中国机床能否涅槃重生

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250027 国民经济础石，智能制造之基 4 HYPERLINK l _TOC_250026 工业母机，国之重器 4 HYPERLINK l _TOC_250025 下游应用广泛，赋能工业生产 4工业现代化发展，数控机床奠基 5 HYPERLINK l _TOC_250024 我国数控机床：需求千亿元，大而不强 7 HYPERLINK l _TOC_250023 我国数控机床市场需求千亿元，但产值数控化率不足 50% 7 HYPERLINK l _TOC_250022 贸易逆差收窄，但进口依存度仍高 9 HYPERLINK l _TOC_250021 疫

2、情之下，中国机床行业跑赢全球 10 HYPERLINK l _TOC_250020 全球机床发展：兴于数控时代，重在技术研发 12 HYPERLINK l _TOC_250019 全球机床行业历史悠久，数控技术推动行业革新 12德日经验表明，产业链一体化尤为重要 15 HYPERLINK l _TOC_250018 中国机床发展：经验教训交织，大国制造缩影 19 HYPERLINK l _TOC_250017 建国初期：计划经济体制下，高精密国产化战役告捷 19 HYPERLINK l _TOC_250016 1970-2000 年：数控时代，差距正式拉开 19 HYPERLINK l _TO

3、C_250015 2000-2011 年：十年一梦，入世红利下粗放发展的狂欢 22 HYPERLINK l _TOC_250014 2012 年至今：老树新芽，民营企业逐步崛起 23 HYPERLINK l _TOC_250013 机床启示录：中国机床能否涅槃重生？ 25 HYPERLINK l _TOC_250012 产业配套技术薄弱，高端机依赖外采格局短期难以改变 25 HYPERLINK l _TOC_250011 从顶层设计、微观经营谈经验教训 27 HYPERLINK l _TOC_250010 从产业链自主化谈对其他行业的借鉴意义 27 HYPERLINK l _TOC_25000

4、9 细分领域有哪些机会？ 29 HYPERLINK l _TOC_250008 创世纪：3C 钻攻机细分领域龙头，通用机床快速放量 29 HYPERLINK l _TOC_250007 海天精工：高端数控龙门车床领头羊 29 HYPERLINK l _TOC_250006 津上机床中国：营收领先的外资数控机床制造商 30 HYPERLINK l _TOC_250005 国盛智科：掌握铸件与钣焊件核心工艺，传承匠心精神 31 HYPERLINK l _TOC_250004 北京精雕：精雕机“国货之光”，研发能力卓越 31 HYPERLINK l _TOC_250003 科德数控：五轴联动数控机床

5、自主化先锋 31 HYPERLINK l _TOC_250002 欧科亿：从锯齿刀片切入数控刀具的国产龙头 32 HYPERLINK l _TOC_250001 华锐精密：国内硬质合金切削刀具制造翘楚 32 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 32图表图表 1: 我国机床分类 4图表 2:数控机床下游应用 5图表 3:2020 年我国数控机床产业链结构图 6图表 4: 2001-2019 年我国金属数控机床产量为 CAGR 14% 7图表 5: 2001-2019 年我国金属加工机床数控化比率 7图表 6: 2019 年全球主要国家机床数控化率（按金额） 7图表 7: 2

6、001-2019 年我国数控机床产值规模及增速 7图表 8: 2011-2019 年我国数控机床市场测算 8图表 9: 2019 年我国数控机床产值分布 8图表 10: 2019 年我国数控加工中心产值构成 9图表 11: 2019 年我国汽车行业固定资产投资累计增速-1.8% 9图表 12: 2000-2019 年我国机床产值及全球占比 9图表 13: 2000-2019 年我国机床贸易逆差逐步收窄 10图表 14: 2000-2019 年我国机床消费额及全球占比 10图表 15: 2000-2020 年全球机床产值及增速 10图表 16: 2019 年中国贡献全球机床产值 23.1% 11

7、图表 17: 全球前十大机床产值国家及地区近十年增速 11图表 18: 2020 年我国金属切削机床行业触底回暖 11图表 19: 2020 年我国金属成形机床行业营收降幅收窄 11图表 20: 全球机床发展历史 12图表 21: 1952 年全球首台数控机床诞生于美国 12图表 22：计算机和控制技术推动数控机床质变 13图表 23:近年来全球数控机床发展特点 13图表 24: 2017-2020H1 科德数控售前服务收入占比接近 90% 14图表 25: 山崎马扎克 Smooth 数控机床监控系统 14图表 26: 2019 年德国机床产值 170.4 亿欧元 15图表 27: 2019

8、年德国各类型机床数控化率（按产值） 15图表 28: 德国机床行业中小企业为主，呈现高度专业化特点 15图表 29: 2019 年德国主要机床出口目标国家 16图表 30: 2019 年日本机床产值 1.07 万亿日元 17图表 31: 2019 年日本各类型机床数控化率（按金额） 17图表 32: 2019 年日本机床订单 60%来自海外 17图表 33:2019 年日本机床出口区域分布 17图表 34: 我国机床发展历史 19图表 35: 1985-1989 年我国数控机床品类急速扩充 20图表 36: 改革开放后我国选择了引进国外数控系统的道路 20图表 37: “八五”我国数控技术攻关

