机床行业概述

机床行业概述

机床行业概述（一）机床介绍机床是对金属或其他材料的坯料或工件进行加工，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器，是制造机器的机器，亦称为工业母机工作母机或工具机。按照中国机床工具工业协会的统计分类标准，机床可划分为金属加工机床和其他机床，金属加工机床包括金属切削机床和金属成形机床，其中金属切削机床是机型品类最多、市场需求量最大的一类机床。金属切削机床根据不同加工方式，可进一步细分为加工中心、车床、铣床、磨床、镗床、钻床等。机床作为工业母机，在一般的机器制造中所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%-60%2，是现代工业发展的重要基石，其行业的振兴对于一国制造业水平的提升具有极强的战略意义。机床产业链的上游为基础材料及零部件的制造商，主要生产机床主体零部件、功能部件、电器元件和数控系统等；产业链中游为机床制造商，主要向终端客户提供加工中心、车床、磨床等各类机床产品或工件加工的整体解决方案；产业链下游即终端应用，主要是各类工件制造商，涵盖航空航天、汽车、模具、刀具、消费电子、电器、半导体、医疗器械等领域。（二）磨床介绍磨床是利用磨具磨料对工件表面进行磨削加工的机床，加工余量不大但品类众多，根据不同的加工方式可分类为无心磨床、外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、复合磨床、段差磨削、随动磨床等。磨床能加工高硬度材料，如淬硬钢、硬质合金等，还能加工脆性材料，如玻璃、花岗石、金刚石等。随着现代科学技术的发展，下游行业对工件加工精度和表面性能要求越来越高。磨床属于精度较高的加工机床，通常在工件加工的后端工序使用，使工件得到更高的加工精度和更低的表面粗糙度，提升下游机械的运行平稳性、使用精度等性能。制造业升级推动机床行业高端市场扩容高端需求引领制造业转型升级。根据iFind数据显示，高技术制造业PMI高于制造业PMI，从固定资产投资完成额来看，高技术制造业固定资产投资完成额累计同比增速也高于制造业固定资产投资额。以上均说明我国对高技术制造业重视程度提升，高端需求增长引领我国制造业转型升级，制造业加工需求提升。制造业的升级发展需求高效高精的数控机床，中高档数控机床以加工中心及数控车床等产品为主。高档数控机床是能够实现高精度、高复杂性、高效高动态加工的数控机床，具备明显的技术优势，多应用于航空、航天、核、电子、船舶、兵器、能源、汽车、模具、刀具等高端制造领域。我国机床数控化率提升，但与发达国家相比仍有较高提升空间。根据中国工信产业网数据，2021年我国金属切削机床数控化率已达到44．9%，呈现上升趋势。然而根据ResearchinChina的数据，2018年日本、德国、美国的机床数控化率最低已达到75%，我国机床数控化率仍有较高的提升空间。日本对中国机床出口订单高位，高端数控机床需求依旧。受开工及疫情影响，去年我国金切机床产量同比下滑，根据iFind统计数据，2022年我国金属切削机床产量累计同比下滑13．1%。但从日本机床工业协会（JMTBA）公布数据来看，2022年日本对中国出口订单总计3770亿日元，在去年高位基础上同比增长5%，显示我国高端数控机床需求依旧。全球机床行业发展现状根据VDW（德国机床制造商协会）数据，2013-2021年，全球机床产值呈现出波动变化走势，得益于疫情后全球经济的复苏，2021年全球机床产值约为5120亿元，同比增长20%。中国是全球机床生产和消费最大市场。2021年全球机床行业产值约为5120亿元，其中我国产值为1573．9亿元，占据30．75%的份额，位居首位；其次是德国、日本，市场份额分别为12．69%、12．55%。从机床需求市场来看，2021年中国消费额位居世界第一位，在全球需求市场中占据份额为33．57%。美国、德国消费额分别占比12．94%、6．4%，分别位居全球第二和第三。德、日企业统治全球高端市场，中国机床出口以中低端为主，高端机床国产化率较低。机床行业完全竞争，德国、日本、美国为主要机床大国，海外品牌在技术、规模、品牌影响力方面均处于领先地位，从出口体量上来看，德、日占据全球约45%市场。机床行业发展历程1952年，第一机械工业部改造和新建了十八个机床厂，俗称十八罗汉，曾在中国工业发展过程中经起到举足轻重的作用。