一個(gè)支撐近9萬億產(chǎn)業(yè)總值,兼具國防安全重大意義的行業(yè)——機(jī)床,正迎來全面推進(jìn),釋放著巨大的國產(chǎn)化替代潛力。
01機(jī)床是什么?
機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器,即對(duì)金屬、其他材料、工件進(jìn)行加工成為所需的形狀、尺寸的機(jī)器,又稱工業(yè)母機(jī),是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石。
不同的機(jī)床品種、質(zhì)量以及加工效率對(duì)機(jī)械制造的產(chǎn)品有直接的影響,故機(jī)床的技術(shù)水平是影響某個(gè)國家或地區(qū)的工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要因素之一
機(jī)床可按照加工精度分為普通機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床;以適用范圍分為通用機(jī)床和專用機(jī)床;以機(jī)床控制方式分為仿形機(jī)床、程序控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、適應(yīng)控制機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)。
1900年,機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入精密化階段,隨后50年技術(shù)的進(jìn)化,1950年進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代。1951年,在麻省理工學(xué)院的協(xié)助下世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生。隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,全球機(jī)床行業(yè)已進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代,數(shù)控機(jī)床是代表產(chǎn)品之一。
數(shù)控機(jī)床更是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ),為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段。
數(shù)控機(jī)床全稱數(shù)字控制機(jī)床,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)具有處理控制編碼或指令規(guī)定程序的能力,通過數(shù)控裝置發(fā)出的控制信號(hào),控制機(jī)床的運(yùn)作,按照設(shè)計(jì)圖紙要求的形狀和尺寸,自動(dòng)地將零件加工,能較好的解決復(fù)雜、精密度較高、多品種的零件加工問題。
隨著數(shù)控機(jī)床下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)張,其種類也隨之增加。從產(chǎn)品分布來看,中國數(shù)控機(jī)床主要以金屬切削機(jī)床為主,占比53%。金屬成形機(jī)床、特種加工機(jī)床、其他機(jī)床分別占比29%、17%、2%。
02
機(jī)床到底有多重要?
機(jī)床產(chǎn)業(yè)正支撐著國家的工業(yè)體系。
機(jī)床通過鑄造、切削等多種方式對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中各種所需的零部件進(jìn)行加工,進(jìn)而生產(chǎn)出設(shè)備。機(jī)床行業(yè)的強(qiáng)大與否,是衡量該國家制造業(yè)發(fā)展水平乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要依據(jù)。
根據(jù)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值在2011年達(dá)到峰值285億美元(按美元對(duì)人民幣1:7計(jì)算約1995億人民幣),在國民經(jīng)濟(jì)中占比較低。但如果從機(jī)床行業(yè)支撐的產(chǎn)業(yè)總值來計(jì)算,機(jī)械制造業(yè)中有接近1/3的零部件由機(jī)床加工完成,而2021年國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)總產(chǎn)值約26萬億元,則可計(jì)算出機(jī)床行業(yè)支撐的產(chǎn)業(yè)總值接近9萬億人民幣。
國內(nèi)機(jī)床產(chǎn)值 圖/機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)
而其中最尖端的五軸機(jī)床,屬于大國重器,對(duì)國防安全有著重大戰(zhàn)略意義。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床作為數(shù)控機(jī)床中的尖端產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于航天航空、國防軍工等高端復(fù)雜領(lǐng)域。五軸聯(lián)動(dòng)是指機(jī)床基本的直線軸三軸X/Y/Z及附加的旋轉(zhuǎn)軸A/B/C中的兩軸,五軸同時(shí)運(yùn)動(dòng),來任意調(diào)整刀具或工件的姿態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)空間復(fù)雜型面的加工。相較于使用三軸與四軸聯(lián)動(dòng)的普通數(shù)控機(jī)床,其優(yōu)勢(shì)在于加工精度更高,適用于更復(fù)雜的加工場景和可滿足更高效高動(dòng)態(tài)加工方式。
五軸聯(lián)動(dòng)示意圖/科德數(shù)控招股說明書
五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)則被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事工業(yè)、科研、精密器械等高精度行業(yè),是解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關(guān)鍵軍工產(chǎn)品加工的唯一手段,對(duì)國防安全具有戰(zhàn)略性意義。
從當(dāng)前全球數(shù)控機(jī)床市場分布來看,主要集中在亞洲和歐美國家。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別為17%、6%、5%。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模為5724.05億元。2021年中國數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模為2687億元,同比增長8.65%,預(yù)計(jì)2022年市場規(guī)模約為2957億元。
