中国机床行业的现状及发展方向.docx

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中国机床行业的现状及发展方向

中国机床行业的现状及发展方向

裴家杰

北京理工大学

1.引言

机床工具行业是国民经济的基础装备产业，是装备制造业发展的重中之重。

随着国民经济持续、快速、稳定增长，我国机床工具行业已取得了长足的发展与进步。

但是，与发达国家相比，我们的差距仍然明显。

针对行业与国际先进水平的差距，国家制定了机床工具行业“十二五”发展规划。

旨在指导我国机床工具行业协调和可持续发展，加快行业产业结构调整、促进产业升级、发展中高档数控机床、提高行业的国际竞争力，使行业走上新型工业化道路。

经过50多年的努力，我国机床工具行业有了很大发展，为国民经济和国防建设提供了大量的基础工艺装备，为国家的现代化进程做出重要贡献。

全行业是由金切机床、锻压机械、铸造机械、木工机床、量刃具、磨料磨具、机床附件（含滚动功能部件）、机床电器（含数控系统）八个小行业组成的。

各个小行业生产的产品按不同特征分为若干类型和众多的品种、规格，已经形成门类品种比较齐全、主机和配套件有一定基础的生产制造体系，并拥有具备相当技术力量的科研院所和一批重点骨干企业。

我国已进入世界机床生产大国、消费大国和进口大国的行列[1]。

2.我国机床行业发展现状

2.1、概述

中国机床工业经过进几年的高速发展，已经具备相当规模，产品门类齐全，数控机床的品种从几百种发展到近两千种，全行业开发出一批市场急需的新产品，填补了国内空白。

一批高精、高速、高效，一批多坐标、复合、智能型，一批大规格、大吨位、大尺寸的数控机床新产品满足了国家重点用户需要。

目前，中国机床工业正在通过调整产业结构、产品结构，提高自主创新能力，转变发展方式，借鉴国际先进制造技术，培育企业搞水平的自主开发和创新能力，以精密、高效、柔性、成套、绿色需求为方向，以改革、改组、改造为动力，购并国际名牌企业和产品，努力提高国产机床市场占有率，不断拓宽机床工具产品的发展空间。

中国机床工业2009年在世界金融危机背景下一枝独秀，产值跃居世界第一，但中国机床工业虽大却不强，与世界先进水平仍有很大的差距。

中国机床工业的“大”表现在：

2009年中国首次成为世界机床第一大国，连续八年是世界机床第一消费大国和第一进口国；“不强”表现在：

（1）低档产品产能过剩。

中国经济建设所需的高档数控机床主要依赖进口，中国拥有比较完善的产业链，但是发展中高档数控机床所需的数控系统和功能部件主要来自境外。

中国机床工具行业生产的主导产品与国民经济发展需求不相适应，行业抵挡产品产能过剩与高档产品能力不足，国产高性能功能部件与主机发展配套失调，科研计划成果多但产业化应用效果不明显。

（2）科技基础薄弱、产品质量水平低。

从整体上讲，我国机床工业技术水平低，重大技术装备和关键产品远不能满足国名经济快速增长的需要，与发达国家相比，我国机床工业企业物流在产品质量、技术水平还是在市场竞争能力方面，均存在着阶段性的差距，而且还有进一步拉大的趋势，不少企业装备陈旧，生产工艺落后，产品质量不稳定，一些基础元器件和零部件的可靠性差，基础机床的精度、效率较低。

由于国产机床的质量不能满足用户的需求，导致近几年机床进口骤增，进出口逆差巨大，尽管国内机床市场需求旺盛，但将近一半的国内市场被外商占领了。

目前高精尖产品市场被西方发达国家占领，大型、重型和普通机床市场被俄罗斯占领，普及型数控机床台湾产品大量涌入。

（3）缺乏大型国际集团、市场竞争力弱。

中国虽然有世界上数量最多的机床制造厂家，但还缺少著名的跨国机床集团和世界级的“精、特、专”企业。

目前我国机床行业发展得较好的大型企业包括沈阳机床集团、大连机床集团、济南一机床集团，重庆机床集团、陕西秦川机床工具集团等，但还很难与世界顶级机床集团比肩[2]。

2.2、机床行业调查报告

我国从2002年开始机床消费额上升到第一位，并且连续保持至今。

机床消费额也从2000年的37.9亿美元上升到2010年的272.8亿美元，复合年增长率为21.8%。

根据Gardner统计，2010年全球主要28个机床生产国机床消费总额为598.9亿美元，中国机床消费比2009年增长37.9%达到272.8亿美元，占比45.6%，超过第二到第十位消费之和。