9、项目成果及失败教训 21图表 38: 1993 年我国市场全面开放后大量进口机床涌入 21图表 39: 1993 年国产机床损失大半市场 21图表 40: 1994-1999 年沈阳机床及昆明机床利润连年下滑 22图表 41: 1999 年昆明机床存货周转周期高达 4.5 年 22图表 42: 2000-2011 年沈机、昆机、秦机营收飞速增长 22图表 43: 2000-2011 年沈阳机床净利率不断下滑 23图表 44: 2000-2011 年沈阳机床资产负债率不断提升 23图表 45: 建国机床“十八罗汉”简介及现状 23图表 46: 全球主要机床上市公司 2019 年财务指标对比 24

10、图表 47: 我国高端机床国产化率不足 10% 25图表 48: 目前我国数控机床主要面临问题 25图表 49: 2019 年代表上市公司核心零部件采购情况 25图表 50: 2014-2019 年我国直线电机行业规模变化 26图表 51: 2019 年我国直线电机市场分布 26图表 52: 我国金属切削及金属成形机床行业销售利润率 28图表 53: 创世纪数控机床等高端装备营收及毛利率 29图表 54: 创世纪 2017-2020 年机床出货量 29图表 55: 2016-2020 年海天精工营收及增速 30图表 56: 2016-2020 年海天精工利润及增速 30图表 57:1H21FY

11、 津上机床中国分产品营业收入及增速 30图表 58: 1H21FY 津上机床中国分下游营收占比 30图表 59: 可比公司估值表 32国民经济础石，智能制造之基工业母机，国之重器机床：工业母机，国之重器。根据 Frost & Sullivan 定义，机床是用于成形或加工金属或其他刚性材料的机器。按照材料成形方式分类，机床有金属切削、金属成形及其他（铸造机械、木工机械等）。行业及本文中所指“机床”，主要为金属加工机床。金属切削：通过切割或磨削等处理金属及其他刚性材料。子分类有加工车床、铣床、磨床及数控加工中心等类别。金属成形：利用压力使金属板（体）成形、分割、 剪切、折弯。子分类有机械压力机、液

12、体压力机等。按照移动控制方法分类，机床又可分为数控精密机床和传统机床。数控精密机床（CNC）：搭配控制系统的自动化机床，按程序自动加工，精度由软件自动校准补偿。子类别有精密加工中心、精密磨床、精密刀塔车床、精密自动车床。传统机床：以非自动化方式加工，子类别有传统车床、磨床、铣床等。图表 1: 我国机床分类机床分类按控制方式 按材料成形金属切削高精密数控传统配备数控系统的自动化机床非自动化方式加工用于加工非金属材料及机床，包括铸造机及木工机床其他压力成型技术，利用压力实现金属板或金属体成型，或进行分割、剪切、折弯及其他冲压金属成形利用切割或磨削等处理金属或其他刚性材料的特殊处理方法 加工车床 铣

13、床 压力机 平锻机 精雕机 木工机械 传统车床 传统磨床 加工中心 刀塔车床 资料来源：Frost & Sullivan，中国机床工具工业协会，下游应用广泛，赋能工业生产下游分布广泛，汽车及零部件需求占比 40%。根据前瞻产业研究院统计，我国数控机床最大下游是汽车行业，需求占比 40%。汽车零部件需要大量机床加工，国内企业以海天精工、国盛智科、浙海德曼为代表；在航空航天等特殊工业领域，五轴联动等高端数控机床应用广，国内企业以日发精机、科德数控为代表。其余行业包括磨具加工、工程机械、3C（北京精雕、创世纪为代表）等领域。图表 2:数控机床下游应用资料来源：海天精工招股书，工业现代化发展，数控机床

14、奠基数控机床相比传统机床的优势数控机床相比传统机床，具备高精密、高速度、复合化、智能化、环保化的多重优势，承载着工业现代化的特殊使命。高精密：精密度是数控机床的核心指标，数控机床通过自动化编程、多坐标联动，提高加工件加工精密度。精密度也是我国 CNC 与欧美日技术差距的根本所在，精度稳定性和保持性至关重要。高速度：在超高速加工中，切削速度可达到 5,0008,000m/min；主轴转数可达 15 万（r/min）以上；自动换刀速度 1 秒以内，生产效率是普通车床的 3-5 倍。复合化：数控机床可通过刀具自动交换、多功能铣头、多主轴头、多回转刀架、多数控回转工作台等，实现复合加工，常见机型有镗铣

15、一体、车铣一体、铣磨一体等复合切削装备。智能化：1）提供远程通讯服务，主机能够上传接受信息指令；2）加工过程具备前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载等自适应功能，保障加工稳定性；3）具备友好的人机互动界面；4）智能监控、诊断等智能化功能多元化发展。环保化：减少环境污染、提高设备寿命和使用周期是数控机床发展的方向，比如全封闭耐高压设计减少漏油、高压油雾冷却技术减少切削液使用等。数控机床产业链数控机床上游包括数控系统、驱动系统、传动系统、功能部件及结构件。传动系统主轴、丝杠、线轨防护件板焊件铸铁、钢件铸件分液压和电机驱动两大类驱动系统数控系统数控机床结构件图表 3:2020 年我国数控机床

