高速型线轨立式加工中心全景调研与发展战略研究

高速型线轨立式加工中心全景调研与发展战略研究

机床行业面临的机遇和挑战（一）机床行业面临的机遇1、机床行业国家产业政策的支持机床作为工业母机，是工业生产最重要的工具之一，机床行业的发展直接影响我国制造业转型升级的进程，对于我国发展成为制造强国具有战略性意义。多年来，我国对于数控机床行业一直保持较大的扶持力度，并持续出台相关政策指引行业发展：九五规划（1996-2000），以改进数控机床的性能和质量为主要目标；十五规划（2001-2005），把发展数控机床、仪器仪表和基础零部件放到重要位置；十一五规划（2006-2010）至十三五规划（2016-2020）则强调发展高端数控机床及其配套技术；十四五规划（2021-2025）注重高端数控机床产业的创新发展。此外，国家制定的《中国制造2025》《国家创新驱动发展战略纲要》《智能制造发展规划（2016-2020年）》等重要政策文件都将发展高档数控机床作为重要目标，各省市也均在十三五、十四五期间发布了推动数控机床行业发展的支持性政策，政策内容均落实了重点发展高档数控机床的主旨。国家和各省市强有力的政策支持为机床行业的发展提供了良好的政策环境，促进其快速发展。2、机床行业产业结构调整提供了新的发展契机目前我国正处于产业结构的调整升级阶段，随着下游产业的不断升级发展，对机床加工精度和稳定性等要求越来越高，中高档产品的需求日益凸显，更新升级需求较大，未来中高档市场份额将进一步增加，先进制造业将逐步替代传统制造业，作为工业母机的高性能数控机床的市场需求将持续增加。随着产业的升级发展，未来中高档机床的市场广阔。3、高档机床进口替代空间大自2011年以来，我国一直是全球机床第一大生产和消费国。但是由于我国机床行业起步较晚，我国机床企业在行业竞争中多数靠量来取胜，产品附加值较低，在核心技术方面与发达国家之间还存在一定的差距。目前我国机床行业处于较大贸易逆差状态，根据机床工具工业协会数据，2021年我国金属加工机床贸易逆差为21．40亿美元。近年来，随着我国机床行业的技术水平不断提高，涌现了一批优质的民族机床企业，逐步开始掌握机床核心技术，不断提升高档数控机床的自主供给能力，逐渐形成进口替代的趋势。因此，随着产业结构调整，高档数控机床需求的增加，未来机床升级换代空间较大，随着国产数控机床的综合竞争力不断提高，未来高档数控机床将具有较大的进口替代空间。（二）机床行业面临的挑战1、机床行业核心部件依赖国际品牌数控机床的核心部件主要包括数控系统、线轨、丝杆等。核心部件的质量是保证机床技术水平的重要因素之一，目前我国中高档数控机床的核心部件绝大部分仍需依赖国际品牌，尤其是数控系统，基本从日本和德国进口。2、数控机床人才储备不足近年来，我国机床行业不断发展，已从传统的制造产业向具有高科技属性和人才密集型的现代制造业转变，对多层次、复合化的人才需求大幅提高：一方面需要具备机械加工、数控编程、工艺设计和机床维护相关能力，能够熟悉机床机械加工工艺和机床机械结构的人才；另一方面是随着数控机床的智能化发展，需要具备传感器、PLC、机床电气控制综合能力、数控机床产品开发和技术创新能力、以及能提供综合解决方案的人才。数控机床上游行业分析轴承是数控机床设备中的一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。数据显示，2021年我国轴承产量完成233亿套，比2020年同期增长32．7%。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。数据显示，我国传感器市场规模由2017年的1691亿元增至2020年的2510亿元，年均复合增长率14．1%，2021年市场规模达2951．0亿元。随着社会的不断进步，传感器产业在互联网的赋能下日益受到重视。数控机床中游行业分析近年来，在国家政策利好以及企业不断追求创新的背景下，我国数控机床行业发展迅速。数据显示，2019年我国数控机床产业规模达3270亿元。由于疫情的影响及能源供应限制，2020年我国数控机床产业市场规模小幅下降，市场规模为2473亿元，同比下降24．4%。2021年我国数控机床产业市场规模恢复增长，达2687亿元。从产品分布情况来看，我国数控金属切削机床的规模较大，占总体数控机床产业规模五成以上；其次为数控金属成型机床，占总体产业规模比重将近三成。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，数据显示，2020年我国金属切削床产量达44．6万台，同比增长5．9%。2021年我国金属切削床产量60．2万台，同比增长29．2%。金属成型机床一般指锻压设备，是一种在锻压加工中用于成形和分离的机械设备，主要通过对金属施加压力使之成形。数据显示，2021年中国金属成型机床产量达21．0万台，同比增长0．5%。更新需求持续放量托底数控机床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。数控机床集中度提升，但竞争格局仍分散近年来数控机床行业集中度提升，但竞争格局仍分散。根据机床行业主要上市公司披露的2020、2021年机床业务收入为依据，以VDW公布的中国机床行业消费额为基础，计算主要机床上市企业的市占率。我国机床行业集中度提升，但各企业在行业中的市占仍较小，机床行业竞争格局仍然分散。从进出口格局来看，加工中心仍是主要进口产品，特种加工机床、车床是主要出口产品。