2010年全球经济逐步复苏，28个主要机床生产国总产值663.3亿美元，同比增长21.2%；中国产值209.1亿美元同比大幅增长36.7%，连续第二年位居全球第一位，产值占比31.5%。

图1.我国机床消费从2002年至今保持全球第一（单位：

亿美元）

图2.我国机床产值连续两年保持全球第一（单位：

亿美元）

2.2.1、数控机床市场占有率

2001-2009年，金切机床消费金额的年均复合增速为22.31%，行业总体增速快于GDP增速。

通过向美、日、德、瑞士等发达国家引进技术及合办企业并自主研发，在我国制造业快速发展背景下，我国机床业取得了快速发展，数控机床所占比重也不断提升，金属切削机床产量及产值数控化率从2000年8%、22%的水平提升到了2010年的29.6%、52.5%。

图3.我国金属切削机床产量及数控化率（单位：

万台）

图4.主要国家金属切削机床产值数控化率（2008）

2001-2009年，我国金属切削机床产量年均复合增长为15.2％；而同期数控机床产量年均符合增长率高达30.6％，增速显著快于普通机床。

表明机床行业产品结构不断优化,需求从低端向高端方向发展。

目前发达国家数控机床产量数控化率水平在60-70%左右，产值数控化率在80%-90%，而我国目前只有约30%的产量数控化率和50%左右的产值数控化率，与发达国家相比仍有很大差距。

图5.数控机床产量增速长期显著高于机床行业整体增速

由于企业竞争能力差，产业化水平低，“十五”期间，我国机床市场占有率保持下降趋势，2005年国产机床市场占有率仅39.7%，国产数控机床市场占有率也仅有30.4%；由于政策支持、产能扩张，我国机床在“十一五”期间发展迅速，国产机床市场占有率从“十一五”末的39.7%上升到2010年的66.7%，国产数控机床的市场占有率也从“十一五”末的30.4%上升到2010年的50%以上。