16、产业链结构图上游中游下游功能部件刀库、齿轮箱资料来源：国盛智科招股书，前瞻产业研究院，数控系统: 即CNC 系统，通过编程实现金属切削的命令产生和传达，成本占比2530%。我国高档数控系统长期被发那科、三菱、西门子、海德汉等外资企业所垄断。结构件：铸铁、铸钢件通过精加工形成机身、支柱等，成本占比 25%左右。驱动系统：将数控系统的控制信号转化为相应的机械位移，分为液压驱动（液压泵阀、油缸）和电驱动（例如伺服驱动器和步进电机）两类，成本占比约 15%左右。传动系统：是机床部件运动的载体，直接影响加工精度，我国机床企业主轴、丝杠等依赖外采，成本占比约为 15%20%。其他：刀库（成本占比 5%）、

17、光栅尺（成本占比 2%）等。我国数控机床：需求千亿元，大而不强我国数控机床市场需求千亿元，但产值数控化率不足 50%按产量口径，2019 年我国机床数控化率 26.8%。国家统计局月度公布数控金属切削及数控锻压机床产量，以二者合并口径计算，2001-2019 年我国数控机床产量 CAGR 为 14%。截至 2019 年，我国金属切削机床产量数控化率为 38%（数控金属切削机床 15.6 万台，金属切削机床 41.6 万台）。而金属成形机床产量数控化率约为 8%。2020 年我国金属加工机床综合产量数控化率为 26.8%。图表 4: 2001-2019 年我国金属数控机床产量为 CAGR 14%

18、图表 5: 2001-2019 年我国金属加工机床数控化比率(台)300000250000745%40%20000015000035%30%25%10000050000020%15%10%5%0%我国金属切削机床数控化率 我国金属成形机床数控化率 资料来源：国家统计局，资料来源：国家统计局，测算按金额口径，2019 年我国机床数控化率不足 50%。根据 Frost & Sullivan，2016-2019 年我国数控机床产值占比从 42%提升至 49%（中金公司测算 2019 年我国机床数控化率 45%，按金额）。与日本、德国、美国等发达国家相比，我国机床结构存在较大优化空间，数控化率提升是行

19、业大趋势。图表 6: 2019 年全球主要国家机床数控化率（按金额）图表 7: 2001-2019 年我国数控机床产值规模及增速 (十亿美元)1215%全球平均1010%中国85%美国60%德国 4-5%2-10%日本0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%日本 德国 美国 中国 全球平均0201120122013201420152016201720182019中国数控机床产值YoY-15% 资料来源：Frost & Sullivan，资料来源：Gardner Publications, Inc，；注：2018 年数据万得资讯缺失， Gardner 根据其阶梯汇率变化

20、统计模型计算市场考虑到长尾市场，我国数控机床市场千亿级。基于国家统计局规模以上企业数据，我们测算 2019 年我国数控机床消费量 101 亿美元，折合人民币 697 亿人民币。根据我们产业链调研，机床市场高度分散，年收入 2,000 万以下数控机床厂众多，考虑到长尾市场，我们认为我国真实数控机床年均需求在 1,000 亿元以上。图表 8: 2011-2019 年我国数控机床市场测算（单位：十亿美元） 201120122013201420152016201720182019产值：金属加工机床：数控10.510.910.210.19.09.710.510.19.0产值：金属加工机床：整体28.32

21、8.024.724.622.123.324.523.519.4数控化率37%39%41%41%41%42%43%43%46%出口金额:金属加工机床:数控0.91.11.11.31.31.21.31.61.7数控化率37%39%40%40%40%40%40%40%40%进口金额:金属加工机床:数控5.24.64.03.63.02.62.93.42.9数控化率39%33%40%33%35%35%33%35%40%消费额：金属加工机床：数控14.714.413.112.310.811.212.111.910.1进口依存度49%42%39%35%33%27%28%33%32%资料来源：Frost &

22、Sullivan，国家统计局，加工中心与车床是主要两大门类。数控机床种类繁多，我们根据中国机床工具工业年鉴2019所列名录，系统梳理了纳入国统局统计范畴的各类数控机床产值情况。基于 2018 年统计结构，我们对 2019 年数控机床行业容量测算。预计 2019 年数控加工中心（CNC）产值 370 亿元（占比 37%）、数控车床产值 220 亿元（占比约 22%）、数控成形机床产值 180 亿元（占比约 18%），其余磨床、镗床、铣床等市场均为几十亿元空间，较为分散。图表 9: 2019 年我国数控机床产值分布18%6%4%37%5%8%加工中心数控车床数控磨床数控齿轮加工机床数控重型金属切削

23、机床数控特种加工机床数控金属成形机床22%资料来源：测算数控加工中心：按产值来看，立式占比 65%，卧式占比 18%，大型龙门式加工中心 9%，其他较为分散。按是否可进行五轴联动来看，我国生产的立式、卧式及重型龙门五轴占比分别为 5%、19%、13%，车铣及其他机床五轴化率几乎为 0%。图表 10: 2019 年我国数控加工中心产值构成 立式 卧式195%五轴以下五轴%五轴以下五轴5% 1%立式加工81%9%95%卧式加工大型龙门式加工中心中小型龙门式加工 大型龙门 中小型龙门6%18%20%重型龙门加工超重型龙门加工五轴以下五轴以下五轴五轴65%其他加工中心94%80%车铣加工中心 重型龙门

