整体的最优解决方案,符合当前
世界机床技术发展新方向。
高精度化主要体现在切削加工和铣削加工的加工工艺和加工方法上:
一方面
适合高速切削加工的走刀方式、专门的编程策略、优化的高速加工参数、充分冷
却润滑并具有环保特许的冷却方式等;
另一方面高精度铣削的一般加工精度为
10μm,具体分为三个档次,即普通精密级5μm,高精密级3-5μm至1-1.5μm,超精密级可达0.01μm。
(八)行业特点
1、行业经营模式
机床行业具备高度专业化的特点,行业内部分工明确。
例如:
数控系统、主
轴、丝杆、线轨等功能部件均有专业厂家生产。
由于功能部件专业化分工明确,
行业内数控机床整机的制造厂家对产品前后端进行整体设计,外购部分功能部件
和自产部分部件相结合,最终完成整机的制造工作。
2、周期性
机床行业受宏观经济波动的影响。
作为高端装备制造业的工作母机,数控机
床用途非常广泛,覆盖了航空航天、汽车制造、仪器仪表、模具、工程机械、3C电子等众多行业,受下游行业需求波动的影响。
由于下游客户的行业分散度高,数控机床行业能够通过高分散度的下游行业来一定程度上降低影响。
3、区域性
机床的研发、原材料采购、生产、销售均不受区域限制,行业不存在区域性
限制。
4、季节性
机床的生产和销售不存在明显的季节性特点。
数控机床行业的下游行业客户
涉及制造业的多个领域,下游行业客户购买机床一般作为固定资产投资,金额较
大,对机床的需求和购买与客户自身的效益和产能有关。
由于下游客户行业分布
的广泛性,数控机床的生产和销售并不存在明显的季节性。
(九)行业产业链
1、数控机床行业与上、下游行业的关联性
数控机床行业的上、下游行业如下图所示:
上游行业为本行业提供结构件、精密部件、数控系统等。
本行业为下游行业
提供工作母机,涉及到制造业的各细分行业,下游各细分行业呈现不同的市场需
求特点。
2、数控机床上游行业发展对本行业的影响
本公司所处行业的上游行业为本公司提供结构件(钣焊件和铸件)、精密部
件、数控系统、电气元件等。
上游材料价格的波动会影响本行业的生产成本。
(1)上游钣焊件
钣金制造是指通过多重程序的冷加工工艺(包括数控下料、成型、拼装、焊
接、表面喷涂等)对金属板材进行加工,形成符合客户精度要求和功能要求的形
状和尺寸。
企业需要根据客户订单的要求,提供非标准、多品种、多批次、小批量的产
品。
钣金产品属于非标准、定制化中间加工成品,根据客户订单需求提供定制化
产品,下游应用领域较为广泛,包括机床行业、通讯设备行业、工程机械、自动
化设备等各类行业。
(2)上游铸件
铸件是指用铸造方法生产的金属件。
由于铸件属于中间加工成品,销售价格
主要是在原材料生铁和废钢的基础上加一定的加工费确定,加工费受人工成本、
工艺流程、产品造型加工、产品形状和大小、加工难易程度等因素的影响。
(3)上游精密部件
数控机床的精密部件主要包括主轴、丝杆、线轨等传动部件和其他功能部件
等。
该类精密部件一部分来自台湾地区、日本、德国等国家和地区的进口,一部
分来自国内企业采购或自制,国内供应商的市场份额正在逐步扩大。
(4)上游数控系统
数控系统主要用于数控机床,也可以对原有的数控机床或非数控机床进行系
统升级、改造。
目前我国大型机床生产商多从日本、德国等技术成熟国家外购数
控装置,中高档数控机床较为常用数控系统品牌包括日本发那科、德国西门子、
日本三菱、德国海德汉等。
3、数控机床下游行业发展对本行业的影响
机床的用途十分广泛,涵盖国民经济的多个重要领域。
受益于数控机床的普
及化,公司主动扩大销售网络,增加产品规格。
数控机床应用领域较为广泛,下
游客户较为分散,能够抵御单一行业的增速下滑对公司业绩的影响,同时也能够
让公司在数控机床在制造业中普及化的浪潮中充分受益。
公司产品的主要应用领域包括模具行业、汽车行业、各类机械设备、工业阀
门等行业,下游领域的稳定发展和结构升级为机床行业的发展奠定了良好的基
础。
具体情况如下:
(1)模具行业
本公司的数控机床在模具加工中应用广泛,包括汽车、家电、日用品、航空
航天、轨道交通等具体的模具应用领域。
模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等
方法得到所需产品的各种模子和工具,其主要通过所成型材料物理状态的改变来
实现对物品外形的加工。
模具是材料成型的重要工艺装备,模具工业水平已经成
为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
模具制造要求数控机床拥有高精度、高刚性、高硬度、热稳定性、程序处理
能力强等特点,其配置和协调性高于一般加工设备,与普通零部件加工完全不同,
主要体现在以下方面:
1)模具制造质量要求高。
模具制造不单是加工精度要求高,对加工表面的
质量也有很高要求。
一般模具工作部分的制造公差都应控制在±
0.01mm之内,
对高精度要求的模具应控制在微米级的范围内,模具加工后的表面不允许有缺
陷,工作部分的表面粗糙度Ra都应该小于0.18μm。
2)形状结构复杂。
一般机械加工为简单的几何体,而模具加工一般都是二
维或三维的曲面,加工程度复杂。
3)材料硬度高。
成型模具相当于一种机械加工工具,对硬度要求很高,一
般为淬火工具钢或硬质合金等材料,用传统的机械加工方法很难制造。
因此,拥有模具加工机床对机械制造商而言是产品结构升级的重要标志。
机床的技术水平、加工精度和质量稳定性对模具的精度、光滑度、使用寿命
和制造周期有着非常重要的影响。
随着航空航天、汽车等行业的产业升级,高强
度复合材料需求增大,成形模具的性能、精度、空间等标准亦将继续提高,因此
模具行业对高档数控机床的需求将会增加。
根据中国模具工业协会数据,2016年我国模具行业的销售额增长为6.9%,
达到1,840亿,模具进出口总额仍居于世界模具国际贸易大国的前列,中国模
具产业从经济规模上仍保持着世界制造大国和贸易大国的地位。
我国模具行业按
照中央“三去、一降、一补”的经济
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