加工中心是一种数控机床，具有两种或两种以上加工方式（如铣削、镗削、钻削），通过加工程序能够从刀具或类似存储单元进行自动换刀。根据中国机床工具工业协会公布的数据，2022年1-12月我国加工中心进口金额总计23．7亿美元，在我国金属加工机床进口中占比达36%，是第一大品类，进口前五位品种的进口金额合计占比达79．4%。而从出口来看，特种加工机床及车床分别占据31．2%、11．6%，是我国出口较多的机床产品，出口前五位品种在出口金额中合计占比达65．3%。各类加工中心产品应用领域差别大，均价差异高。加工中心作为我国进口量最大的机床产品，可按照主轴布置状态进一步分为立式加工中心、卧式加工中心及龙门加工中心。由于加工范围的不同，各类加工中心的应用领域不同。立式加工中心适用于小型零件的高速高效加工，多应用于汽车零部件等行业；卧式加工中心具有在一次装夹中完成箱体孔系和平面加工的性能，既可加工大零件也可分度回转加工，广泛应用于汽车、轨交、航空航天等领域；而龙门加工中心适用于加工大型工件及复杂形状工件，广泛应用于模具、航空航天、轨道交通等领域。由于各类加工中心规模及生产难度的不同，各类加工中心的均价有较大差异。在相同配置及档次的加工中心中，卧式加工中心及龙门加工中心均价普遍高于立式加工中心。以海天精工为例，公司卧式及龙门加工中心均价在近年基本维持在130-160万元/台，而立式加工中心均价则在25-35万元/台。头部机床企业因产品类型不同产品均价差异大。不同机床厂商产品单价差异较大，主要是由于各厂商产品类型不同。在头部机床上市企业中，海天精工、纽威数控、日发精机及国盛智科机床均价位于前列，主要是由于公司相对大型的机床产品占比较高，拉升整体公司整体均价水平。我国机床行业发展趋势（一）机床行业数控化率持续提升数控机床相较于普通机床，在加工精度、加工效率、加工能力和维护等方面都具有突出优势，随着我国制造业转型升级，对加工精细度需求不断提升的驱动下，我国数控机床的渗透率在逐年提升。2020年我国金属切削机床数控化率已达到43%，但与发达国家80%左右的数控化率水平仍存在较大差距。《中国制造2025》战略纲领中明确提出：2025年中国的关键工序数控化率将从现在的33%提升到64%。在政策鼓励、经济发展和产业升级等因素影响下，未来我国数控机床行业将迎来广阔的发展空间。（二）高档数控机床市场进口替代从应用领域看，高档机床应用范围涵盖能源、航天航空、、船舶等关系国家安全的重点支柱产业，此外，汽车、航天航空、医疗设备等下游重点行业的产业升级加速也进一步加大对高档机床的需求。从我国制造业整体发展来看，目前正在从制造大国向制造强国转变，未来高端化、高利润替代薄利多销是我国制造业的发展趋势，未来对高速度、高精度、高价值的高档数控机床需求的占比也将越来越高。目前，西方国家对高档数控机床和技术出口我国进行了严格管制，使得我国在高档数控机床行业面临的难题，而中美贸易摩擦加剧了这一情况，进一步加速了我国推进高档机床国产化、实现高端产品的自主可控的进程。近年来，国内中高档数控机床市场崛起了一批具备一定核心技术的民营企业，未来将紧跟的浪潮，进一步扩大高端市场份额。（三）机床行业核心部件自给能力提高数控机床核心部件主要包括数控系统、主轴、丝杆、线轨等，目前国内各核心部件技术距离国际水平存在一定差距，国内机床厂商为提高机床精度和稳定性，提高产品竞争力，核心部件以国际品牌为主，国产化率较低，对国际品牌部件依存度较高，特别是高档数控机床配套的数控系统基本为发那科、西门子等境外厂商所垄断。《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图》对数控机床核心部件国产化提出了明确规划：到2025年，数控系统标准型、智能型国内市场占有率分别达到80%、30%；主轴、丝杆、线轨等中高档功能部件国内市场占有率达到80%；高档数控机床与基础制造装备总体进入世界强国行列。目前，国内一批机床企业正在不断突破掌握核心部件技术，随着国家政策的大力支持，国内中高档机床自主研发水平的不断提高，我国机床核心部件自给能力将会进一步提升。数控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。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。数控机床产业发展历程我国数控机床发展历程，起步很早。我国机床产业经过了1949年前的萌芽阶段后，在一五期间奠基并快速发展。1958年第1台国产数控机床研制成功，由此开始了数控机床的发展历程，这个历程可以划分为：初始发展阶段、持续攻关和产业化发展阶段、高速发展和转型升级阶段。根据我国数控机床龙头企业成本数据显示，创世纪原材料成本占比达97%，海天精工原材料成本占比达83%，秦川机床原材料成本占比达79%。因此原材料价格波动将对数控机床行业厂商成本控制造成较大的威胁。从数控机床行业价值链角度来看，上游产业价值空间总体在15%以上，其中数控系统、机械部件等产品差异性较大的行业，产品具有较大的价值差异;数控机床产品毛利率则是集中在15-30%的区间;下游主要行业汽车制造、航天航空设备制造以及模具制造，其中模具制造定制化定性最为明显，价值空间优势明显。2015-2018年我国数控金属切削机床产量总体呈逐年下降态势。2020年，数控金属切削创产量有所回升，为19．99万台，同比增长16．2%。2021年，数控金属切割创产量持续上升，产量达27万台，同比增长35．1%。201