24、13 超重型龙门%五轴以下五轴7%五轴以下五轴88% 车铣93% 其他2%五轴以下五轴0%五轴以下五轴98100%资料来源：国家统计局，贸易逆差收窄，但进口依存度仍高2019 年我国机床产值 194 亿美元，同比下滑 23%。2019 年我国制造业固定资产投资累计额同比增长 3.1%，较 2018 年环比回落 6.4ppt，其中汽车固定资产投资增速-1.8%。根据 Gardner， 2019 年中国机床行业产值同比下滑 23%至 194 亿美元，全球份额首次掉落至 23.1%。图表 11: 2019 年我国汽车行业固定资产投资累计增速-1.8%图表 12: 2000-2019 年我国机床产值及

25、全球占比 (%)3035（十亿美元）2530%30%30%29%30%30% 3028%28%28%202523%201517%15%151012%7% 7%8% 9% 10%1056%5%00%30%20%10%0%(10)(20)%(30)%(40)(50) 制造业:汽车制造业:累计同比制造业:计算机、通信和其他电子设备制造业:累计同比 高技术制造业:累计同比2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2019中国机床产值全球占比 资料来源：国家统计局，资

26、料来源：Gardner Publications, Inc，2019 年我国机床贸易逆差收窄，但仍有 30%以上依赖进口。2019 年我国机床进口金额同比下降 25%至 72.9 亿美元，出口金额同比增长 10%至 44 亿美元，进口依存度约 32.6%。前五大机床进口来源地区均出现明显下滑：日本（21.5 亿美元，同比下降 34%）、德国（21.3 亿美元、同比下降 13%）、中国台湾（7.8 亿美元，同比下降 31%）、韩国（4.4 亿美元，同比下降 21%）、瑞士（4.3 亿美元，同比下降 18%）。出口方面，东南亚市场有力支撑了海外需求。2019 年出口越南机床金额同比高增长 54%至

27、 4.7 亿美元，出口印度机床金额同比增长 15%至 3.9 亿美元。以产值+进口-出口衡量表观消费量，2019 年我国机床消费额 223 亿美元，同比下滑 24%。图表 13: 2000-2019 年我国机床贸易逆差逐步收窄图表 14: 2000-2019 年我国机床消费额及全球占比 16(十亿美元)(十亿美元)14-1.6-2.112-2.8-2.9-3.810-4.5-4.6-5.4-5.7-5.4 -5.5-5.5-5.5 -5.78-6.16-7.6-7.2 -7.442-10.8 -10.900（十亿美元）47%46%46%42%42%39%26%23%20%21%20%23%17

28、%14%10%4552000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019(2)(4)(6)(8)(10)(12)40353025201510502000 2001我国机床出口额我国机床进口额 出口-进口资料来源：国家统计局，资料来源：Gardner Publications, Inc，2020 年海外需求受冲击，期待 2021 年回暖。根据国统局规模以上数据，2020 年我国金属切削出口交货值累计下滑 17.8%，金属成形机床出口交货值累计下滑 10

29、.5%。因此，2020年我国机床行业核心为内需拉动，2021 年海外市场的恢复前景值得关注。疫情之下，中国机床行业跑赢全球从增速上看，近十年全球机床行业增速降挡。2000-2011 年全球制造业繁荣下，机床行业经历了黄金十年，产值 CAGR 为 9%。2011 年后，全球机床整体步入存量调整通道。根据 Gardner统计，2019 年全球机床产值 842 亿美元，同比下滑 13%。消费值 821 亿美元，下滑 14%。图表 15: 2000-2020 年全球机床产值及增速(十亿美元)12050%40%10030%8020%10%600%40-10%-20%20-30%0-40%全球机床产值Yo

30、Y资料来源：Gardner Publications, Inc，从结构看，过去十年中国机床全球份额整体下降。我们按照各地区机床产值及近十年（2010-2019 年）复合增速进行双维划分，可以发现近 20 年里，中国、德国、日本、意大利、美国始终贡献产值 70%。近十年中国机床行业整体处于调整阶段，欧美等发达国家凭借“再工业化”举措仍取得正向增长。图表 16: 2019 年中国贡献全球机床产值 23.1%图表 17: 全球前十大机床产值国家及地区近十年增速 35%30%25%20%15%10%5%0%2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 200

31、9 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2019中国日本德国意大利美国250(亿美元)2001501005009%8%7%6%5%4%3%2%1%0%-1%-2%2019年机床生产量近十年CAGR资料来源：Gardner Publications, Inc，资料来源：日本内阁府，；注：产值采用 2019 年数据，增速选择2010-2019 近十年复合增速2020 年全球受疫情拖累，中国增长领先全球。2020 年新冠疫情影响下，Gardner 预测全球机床消费额或下滑 15%，假设产值同样下滑 15%，则 2020 年约为 716 亿美元，创近十年新低