但数控机床尤其高端数控机床仍远远不能满足市场需求，高端数控机床大部分依赖进口。

图6.国产机床及国产数控机床市场占有率

2.2.2、机床进出口情况

2010年上半年，金属加工机床进口39.07亿美元，金额同比增长24.28%；出口7.76亿美元，同比增长19.68%。

其中：

数控机床进口16.06亿美元，金额同比增长7.23%；出口1.99亿美元，金额同比增长50.49%。

国内机床进口主要来自日本、德国、台湾、韩国等地区，进口重型机床产品中，绝大部分是中、高档数控型产品，其中德国和意大利的产品较多，代表着世界先进水平。

图7.金属加工机床历年进出口逆差（单位：

亿美元）

2009年中国机床外贸逆差仍超过40亿美元，居世界之首。

进口机床以高端数控机床为主，而普通机床的进出口基本实现平衡，国内高档数控机床的生产能力不足，而普通机床已能满足自身需求。

中国机床进口以加工中心、磨床、车削中心等高档机床产品为主，这三类产品合计占进口比例的66.2%。

目前我国大部分高档数控机床依赖进口的局面仍未打破,高档数控机床占据国内大约85%的市场份额。

图8.2008年数控机床进出口仍存在较大逆差

图9.进口机床以加工中心、磨床等高端产品为主

图10.金切数控机床进出口额（单位：

亿美元）

图11.金切数控机床进出口单价（万美元/台）

图12.加工中心进出口额（单位：

亿美元）

图13.加工中心出口单价（万美元/台）

2.2.3、行业上市公司的经营状况

机床业可以分为金属切削机床、成形机床及机床工具及附件三个行业；其中金属切削机床包括车床、镗床、铣床等。

根据国内机床行业上市公司的产品结构，我们重点关注加工中心、车床、磨床、重型机床等金属切削机床行业，并将传统的加工中心、车床、磨床等产品归属于通用机床类别。

下表为2010年上半年机床行业上市公司的经营数据。

表1.主要公司2010年上半年机床业务营业数据

我国机床企业实力不强，行业集中度低，低端混战高端失守。

我国机床企业，大部分处于低端市场，数控机床也以经济型数控机床为主，高端市场则主要由外国制造商，特别是欧洲、日本甚至中国台湾的制造商垄断。

以2007年数控机床生产为例，中国数控机床产量低、中、高档之比约为70：

29：

1，日本低、中、高档之比约为0：

80：

20，美国约为0：

60：

40。

据统计，我国汽车及其零部件、航空航天、电力设备（核、风、水）、船舶，尤其军工等行业所需的高端数控机床市场，85%以上依赖进口。

关键的配套零部件产品技术落后是数控机床发展落后的重要原因。

在与国外厂商的竞争中，中国企业处于劣势的一个重要原因是尚未掌握核心技术和配套产品技术，这是我国数控机床产品发展的瓶颈。

以数控机床的核心配套部件数控系统为例，国产中档数控系统的国内市场占有率约20%，而高档数控系统则98%以上需要进口。

再以某立式加工中心需求客户要求生产企业的部件清单为例：

原装进口日本发那科的数控系统、驱动及伺服电机；日本NSK的主轴轴承和滚珠丝杠；德国曼内斯曼力士乐的直线导轨；台湾谭兴公司的数控回转工作台，台湾首轮公司的刀库；日本山武株式会社的行程开关；瑞士科瑞丽华的接近开关；德国西门子的交流接触器。

由此可见国内外配套零部件产品技术差距。

2.2.4、制造业对机床的需求情况

机床的需求来自于下游装备制造行业的固定资产投资，近年来我国汽车及其零部件、航空航天设备、国防军工、船舶、工程机械、模具、电力设备、高速列车、电子信息设备等领域产能高速扩张，带动了机床消费的高速增长。

在“十二五”期间以及更长一段时期，我国都将进行大范围和深层次的产业结构调整，这将给机床行业尤其高端数控机床带来巨大机会。

表2.下游设备制造业对机床的需求

航空航天业方面，中国航空产业正在崛起，除军用飞机系列已经取得长足的进步外，引人瞩目的C919大型客机已签署了100架启动订单，2014年实现首飞。

处于试飞取证阶段的ARJ21新支线客机，累计取得的订单达到340架，其它如直升机、通用飞机的研制能力也已明显增强。

航天产业方面，中国正加快卫星技术升级和产品换代以及大推力火箭的研制，载人航天、探月工程和北斗导航系统已取得重大阶段性成果。

而其所需的机床大部分都属于高端数控机床，基本依赖进口，国产的很少且基本用于粗加工。

航空航天产业对高速、高效、高精度、多轴联动的高端数控机床需求给机床行业带来发展动力。

轨道交通建设对机床的需求按照业务大体分为几个层面：

第一是轨道加工和高速铁路轨枕加工；第二是机车和车辆制造；第三是车轮和车辆零部件制造；第四是运行和日常维护。

在轨道加工和高速铁路轨枕加工方面，提速和高速轨道的建设以及改造需要新型提速道岔，对数控道岔铣床、道岔磨床的需求将进一步增长，需求的专用数控轨道板磨床，大约每百公里需要配置一台。

在机车和车辆制造方面，南车和北车两大集团2009年用于机床采购的金额达50亿元。

我国城轨地铁及高铁建设的前景广阔，轨道交通业已经成为中国机床消费市场一个非常重要的新兴客户群。

汽车及零配件相关行业占到机床消费总量的40%左右，是机床下游应用量最大的行业。

根据《汽车产业调整和振兴规划》，汽车行业“十一五”到“十三五”投资将达到1.5万亿元。

若按平均每年投资1000亿元，设备占比70%，其中机床占比50%计算，则汽车制造业每年为机床提供约350亿元的市场。

“十二五”期间，由于受到能源、环境和交通等因素的制约和高基数减速效应的影响，汽车产销增速会比“十一五”期间有所放缓，但从人均汽车保有量（2010年中国千人汽车保有量为48辆，世界平均水平为140辆）和人均GDP的增长情况来看，我国汽车市场特别是二、三线市场和农村市场仍有较大发展空间，这将为国内机床企业实现高端数控机床进口替代，提高市场占有率提供战略机遇。

电力设备制造业方面，风电、核电等清洁能源的发展同样给机床业带来机遇。

风电方面，大型风力机组的总体设计和载荷计算能力差，控制系统、发电机、齿轮箱、轴承的设计和生产能力差，风机的轴承、控制系统等零部件还需要从国外进口。

我国风电设备制造业虽然发展速度快，但真正拥有核心技术的企业不多，关键零部件基本依赖进口。

核电设备制造也面临着类似的情况：

位于核岛心脏部位的主泵是关键部件，是核电运转控制水循环的关键，要求极高，必须具有绝对的可靠性。

主泵承压部件和功能部件的加工都需要高精度性能可靠的机床设备。

百万千瓦级核电站压力容器等的生产，需要万吨压力机锻压成型，其后续切削加工需要超重型数控立式车床、超重型数控卧式车床、大镗杆多轴联动数控镗铣床等加工设备。

这些工件的价格昂贵，而且没有备件，要求成品率必须100%，因此对机床的可靠性和稳定性都有很高的要求。

“十五”以来，我国固定资产投资快速增长，机床主要下游行业通用设备制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业以及电气机械及器材制造业固定资产投资都保持较快增长，2003-2010年复合年增速分别达到47.3%、43.0%、37.2%和48.4%。

