一個(gè)支撐近9萬億産業總值,兼具國防安全重大意義的行業(yè)——機床,正迎來全面推進,釋放着巨大(dà)的國産化替代潛力。
01機床是什(shí)麼(me)?
機床是制造機器的機器,即對金屬、其(qí)他材(cái)料、工件(jiàn)進行加工成為所需的形狀、尺寸的機器,又稱工業母機,是現代工業發展的重要基石。
不同(tóng)的機床品種、質量以及加工效率對機(jī)械制造的産品有直接的影響(xiǎng),故機(jī)床的技術水平是影響某(mǒu)個國家或地區(qū)的工(gōng)業現代化發展的重要因(yīn)素之一
機床可按照加工精度分為(wéi)普通機床、精密機床、高精(jīng)度機床;以(yǐ)适用範圍分為通用機床和專用機床(chuáng);以機床控制方式分為(wéi)仿形機床(chuáng)、程序控制機床(chuáng)、數控機床(chuáng)、适應控制機床、加工中心和柔(róu)性制造系(xì)統。
1900年,機械制(zhì)造技術(shù)進入(rù)精密化(huà)階(jiē)段,随後50年技術的進化(huà),1950年進入自動化時代。1951年,在麻省理工學院的協助下世界第一台數控(kòng)機床誕生。随着電子信息技術的快速發展,全(quán)球機床行業已進(jìn)入以數字化制造技術(shù)為核(hé)心的機電一體化(huà)時代,數控機床是(shì)代表産品之一。
數控機床更是國民(mín)經濟的(de)重要基(jī)礎,為(wéi)國民經濟各個部門(mén)提供裝備和手段。
數控機(jī)床全稱數字控制機床,是一種裝有程序(xù)控制系統的自動化機床。數控機床的系統具有處理控制編碼或指令(lìng)規(guī)定程序的能力,通過數控裝置發(fā)出的(de)控制信号,控(kòng)制機床的運作,按(àn)照設計圖紙要求的形狀和尺寸,自動地将零件加工,能較好(hǎo)的解決複(fú)雜、精密度較高、多(duō)品種的零件加工(gōng)問題。
随着數控機床(chuáng)下遊應用領域不斷擴張,其(qí)種類也随之增加(jiā)。從産品分布來看,中國數控機床主要以金屬切削機床(chuáng)為主,占比53%。金屬成形機床、特種加工機床、其他機床分别(bié)占比29%、17%、2%。
02
機床到底有多重要?
機床産業正支撐着國家的工業體系。
機床通過鑄造、切削等多種(zhǒng)方式對工業(yè)生産中各種所需(xū)的零(líng)部件進行加工(gōng),進而生(shēng)産出設備。機床行(háng)業的強大與否,是衡量該國家制造業發展水平乃至經(jīng)濟發展(zhǎn)水(shuǐ)平的重(zhòng)要依據(jù)。
根據機床工具工(gōng)業協會的統計,機床行業産值在2011年達到峰值285億美元(按美元對人民币1:7計算約1995億人民币(bì)),在國民經濟中占比較(jiào)低。但如果從機床行業(yè)支撐的産業總值來計(jì)算,機械制造業中有接近1/3的零部件由(yóu)機床(chuáng)加工完成,而2021年國内機械(xiè)制造(zào)業總産值約26萬億元,則可計算出機床行業支撐的産業總值接(jiē)近9萬億(yì)人民币。
國内機床産值 圖/機床工具工業協會
而其中最尖端(duān)的五軸機床,屬于大國重器,對國防安全有着(zhe)重大戰略意義(yì)。
五軸聯動數控機床(chuáng)作為數控機床中(zhōng)的尖端産品,被廣泛應(yīng)用于航天(tiān)航(háng)空、國防軍工等高端複雜領(lǐng)域。五軸聯動是指機床基(jī)本的直線軸三軸X/Y/Z及附加(jiā)的旋(xuán)轉軸(zhóu)A/B/C中的兩軸,五軸同時運動,來任意調整刀具或工件(jiàn)的姿态,實現對空間複雜(zá)型面的加工。相較于使用三軸(zhóu)與四軸聯動的普通數控機床,其優(yōu)勢在于加工精度更高,适用于更複雜的加工場景和(hé)可滿足(zú)更(gèng)高效高動态加工方式。
五軸(zhóu)聯動示意圖/科德數控招股說明書
五軸聯動技術(shù)則被廣泛應用于航空航天、軍事工業、科研、精密器械等高精(jīng)度行業,是解決航空發動(dòng)機(jī)葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關鍵軍工産品加工的唯一手段(duàn),對(duì)國防安全具有戰略性意義。