32、。中国凭借良好的疫情管控和逆周期政策，经济率先走向复苏。根据国统局规模以上数据（主营收入 2000 万元规模以上企业），2020 年 1-12 月我国金属切削机床行业营业收入 1,086 亿元，同比增长 2.3%，增速转正；金属成形机床行业营业收入 631 亿元，降幅同比 2019 年收窄 7.3ppt。图表 18: 2020 年我国金属切削机床行业触底回暖图表 19: 2020 年我国金属成形机床行业营收降幅收窄180160140120100806040202016-020(十亿元）(十亿元）30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%2020-11-50%2016-052016-

33、082016-112017-022017-052017-082017-112018-022018-052018-082018-112019-022019-052019-082019-112020-022020-052020-082金属切削机床制造:主营业务收入:累计值金属切削机床制造:主营业务收入:累计同比金属成形机床制造:主营业务收入:累计值金资料来源：国家统计局，资料来源：国家统计局，全球机床发展：兴于数控时代，重在技术研发全球机床行业历史悠久，数控技术推动行业革新放眼全球，现代意义的机床制造业已有约 250 年历史。在第一次工业革命中，蒸汽机与机床发展互相促进：1775 年，世界第一台真

34、正意义上的镗床诞生，并用于生产蒸汽气缸。蒸汽机也作为核心动力源，助力机床的生产制造。1797 年，世界机床之父英国工程师 Henry Maudsley 制成了第一台螺纹切削车床，配备丝杆、光杆、刀架和导轨，可车削不同螺距的螺纹，具备划时代的意义。图表 20: 全球机床发展历史欧美各式机床丰富龙门车床、卧式铣床、单轴、三轴自动车床面世18世纪后期19世纪20世纪50年代1774年英国出现炮筒镗床（世界上第一台真正意义上的镗床）1797年英国出现第一台螺纹切削车床资料来源：中国知网，二战后美国军方需求促进数控机床研发1952年麻省理工学院和帕森斯公司合作，研制出第一台示范机1968年国内第一台数控

35、机床问世二战以后，美国军用需求催生机床的数控时代。1948 年美国空军提出直升机旋翼桨叶加工需求，精密度和复杂度高。在美国军方研发经费支持下，G&L 公司与麻省理工合作四年，于 1952 年试制成功全球首台数控机床，并于 1958 年下线全球首台数控加工中心。图表 21: 1952 年全球首台数控机床诞生于美国资料来源：中国知网，德国和日本紧随美国，青出于蓝而胜于蓝。1956 年德国凭借强大的机械制造能力和机电技术研制出本土第一台数控机床，1958 年日本牧野（MAKINO）研制出本土第一台数控铣床， 1966 年研发出日本第一台数控加工中心。美国方面，由于美国政府数控机床研发围绕军方需求，忽

36、略了民用市场的引导，制造企业大量进口德国和日本的产品，并导致了 20 世纪 80 年代美国在全球数控机床地位发生“动摇 1”。根据德国机床工具协会统计，1990 年日本和德国机床产值分别居于全球第一名（90.4 亿欧元）和第二名（72.2 亿欧元）。1：资料来源：田振海.美国机床行业的领导地位已经动摇了J.机床,1984(03):42.数控系统推动机床行业的质变计算机技术演化下，全球数控系统经历了数控（NC）和计算机数控（CNC）时代。目前行业所指的“数控”均为计算机数控。NC 阶段（1952-1970 年）：1952 年于美国诞生的全球首台数控机床为三坐标数控铣床，数控装置采用电子管元件；1

37、958 年美国的全球首台加工中心数控装置采用晶体管及印刷电路板，数控装置进入第二代际；1965 年第三代集成电路数控装置出现，机床功率消耗大幅下降，可靠性进一步提升。CNC 阶段（1970 年-至今）：1970 年通用小型计算机批量生产，被移植控制机床的数控系统，1974 年微处理器应用于机床，这是第五代数控装置，至此根本解决了售价昂贵，应用不便问题。 1990 年后出现 PC-Based 智能数控系统，机床制造商可以在开放系统平台上增加硬件及软件构成控制系统，智能和网络化水平大幅提升。图表 22：计算机和控制技术推动数控机床质变资料来源：中国知网，全球数控机床新技术、新业态涌现图表 23:近

38、年来全球数控机床发展特点全球数控机床行业自主化服务化智能化高端化高精度高速度精密机床可靠性及精度保持技术复杂型面加工成形技术轻量化材料技术在线精密检测与智能装配单机向成套系统转变自动化向智能化柔性化、网络化转变通用机床向复合加工转变单一车间向智能车间、智能工厂转变生产型制造向服务型制造转变工艺设计+先进装备+技术服务大规模生产向定制化柔性化生产核心关键部件自主化生产加深对下游产品形态和工艺研发过程的参与度上下游联动，研发与市场结合资料来源：浙海德曼招股说明书，我们把全球数控机床发展趋势归纳为“四化”：高端化：1）高精度高速度，以五轴立式加工机床为例，德玛吉 DMU85 系列可达到主轴转速 15

39、000rpm，XYZ 定位精度/重复定位精度 8/5 微米，AC 定位精度/重复定位精度 8/5。2）精密机床可靠性及精度保持技术，这也是中国与其他国家机床产品的核心差距所在；3）复杂型面加工成形技术，需要用到超高速切削方式，电主轴、刀具、电机、数控系统均为核心部件。4）轻量化材料技术，过往机床采用实心铸铁，增材制造、先进复合技术可从设计端减少成本。5）在线精密检测与智能装配，对精密复杂零件 “加工检测补偿加工”一体化制造具有重要意义。如日本山崎马扎克（MAZAK）自主研发的监控软件 Smooth Monitor X，全界面触屏操作，配备 5 轴联动 CNC 装置，生产过程可视化、可感知；集成