然而在计划经济的背景下，相对单一的结构和僵化的管理模式使得地方机床国企无法适应快速变化的市场需求，从而导致目前除了济南二机床，18罗汉多数被合并、收购或重组，说明已有的机床体系已经走到尽头，需要重构一套全新的体系。机床产业链上中下游清晰，包括上游基础材料和零部件生产商、中游机床制造商和下游终端用户。上游基础材料和零部件生产商主要为机床制造商提供结构件（铸铁、钢件等）、传动系统（导轨、丝杠、主轴等）、数控系统等组成，涉及企业主要有发那科、西门子、海德汉、三菱等；中游是机床制造商，负责向终端用户提供满足其要求的各种机床或成套的集成产品；下游主要是汽车、消费电子、航天航空、船舶、工程机械等领域。在机床生产过程中，原材料成本占比最高，为73．9%，其次是人工、折旧与其他制造费用，分别占比11．9%、7．9%和6．4%。通常具备规模优势的企业，在进行原材料采购时能够享受到和采购规模对应的折扣优惠，能有效增加公司毛利率。机床作为高端装备制造业的工业母机，下游行业广泛。下游应用包括汽车、航空航天、模具、工程机械等多个行业。机床行业竞争格局我国数控机床行业集中于中低端市场，高端数控机床仍然依赖进口，我国数控机床目前处于中高端产品国产化阶段，目前我国数控机床市场第一阵营仍然以实力雄厚的外资企业、跨国公司为主，第二阵营为国企和具备一定技术实力和知名度的民企，如海天精工、创世纪、国盛智科、科德数控、浙海德曼等，第三阵营为技术含量低、规模小的众多民营企业，我国机床企业的综合竞争力逐步显现，空间大。机床又被称为工业母机，是用于制造机器的机器。由于机器设备都是需要通过机床对金属或其他材料的坯料进行加工制造出来的，因而机床又被称为工业母机，是一个国家所有制造的精度、效率、品质的总起点。机床种类繁多，按材料成形方式分，机床主要可以分为金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机械、机床附件、工量具及量仪、磨料磨具和其他金属加工机械八个子行业。其中，金属切削机床是使用最广泛、数量最多的机床类别。一般而言，狭义上的机床便是指金属切削机床。金属切削机床是指用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床；按机床控制系统分类，机床主要可以分为传统机床及数控精密机床两类。多重助力机床行业加速进出口数控机床产品价差明显，高端产品依赖进口。根据智研咨询统计数据，2021年我国进口数控机床均价为19．5万美元/台，出口数控机床均价1．92万美元/台，进口均价约为出口均价的10倍。由此可见，目前我国进口数控机床以价值量较高的高端数控机床为主，而出口的数控机床则相对较低端。根据前瞻产业研究院公布的数据，截止2018年国内高端数控机床国产化率仅6%，市场主要被外资企业占据。我国数控机床主要问题在于精度及稳定性。机床行业市场竞争主要依靠产品性能、可靠性及服务。根据前瞻产业研究院发布的数据，国内数控机床主要的问题是精度与稳定性差及故障多发，精度决定了加工产品的质量，稳定性则决定了装备性能的无故障保持能力。能力的提升及客户认可均需要深厚的行业积累。国家高度关注工业母机发展，政策持续推动加速。《中国制造2025》将高端数控机床列为制造业重点发展领域之一；2022年9月首批机床ETF发行，为具有核心技术及科创能力突出的机床企业提供直接融资便利；2023年2月国新办发布会上强调在关键核心技术攻关上实现突破，包括对工业母机等领域科技投入。政策端持续支持国产高端数控机床行业发展。国产厂商竞争力提升，加速，我国对进口机床的依赖程度已呈明显下降趋势。近年由于海外疫情影响，高端数控机床进口受限，为部分高端国产数控机床厂商提供宝贵窗口期打入高端下游，同时由于国产高端数控机床竞争力的不断提升，进口替代加速。根据VDW数据，进口机床在我国机床消费额中占比呈持续下降趋势，由2018年占比33%降低至2021年27%，2021年进口机床规模达479亿元。海天精工、科德数控五轴联动机床已批量打入航空航天零部件产业链供应，体现我国高端数控机床竞争力，加速高端数控机床领域进口替代。2025年国产高端机床的市场规模有望达到40．9亿元，2021-2025年CAGR达到16．9%；国产中档机床市场规模有望达到496．5亿元，2021-2025年CAGR达到9．5%。