從當前全球數控機(jī)床市場分布來(lái)看,主(zhǔ)要集中(zhōng)在亞洲和歐美國家。其中,中國和日本的全球市場占比并列第一,占比均為32%;德國、美國、意大利的全球市場占比分别為17%、6%、5%。根據數據顯示,2021年全球數控機床市場規模為5724.05億元(yuán)。2021年中(zhōng)國數控機床市場規模為2687億元,同比增長8.65%,預計2022年市場規模約(yuē)為2957億元(yuán)。
然而,目前國内的高端産品仍依賴進口(kǒu)。
目前(qián),我國數控機床企業主要定位(wèi)于中低端市場,高端産品滲透率雖在(zài)提升但仍處于較低水平。根據前瞻研究院整理的資料,2018年(nián)我國低檔數控機床國産化率約82%,中檔數控機床國産化率約65%,高(gāo)檔數控機床國産化(huà)率僅約6%。
2021年我國金屬加工機床進口額74.6億美元,同(tóng)增25.4%;出口額53.2億美(měi)元,同增32.7%,貿易逆差(chà)額為(wéi)21.4億美元。并(bìng)且我國(guó)金屬加工(gōng)機床進口主要來源于日本、德國、中國台灣(wān)等國家和地區,2021年三(sān)者(zhě)進口額合計占比超70%,機床進口高(gāo)度集中的特點可能會帶來高端(duān)機床裝備和關鍵(jiàn)功能部件的供(gòng)應風(fēng)險,同時核心技術可能面臨“卡脖子”問題。
其中最尖端的五軸聯動數控機床,從過去的“巴統(tǒng)清單”到(dào)現在的“瓦森納協定”,發(fā)達國家更是一直将其作(zuò)為戰略物資實施嚴格的技術封鎖。目前,五軸聯動(dòng)數控機床的核(hé)心技術仍掌(zhǎng)握在(zài)歐美及日韓企業手中,且對(duì)出口(kǒu)機床進行嚴格的監控管理。
高端機床裝(zhuāng)備産業鍊供應鍊能否實現自(zì)主可控、安(ān)全高效是構建新發展格(gé)局的一個關鍵問題(tí),突破高端數控(kòng)機床技術自主可(kě)控迫在眉睫。
03
政策(cè)端不斷加(jiā)碼
推動機床領域前行
2018年中美貿易(yì)戰後,國内自主可控意識(shí)逐步增強;而機床作為制造業自主(zhǔ)可控最緊迫的一環,扶持政策(cè)頻繁出台(tái):
2018年11月,機床行業已被列入戰略新(xīn)興産業(yè)分類。
2019年10月,在《工業通信業(yè)職業技能提升行(háng)動計劃(huà)實施方案》提(tí)出要在2年内開展(zhǎn)各類職業技能培訓(xùn)50萬人次以上的要求。
2021年8月,國資(zī)委黨委擴大會議指出要(yào)重點扶持工業母機行業。
2021年12月,在(zài)《“十四五”智能(néng)制造發展規劃》中明(míng)确提出要研發智能(néng)立/卧式五(wǔ)軸(zhóu)加工中(zhōng)心、車銑複合加(jiā)工中心、高精度數控磨床等工(gōng)作母機。
2022年下半年(nián)以來,扶持政策出台更是越(yuè)來越頻繁。
首先是機(jī)床行(háng)業專(zhuān)項政策:一、2022年(nián)9月18日,首批機床ETF——華夏中證機床ETF和國泰中證機床ETF獲證(zhèng)監會批準,涉及主機廠、數控系統、主(zhǔ)軸、切削工具等領域上市公司,為擁有核(hé)心技術,科創能力突出的(de)機床(chuáng)企業提供直接融(róng)資便利。目前華夏(xià)和國泰中證機(jī)床ETF規模分(fèn)别達5.2和12.2億元。
二(èr)、2022年9月27日,首個中國主導的機床數控系統系列國際标準ISO23218-2正式發布(bù),表明我國(guó)在04專項(xiàng)支持下(xià)建立的“高檔數(shù)控系統技(jì)術标準體系”成果得(dé)到了國際認(rèn)可,能夠助力國産數控系統(tǒng)企業(yè)産品的推廣。
其(qí)次對于制造業扶持力度的加(jiā)強,機床同樣受益:一、2022年(nián)9月22日,财政部、稅務總局和科(kē)技部聯合(hé)發布《關(guān)于加大支持科技創新稅前扣除力度的公告》,高新技術企業在2022年(nián)10月1日至2022年12月31日期間購置的新設備,允許(xǔ)當年一次性全額在計算應納稅所得額時扣除,并允(yǔn)許在稅前實行(háng)100%加(jiā)計扣(kòu)除。