40、化：从单机到柔性成套系统（FMS），提供机床制造全覆盖服务。全球典型代表如德国（格劳博 Grob），在标准机床至装配单元再到全自动加工线种类齐全，尤其擅长汽车发动机零部件整线“交钥匙”工程。国内如国盛智科、浙海德曼也参与机床整线自动化集成业务。服务化：机床厂商从标准化设备提供者向服务型转变，在机床工艺设计、先进装备、技术服务等多维度参与其中。德国埃玛克（Emag）尤为擅长开发目标用户机型，1992年在世界首推倒置式数控车床，创造型提升加工平稳度。在售前服务方面，哈默、德马吉、GF（Georg Fischer，乔治费歇尔）、米克朗等国外机床厂商尤其重视，国内科德数控为用户提供定制化售前咨询，20

41、19 年基于售前合作的营业收入占比接近 90%。自主化：全球数控机床对上游提出更精准的需求，核心零部件（如数控系统、传动系统等）自主化生产和定制能力不断提升。日本大隈（Okuma）早在六十年代开始研制 OSP 数控装置，自主开发主轴和伺服电机，年产数控装置 7,000 余台，主轴和伺服电机约 3 万台，大隈 2019 年全球数控机床排名第六位。图表 24: 2017-2020H1 科德数控售前服务收入占比接近 90%图表 25: 山崎马扎克 Smooth 数控机床监控系统14,00012,00010,0008,0006,0004,0002,00002017201820192020H191%(万

42、元)90%89%88%87%86%85%84%83%82%提供售前服务的销售收入占比资料来源：科德数控招股说明书，资料来源：公司官网，德日经验表明，产业链一体化尤为重要德国理论研究典范，产业链实力雄厚德国机床制造商协会（VDM）统计，2019 年德国机床行业产值 170.4 亿欧元，其中切削机床/成形机床/零配件/安装、维修包养各为 96.0/30.4/28.8/15.2 亿欧元。按产值测算，2019年德国数控机床产值 103 亿欧元，产值数控化率 81.3%，分类来看，切削机床数控化率 91%，成形机床 52%，遥遥领先于中国。图表 26: 2019 年德国机床产值 170.4 亿欧元图表

43、27: 2019 年德国各类型机床数控化率（按产值） (百万欧元)180001600014000120001000080006000400020000资料来源： VDW, VDMA, German Statistical Office, 资料来源：公司官网，全球第一机床出口大国，67%订单来自海外。2019 年德国机床新签订单 137 亿欧元，92.3亿欧元来自海外。德国出口市场中，中国（19 亿欧元）、美国（11 亿欧元）、意大利（5 亿欧元）需求居于前列。德国机床制造商协会高度重视中国市场，认为伴随中国经济高质量发展过程，德国机床厂商及高附加值产品潜力无限。高度专业化分工，机床企业小而美。

44、在德国，数控机床行业具备高度专业化的特点。2019年大型（雇员1,000 人）企业数量仅占比 11%，产值占比 45%，雇员低于 250 人的中小企业占据半壁江山。同其他制造业一样，德国数控机床企业偏向家族式管理，不喜上市，长期专注机床行业，技术得到保护和传承。图表 28: 德国机床行业中小企业为主，呈现高度专业化特点 企业分布 产值分布 就业分布 26%22%11%13%1%2%26%9%1%2%25%9%17%11%雇员1-50人 雇员51-100人雇员101-250人雇员251-500人雇员501-1000人雇员1000人45%14%雇员1-50人雇员51-100人 雇员101-250人

45、雇员251-500人雇员501-1000人雇员1000人45%18%雇员1-50人 雇员51-100人雇员101-250人雇员251-500人雇员501-1000人雇员1000人资料来源：VDW, VDMA, German Statistical Office, 德国作为全球第一机床出口国，国际竞争力突出，我们认为成功经验可归结为三点：高度重视理论研究，技术基础最为扎实。机床行业被列为德国工业 5 大分支之一，尽管数控技术发展晚于美国（1956 年研制第一台数控机床，美国是 1952 年），但非常注重先进工艺基础研究，实现赶超。德国政府坚持自主化道路，支持建设了全球第一个机床实验室，数控机床发

46、展四大关键在于加工工艺、机床设计、数控系统、先进刀具，德国均具备重大学术创新。基础科研与应用技术科研并重下，德国把传统制造优势与电子技术融合，发展各类数控机床，抢夺世界市场。先进工艺积累下，德国诞生了亚琛工业大学机床研究所 ( 全球数控机床研发实力最强单位之一)，德玛吉（全球精密机床领军企业）、通快（全球激光加工第一）、舒勒 Schuler（全球金属成形机床领导者）、埃马格 Emag（全球倒立式车床龙头）等著名企业。以人为本，产学研紧密结合。根据产业链调研，尽管机床生产环节可实现自动化，但打磨、板焊、喷涂环节依赖经验丰富的专业人才。德国在综合型大学设立机床研究方向，应用技术型大学也有机床专业，