图14.我国通用设备制造业固定资产投资及增速（亿元）

图15.我国专用设备制造业固定资产投资及增速（亿元）

图16.我国交运设备制造业固定资产投资及增速（亿元）

图17.我国电气机械制造业固定资产投资及增速（亿元）

我国固定资产投资中设备工器具购置投资同样保持快速增长，2004-2010年复合增速为26.9%，在固定资产投资完成额中占比也一直保持在20%以上。

在国家振兴装备制造业带动下，我国设备工器具购置投资增长率在未来5-10年内将维持20%左右的水平，机床行业的需求仍将保持高速增长，中高端数控机床将是主力[3]、[4]。

3.国家相关政策扶持及要求

近年来，我国相继出台了一系列装备制造业振兴鼓励政策，从财政补助、税收等方面扶持装备制造业发展，鼓励企业进行自主创新，提高行业竞争能力。

“十一五”期间，数控机床产业的发展目标及突破重点为：

发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件，改变我国大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状。

近期，高端装备制造被确定成为七大战略新兴产业之一，国家产业政策为我国机床行业的战略调整和产业升级提供了难得的历史机遇。

表3.近年机床主要相关政策内容

3.1、《高档数控机床与基础制造专项规划》

《高档数控机床与基础制造专项规划》是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》十六个国家科技专项之一，主要针对我国航空航天、船舶、汽车和发电设备等行业的高端数控机床需求。

主要任务包括主机重点开发18种高速精密复合数控金切机床、7种重型数控金切机床、4种数控特种加工机床、11种大型数控成形冲压设备，基本涵盖了这四大行业未来10-15年发展高档数控机床的品种需求。

我国将通过鼓励订购使用国产数控机床、在重大项目上支持国产机床等措施鼓励高端数控机床发展。

根据发展目标；“十二五”末，数控机床年产量超过20万台，国内市场占有率70%以上；到2020年，产业结构要明显改善，国产机床80%品种能够满足国内工程项目需要，国产中、高档数控机床用的国产数控系统市场占有率达到60%以上，高档数控系统市场占有率将从1%提高到20%。

3.2、《高档数控机床与基础制造装备重大专项指南》

工信部于2011年4月21日下午公布了《“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项2012年度课题申报指南》，明确了中央财政在高档数控机床及基础制造装备领域的重大研发及产业化项目投入方向和申报条件。

包括高档数控系统、功能部件、数字化工具系统及量仪、关键部件、重型数控金切机床、大型数控成形冲压设备、重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、重点领域成套装备及生产线、共性技术、应用示范工程、创新能力平台建设等十三个项目，细分为55个子课题[5]。

重大专项从2009年启动，三次共支持268项课题，总经费91.5亿元，其中中央财政投入21.9亿元，承担单位自筹及地方财政投入69.6亿元。

随着国家将高端装备制造业作为战略性新兴产业培育，同时根据相关领导在不同场合的讲话，我们预测十二五期间将持续加大该项重大专项的投入，每年重大专项将带动我国机床行业增加研发投入100亿以上，其中中央财投入大幅增加至30亿。

数控机床为机械工业的母机，2009年至今重大专项的持续投入，显示了政府对于发展高档数控机床与基础制造装备的决心。

高档数控机床、数控系统和功能部件核心技术将是本次资金投入的主要方向。

与前两年重大专项相比，首次将高档数控系统作为独立项目提出，同时将功能部件和数字化工具系统及量仪、关键部件顺序提前，预计本次重大专项将在这四个方向上增加投入力度。

预计本次近30亿的中央财政投入将有一半重点投入从事数控系统、刀具、轴承等核心产品生产、研发的龙头企业。

“高档数控机床与基础制造装备”重大专项是16个重大专项中至少11个的重要支撑。

七大战略性新兴产业的培育和发展及十六个国家科技重大专项全面攻坚实施，将推动我国高档数控机床行业在十二五期间继续保持高速增长，同时从2009年开始实施的重大专项有望在十二五期间扭转机床行业大而不强的局面。

3.2.1、对制造业要求

（1）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。

（2）积极发展绿色制造。

加快相关技术在材料与产品开发设计、加工制造、销售服务及回收利用等产品全生命周期中的应用，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。