二、人民銀行貨币政策委員會2022年第三季度例會明确提出,引導(dǎo)金融機構增(zēng)加制造業中長期貸(dài)款。2022年9月28日,人民(mín)銀行設立設備更新改造專項(xiàng)再貸款,額度2000億元以上,專項支持金融(róng)機構以(yǐ)不高于3.2%的利率(lǜ)向制造業、社(shè)會服務領域和中(zhōng)小微企業等設備更新改造提供貸款。
三、2022年(nián)10月(yuè)16日,二十大報告強調突出:将經濟發展着力點放到實體經濟,加快建(jiàn)設制造強國;将國家安全提到非常(cháng)突(tū)出的地位,尤其是軍工領域的自主可控,包含軍工制造裝備——高端五軸(zhóu)數控機床的自(zì)主可控。
與此同(tóng)時,機床需求端也在(zài)迎來爆發。
04
制造業升級、疫情推動自動化
加速機床需求爆發(fā)
3年預計市場增幅将達1.13倍,機(jī)床需求有着巨大潛力。
中國作為(wéi)制造(zào)業大國,市場需(xū)求極大,吸(xī)引了大批國際品牌數控(kòng)機床企業入駐搶占中國市場。随着中國制造業加速(sù)轉型,精(jīng)密模(mó)具、新(xīn)能源、航空航天、軌道交通、3D打印、醫療(liáo)器械等新(xīn)興産業迅速崛起,其生産制造過程高度依賴數控機床等智能制造裝備,故而将成為(wéi)數控機床行業(yè)新的增長點。
根據科德數控招(zhāo)股書(shū)披露,飛機整機(jī)制造具備産業(yè)鍊帶動效應,是國内制造業轉型升級的重要契機,期間對五軸高端數(shù)控機床等高端(duān)制造裝備的需求将進一步增加,同時産業集群效應将加速(sù)全球航空制造業向(xiàng)中(zhōng)國遷移,未來市場空間超過2.7萬億元的維修保障、工程(chéng)服務(wù)等航空後(hòu)市場也将(jiāng)向國内企業開放,将帶來新的市場(chǎng)及機遇。
與此同(tóng)時,疫情後工業自動(dòng)化生産優勢明(míng)顯,疊加國内人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高,工業自動化生産相關産品需求不(bú)斷增加。2022年9月工業機器人(rén)産量為43009台,同比增長48.28%;1-9月,工(gōng)業機器人累計産量為322544台,同比增長(zhǎng)20.04%,同比增速有所回升。随着機器替代人的進程不斷加速,工業母機結合工業機器人、激光設備的技術不斷增加,将加速推動工業母機需求。
工(gōng)業機器人月度産量及增速 圖/iFind
而從機床(chuáng)數(shù)控化率角度(dù),國外發達國家機床數控化率較高,日本機床(chuáng)數控化率維持80%以上,德國(guó)和美國機床數控化率均超(chāo)過70%。根據日本機床工業數據,2021年日本機床數控化率為83.30%。
盡管中國金屬(shǔ)切削機床和金(jīn)屬成(chéng)形機床(chuáng)數控化率呈上升趨勢,2021年國内數控化率分别為44.90%、11.40%,國内(nèi)機床數控化率相比日本等國家仍有一段差距,數控化率提升空間較大。
據前瞻産業研究院預測,我(wǒ)國數控機床市場規模未來(lái)将穩定較快(kuài)增長,到2024年将達(dá)到5728億元,相較2021年的2687億元(yuán)大幅增長113.17%。
05
産(chǎn)業鍊相關受益企業(yè)有哪些?
數控機床上遊為其(qí)運作所需設(shè)備及部件,包括數控系統、核心(xīn)零部件、功能部件以及(jí)電子(zǐ)元件,中(zhōng)遊為數控機床産品,主要以金屬切削機床、金屬成型機床(chuáng)、特種加工機床為主。下遊數控機床應用領域方面,汽車使用占比較高,占比40%,航天航空、模(mó)具和工程機(jī)械(xiè)行業占比分别(bié)為17%、13%、10%。
相信在(zài)數控機床需求上行(háng)以及(jí)國産化替代大浪潮下,這些國産企業将會(huì)迎來一波較為優質的發展(zhǎn)時期。