47、高校及校外研究机构为机床行业输入大量优质人才。卡尔斯鲁厄大学机床研究所对企业提供精度优化及丝杆检测技术支持，创造了可观利润。整体上德国把技术工人当作宝贵财富，而非廉价劳动力，在社会充分受到尊重。高校承担机床基础学科研究的业务。数控机床具备大量共性技术，依靠各个企业分散化研究难以具备规模优势和资源优势。在德国高校研究所与产业链合作共赢。比如亚琛工业大学机床研究所每年可获得 100 万经费支出用于大量基础技术研究，对全行业起到推动作用。产业链综合实力雄厚，上游部件及下游产业链相辅相成。在数控系统方面，德国有西门子、海德汉等专业化厂商提供，零部件有博世力士乐，主轴、两轴摆头有 Kessler。在下游

48、应用方面，汽车作为机床最大的下游，德国品牌议价能力在全球执牛耳，机床与汽车行业相辅相成。在汽车领域，机械加工零部件对批量生产、快节奏交付、产品稳定性有较高要求，进入门槛高。德玛吉与宝马等企业开展定制化合作研发，基于用户工艺需求量身定做机床，一旦得到较好反馈逐步推向市场。MAG 重视交钥匙工程，为汽车终端用户提供零部件加工整体解决方案。图表 29: 2019 年德国主要机床出口目标国家(百万欧元)英国墨西哥捷克共和国瑞士波兰澳大利亚法国意大利美国中国050010001500200025002019资料来源：VDW, VDMA, German Statistical Office, 日本政策引领有

49、效，重视数控系统开发早在 20 世纪 50 年代美国数控机床萌芽阶段，日本机床厂商就产生了浓厚兴趣。从技术引进到自主提升，20 世纪 70 年代日本数控机床已经在全球崭露头角，1982 年日本取代美国，夺取了全球数控机床冠军的位置。根据日本机床制造商协会统计，2019 年日本机床产值 1.07 万亿日元，数控机床产值 0.96万亿日元，数控化率接近 90%，高于德国。按产值测算，2019 年日本车床/磨床/齿轮加工/特种加工数控化率分别为 89%/77%/82%/70%。图表 30: 2019 年日本机床产值 1.07 万亿日元图表 31: 2019 年日本各类型机床数控化率（按金额）1400

50、12001000800600400200020142015201620172018201991.2%(十亿日元)91.0%90.8%90.6%90.4%90.2%90.0%89.8%89.6%89.4%89.2%100%89%92%82%77%70%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%车床磨床齿轮加工特种加工加工中心其他机床0%日本数控机床产值日本机床产值数控化率资料来源：METI, 资料来源：METI, 海外订单占比 60%，亚洲和欧洲需求为主。在数控机床领域，日本与德国始终独占鳌头。 2019 年日本机床订单 60%来自海外，产品分布全球。日本已诞生出马扎克、天田

51、、大隈、森精机（后与德玛吉合并为德玛吉森精机）、牧野、小松、三菱重工等等世界机床翘楚。图表 32: 2019 年日本机床订单 60%来自海外图表 33:2019 年日本机床出口区域分布 (十亿日元)20002%27%31%21%19%18001600140012001000800600400东亚亚洲其他地区欧洲北美其他20002资料来源：METI, 资料来源：METI, 日本是全球机床数控化率最高的国家，从后发到引领，与以下因素紧密相关：政策引领高瞻远瞩，竞争力提升持之以恒。继美国、德国后，日本是全球第三个建立机床工业的国家。日本传统机床需求爆发于二次世界大战，在 20 世纪 80 年代数控浪

52、潮铺开后，日本开始全面更新产品线，及时调整生产方向。为加强领导，日本政府在充分探讨验证后，有序制定 “机振法”、“机电法”、“机信法”三大法令，对提高技术水平起到了关键决定性作用。机振法：日本机械工业振兴临时措施法于 1956 年公布，1970 年结束。全文不足 5,000字，但简明概括了发展计划、企业技术标准、政府资金扶持义务等内容。在技术落后，缺乏资金窘境下，日本政府做出“开拓海外第一，开拓国内次之”的重大决策，以外向型经济为目标磨练国际竞争力。在补助方面，政府并未广泛撒网，而仅限于对机械工业生产技术水平有核心影响的基础部门、出口占比高、急需国产化的 19 个细分行业。在组织生产中，政策高

53、度重视生产专业化分工，不追求“大而全”，通产省以限制产品生产品类、生产范围、经济批量等方式使各类型企业达到规模经济，产品结构合理有序。在产品提升中，政策严格细化性能、成本、检验标准，从 1958 年开始每五年一次调查，对各役龄（04,59,1019,20 年以上）详细考察国内外机床差距，对优化产品结构起到重要作用。机电法：1971 年鉴于美国、德国在数控技术的前沿发展，日本政府及时颁布“机电法”，确立机械与电子信息相结合的目标。在电子信息方面，由于日本早在 1957 年开始就推出振兴电子工业政策，因此在 CNC 时代各配套技术强强联合，发展与强国齐头并进。在数控产品方面，日本没有选择德国、美国