制造业资源消耗、环境负荷水平进入国际先进行列。

（3）用高新技术改造和提升制造业。

大力推进制造业信息化，积极发展基础原材料，大幅度提高产品档次、技术含量和附加值，全面提升制造业整体技术水平。

优先主题：

（1）基础件和通用部件。

重点研究开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计、制造和批量生产的关键技术，开发大型及特殊零部件成形及加工技术、通用部件设计制造技术和高精度检测仪器。

（2）数字化和智能化设计制造。

重点研究数字化设计制造集成技术，建立若干行业的产品数字化和智能化设计制造平台。

开发面向产品全生命周期的、网络环境下的数字化、智能化创新设计方法及技术，计算机辅助工程分析与工艺设计技术，设计、制造和管理的集成技术。

（3）流程工业的绿色化、自动化及装备。

重点研究开发绿色流程制造技术，高效清洁并充分利用资源的工艺、流程和设备，相应的工艺流程放大技术，基于生态工业概念的系统集成和自动化技术，流程工业需要的传感器、智能化检测控制技术、装备和调控系统。

开发大型裂解炉技术、大型蒸汽裂解乙烯生产成套技术及装备，大型化肥生产节能工艺流程与装备。

（4）可循环钢铁流程工艺与装备。

重点研究开发以熔融还原和资源优化利用为基础，集产品制造、能源转换和社会废弃物再资源化三大功能于一体的新一代可循环钢铁流程，作为循环经济的典型示范。

开发二次资源循环利用技术，冶金过程煤气发电和低热值蒸汽梯级利用技术，高效率、低成本洁净钢生产技术，非粘连煤炼焦技术，大型板材连铸机、连轧机组的集成设计、制造和系统耦合技术等。

先进制造技术将向信息化、极限化和绿色化的方向发展，成为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。

前沿技术：

（1）极端制造技术。

极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度（特大或特小尺度）或极高功能的器件和功能系统。

重点研究微纳机电系统、微纳制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造相关的设计、制造工艺和检测技术。

（2）智能服务机器人。

智能服务机器人是在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的智能化装备。

以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设计方法、制造工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。

（3）重大产品和重大设施寿命预测技术。

重大产品和重大设施寿命预测技术是提高运行可靠性、安全性、可维护性的关键技术。

研究零部件材料的成分设计及成形加工的预测控制和优化技术，基于知识的成形制造过程建模与仿真技术，制造过程在线检测与评估技术，零部件寿命预测技术，重大产品、复杂系统和重大设施的可靠性、安全性和寿命预测技术。

3.2.2、重点发展的产品

（1）高性能数控金切机床：

高速精密加工中心，精密车床，高速五面及五轴加工中心，数控高精度磨床，数控高速铣床，数控高精度重型机床，数控金切特种机床及专机等。

（2）高精度、高性能功能部件：

高速电主轴及直线电机，高速高精度滚珠丝杆及滚动导轨，数控刀架和转台，刀库机械手等。

（3）数控刀具：

高精度、高效率、高可靠性和专用化刀具。

（4）高档数控系统。

（5）高精度、数字化检测仪器。

（6）数字化塑性成型技术装备：

数控碾压成型设备，数控高速冲模回转压力机，数控热模锻压力机，数控板材无模多点成型机等。

（7）特种加工设备：

高精度电加工机床，高档激光加工设备和快速成型制造设备。

（8）重大成套加工设备。

3.3、《关于调整重大技术装备进口税收政策暂行规定》

2010年4月13日，财政部、海关总署、国家税务总局发出通知，对2009年8月20日由财政部、国家发改委、工信部、海关总署、国家税务总局、国家能源局联合发布的《关于调整重大技术装备进口税收政策暂行规定》所附装备目录与商品清单再次予以调整。

自2010年4月25日起，对国内企业为生产国家支持发展的重大技术装备和产品而确有必要进口的关键零部件及原材料，免征进口关税和进口环节增值税。

其中包括12种数控机床、数控装置和7种功能部件享受免税进口的关键零部件、原材料目录，同时还公布了不予免税的金属加工机床目录[6]。

参考文献

[1]《机床工具行业“十二五”发展规划》，2011.7

[2]《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，2011

[3]机床行业深度研究报告，世纪证券，2011.4

[4]机床行业深度研究报告，东北证券，2010.10

[5]“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项2012年度课题申报指南,2011.4

[6]郑国伟，高档数控机床及关键部件进口税收政策再作调整，设备管理与维修,2010No.8,17-19.