核心假设：机床行业规模：2022年由于国内疫情及高基数影响，我国机床消费额增速下滑。根据中国机床工具工业协会公布数据，2022年协会重点联系企业营业收入同比下降0．3%，假设2022年全年机床消费额同比下降5%，2023年在低基数下增速恢复至5%，2024、2025年增速略降至3%。中高档机床占比：假设2018年高档、中档机床在机床市场消费占比分别为10%、30%，假设此后高档、中档机床在机床市场消费占比每年分别提升1pct、2pct。中高档机床国产化率：根据前瞻产业研究院数据，2018年我国高档、中档机床数控化率分别为6%、65%，考虑两类机床的技术难度，假设此后高档、中档机床国产化率分别以每年1pct、2pct进行提升。更新需求持续放量托底机床行业需求我国机床产量于2011-2014达到新高，此后开始逐步回落。数控机床是机械制造业中的耐用消费品，到达一定使用年限后需要进行更换，主要原因是：随着使用年限的增加，已有机床设备老化，故障频发，加工精度及稳定性均有下降，生产效率降低；制造业高速发展，下游市场需求的提升带动机床技术发展，在传统机床设备经历多轮更新换代后，加工效率及精度无法适应当前下游的制造精度要求，因此需要更换为更加先进的机床设备。由此机床的使用寿命一般在10年左右。随着2011年采购的设备的老化，机床设备将产生大量更新需求，目前仍处于更新需求持续放量阶段，有望托底机床行业需求。机床高端化趋势显著，进口替代空间广阔2022年中国机床行业营收与2021年基本持平，利润总额增长。根据机床工具工业协会公布数据，2022年协会重点企业营业收入同比下降0．3%，在2021年同比增长26．2%的高基数下维持基本持平。利润总额同比增长43．7%，主要是由于行业总体长期利润总额基数较低，同时叠加产品结构升级影响。产品结构升级，金属切削机床与金属成形机床景气度分化。根据协会重点联系企业数据，2022年金属切削机床产量同比下降23．3%，产值同比下降5．4%，从年内数据来看，产值降幅低于产量降幅，反应金切机床产品结构升级，向高端化发展趋势。根据协会重点联系企业数据，2022年金属切削机床新增订单同比增长-10．9%，金属成形机床新增订单同比增长41．8%。金切机床新增订单年内一直处于同比下降状态，但降幅已逐月收窄，生产经营缓慢恢复；而金属成形机床新增订单及在手订单同比显著增长。中国机床行业发展现状我国机床市场千亿规模，近年来正处于下行整理期。受下游制造业景气度波动和更新换代周期影响，我国机床行业正处于下行整理期，市场规模从2015年的约2500亿下降到2021年的约2161亿，但总体规模仍相当可观。我国机床行业主要分为金属切削机床和金属成形机床两大主要市场，其中金属切削机床是主要机床品类，其产量变化是我国制造业发展各阶段的缩影。随着机床存量快速提升，2015-2019年机床行业进入低潮期。2019年金属切削机床产量41．6万台，2020年以来金属切削机床产量呈现底部回升态势，一方面得益于疫情后海外需求拉动出口并推动制造业迅速复苏，另一方面与机床更新周期形成共振。2021年我国金属切削机床产量提升至60．2万台，较2020年增加约15万台。近年政策频繁释放积极信号，对工业母机重视程度逐步提升。2019年之前，政策对于工业母机行业主要为方向性和概念性指引，包括设定数控机床标准，确定为战略产业项目，列入产业结构调整指导目录中的鼓励类行业等，例如《中国制造2025》将高档数控机床列为未来十年制造业重点发展领域之一，同时明确到2025年，高档数控机床与基础制造装备国内市场占有率超过80%；2019年后，政策对工业母机行业的支持政策更为具体，且政策站位不断提升，具体来说，2021年9月，国资委扩大会议提出针对工业母机加强关键核心技术公关；12月出台《十四五智能制造发展规划》，并将工业母机作为重点领域进行支持，提出研发智能立/卧式五轴加工中心、车铣复合加工中心、高精度数控磨床等工作母机，到2025年，规模以上制造业企业基本普及数字化，重点行业骨干企业初步实现智能转型；今年9月，工信部发布会中表示工业母机行业的顶层设计正在进行中。中国数控机床行业市场规模数控机床是一种装有数字控制系统（简称数控系统）的机床，数控系统包括数控装置和伺服装置两大部分，当前数控装置主要采用电子数字计算机实现，又称为计算机数控（ComputerNumericalControl：CNC）装置。数控机床可按加工工艺、运动方式、伺服控制方式、机床性