54、等以国防需求为主的高端数控机型，而选择用户群体更加广泛的中档产品。产业链配套上， FANUC 数控系统引领全球最先进技术水平，各个功能部件经过此前专业化分工政策，配套全面。机信法：1978 年日本政府再度推出特定电子工业和特定机械工业振兴法，强化以半导体和集成电路产业发展力度，鼓励企业之间自主形成研究团体，协同开展共性技术研发，有效抵御欧美企业冲击。同时日本在同年也制定了机械情报产业振兴法，搜集全球先进技术信息，强化自身发展。日本政府鼓励各单位联合研究、结果共享，充分发挥规模优势。日本政府推动产业技术，主要靠国家研究项目（1977 年日本曾预留5,400 万美金资助接下来为期 7 年的机床柔性

55、制造系统研发）、企业研究小组来实现。此外，在关键技术研发上，日本政府还提供为期 7 年以上的贷款，只有当研发在 7 年内实现盈利才必要还款。在出口业务方面，日本设立出口卡特尔检测企业最低价格，防止恶性竞争。得数控者得天下。早在 1956 年，日本技术专家预见到机电时代到来，富士通挑选稻叶先生对数控技术开启研发，1958 年产品首次应用在牧野精机机床，奠定了日本数控机床的先河。发那科设立基础技术研究所，针对未来 5-10 年技术储备，以“技术可靠性、成本降低”作为新产品研发目标。在日本数控机床行业发展过程中，政府重点扶持了发那科数控系统，以及 THK 等其他厂商从事专业化配套零部件。政策环境有力

56、促进了发那科规模优势的形成，也避免了多家数控机床厂商因抢夺行业标准权导致的规模不经济问题，目前发那科在全球 机床数控系统的市占率达到 50%以上。中国机床发展：经验教训交织，大国制造缩影“十八罗汉”今安在，民营企业谱新篇。1950 年周恩来访问苏联时指示，把国内进口机床首先用于机床建设上，1952 年中国第二机器工业管理局成立，“十八罗汉，四大金刚”在计划经济体制下出现在历史舞台。岁月匆匆 70 载，时至今日，十八罗汉已淡出历史舞台，当前民营新势力点燃行业新动能。中国机床发展史，是中国制造追赶发达国家的缩影，也是融汇经验与教训的厚重历史。图表 34: 我国机床发展历史存量调整，行业整合大陆机床

57、产值CAGR为27%，2011年达到峰值1996年全行业数控机床7万台1995年全行业首次全面亏损数控机床与国外开始合作数控机床开始发展，累计生产数控机床7,133台发展停滞欧美技术封锁&前苏联中止供货，行业自力更生，仿制比例从79%下降至33%全国成立34个生产厂，8个研究院所，累计提供10.4万台机床1952年我国第二机器工业管理局成立，改建和新建18个机床厂、四个工具厂1949-19521953-1957（一五）1958-1962（二五）1966-1975（三五、四五）1981-1985（六五）1986-1990（七五）1991-1995（八五）1996-2000（九五）2001-201

58、12012-2020资料来源：中国知网，建国初期：计划经济体制下，高精密国产化战役告捷建国初期工业基础薄弱，在前苏联援助下，一机部二局（我国第二机器工业管理局）构建扶持“十八罗汉”。齐齐哈尔机床、沈阳机床、大连机床等 18 家分布全国的重点国企，4个工具厂构建最初的机床工业体系。通过仿制前苏联图纸及生产经验，一五期间我国累计生产机床 10.4 万台。1960 年国防诞生高精密机床需求，国产化战役首战告捷。面临欧美技术封锁&前苏联关系紧张，1960 年国务院牵头成立“高精密机床领导规划小组”，在一机部二局设立战役办公室，目标是用 10 年自主研发高精度精密机床、关键零部件及相关的检测仪器，逐步实

59、现国产化。经一机部批准，北京机床研究所内组建北京精密零件厂，成立了精密工艺试验室。在全国协同艰苦攻关下，“高精度基准纹尺”、“车削、磨削精密丝杠副”、“精密主轴套筒部件”、“光学读数头”等核心技术攻克，上海机床厂（高精度外圆磨床，圆度精度 0.5）和昆明机床厂（高精度坐标镗床）贡献突出，被评为功勋厂。1970-2000 年：数控时代，差距正式拉开成也萧何，败也萧何，差距从数控技术正式拉开在全球数控技术绝对封锁下，1968 年我国第一台数控机床 X53K1 由北京第一机床和清华大学合作研发成功，数控装置备采用直线插补电子管系统（第一代数控技术）。此时，我国数控起床已晚于美国 16 年，晚于德国

60、12 年，晚于日本 10 年。从“六五”开始，我国数控系统发展艰难起步。从“六五”（1981-1985）时期技术引进、“七五”（1986-1990）时期消化吸收，到“八五”（1991-1995）时期集中攻关。“六五、七五”三段式发展，依赖国外技术改革开放后，在机床行业，我国选择了“引进国外先进技术、实现国产化、达到自主开发”的“三段式”发展方式。引进国外数控技术（包括配套伺服、主轴驱动单元和电机）的过程，伴随着核心技术独立权的丧失。彼时机床公司有两种技术引进方式 2：1）许可证生产，直接从外资采购数控系统，中方沦为机床组装厂。2）技术转让：拿到外资数控芯片后反向开发，但由于存在大量编程缄默知识