然而,目前國內(nèi)的高端產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。
目前,我國數(shù)控機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場,高端產(chǎn)品滲透率雖在提升但仍處于較低水平。根據(jù)前瞻研究院整理的資料,2018年我國低檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約82%,中檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約65%,高檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率僅約6%。
2021年我國金屬加工機(jī)床進(jìn)口額74.6億美元,同增25.4%;出口額53.2億美元,同增32.7%,貿(mào)易逆差額為21.4億美元。并且我國金屬加工機(jī)床進(jìn)口主要來源于日本、德國、中國臺(tái)灣等國家和地區(qū),2021年三者進(jìn)口額合計(jì)占比超70%,機(jī)床進(jìn)口高度集中的特點(diǎn)可能會(huì)帶來高端機(jī)床裝備和關(guān)鍵功能部件的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)核心技術(shù)可能面臨“卡脖子”問題。
其中最尖端的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床,從過去的“巴統(tǒng)清單”到現(xiàn)在的“瓦森納協(xié)定”,發(fā)達(dá)國家更是一直將其作為戰(zhàn)略物資實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。目前,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)仍掌握在歐美及日韓企業(yè)手中,且對(duì)出口機(jī)床進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控管理。
高端機(jī)床裝備產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈能否實(shí)現(xiàn)自主可控、安全高效是構(gòu)建新發(fā)展格局的一個(gè)關(guān)鍵問題,突破高端數(shù)控機(jī)床技術(shù)自主可控迫在眉睫。
03
政策端不斷加碼
推動(dòng)機(jī)床領(lǐng)域前行
2018年中美貿(mào)易戰(zhàn)后,國內(nèi)自主可控意識(shí)逐步增強(qiáng);而機(jī)床作為制造業(yè)自主可控最緊迫的一環(huán),扶持政策頻繁出臺(tái):
2018年11月,機(jī)床行業(yè)已被列入戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)分類。
2019年10月,在《工業(yè)通信業(yè)職業(yè)技能提升行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》提出要在2年內(nèi)開展各類職業(yè)技能培訓(xùn)50萬人次以上的要求。
2021年8月,國資委黨委擴(kuò)大會(huì)議指出要重點(diǎn)扶持工業(yè)母機(jī)行業(yè)。
2021年12月,在《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中明確提出要研發(fā)智能立/臥式五軸加工中心、車銑復(fù)合加工中心、高精度數(shù)控磨床等工作母機(jī)。
2022年下半年以來,扶持政策出臺(tái)更是越來越頻繁。
首先是機(jī)床行業(yè)專項(xiàng)政策:一、2022年9月18日,首批機(jī)床ETF——華夏中證機(jī)床ETF和國泰中證機(jī)床ETF獲證監(jiān)會(huì)批準(zhǔn),涉及主機(jī)廠、數(shù)控系統(tǒng)、主軸、切削工具等領(lǐng)域上市公司,為擁有核心技術(shù),科創(chuàng)能力突出的機(jī)床企業(yè)提供直接融資便利。目前華夏和國泰中證機(jī)床ETF規(guī)模分別達(dá)5.2和12.2億元。
二、2022年9月27日,首個(gè)中國主導(dǎo)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)系列國際標(biāo)準(zhǔn)ISO23218-2正式發(fā)布,表明我國在04專項(xiàng)支持下建立的“高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”成果得到了國際認(rèn)可,能夠助力國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)產(chǎn)品的推廣。
其次對(duì)于制造業(yè)扶持力度的加強(qiáng),機(jī)床同樣受益:一、2022年9月22日,財(cái)政部、稅務(wù)總局和科技部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加大支持科技創(chuàng)新稅前扣除力度的公告》,高新技術(shù)企業(yè)在2022年10月1日至2022年12月31日期間購置的新設(shè)備,允許當(dāng)年一次性全額在計(jì)算應(yīng)納稅所得額時(shí)扣除,并允許在稅前實(shí)行100%加計(jì)扣除。
二、人民銀行貨幣政策委員會(huì)2022年第三季度例會(huì)明確提出,引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)增加制造業(yè)中長期貸款。2022年9月28日,人民銀行設(shè)立設(shè)備更新改造專項(xiàng)再貸款,額度2000億元以上,專項(xiàng)支持金融機(jī)構(gòu)以不高于3.2%的利率向制造業(yè)、社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域和中小微企業(yè)等設(shè)備更新改造提供貸款。
三、2022年10月16日,二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)突出:將經(jīng)濟(jì)發(fā)展著力點(diǎn)放到實(shí)體經(jīng)濟(jì),加快建設(shè)制造強(qiáng)國;將國家安全提到非常突出的地位,尤其是軍工領(lǐng)域的自主可控,包含軍工制造裝備——高端五軸數(shù)控機(jī)床的自主可控。
與此同時(shí),機(jī)床需求端也在迎來爆發(fā)。
04
制造業(yè)升級(jí)、疫情推動(dòng)自動(dòng)化
加速機(jī)床需求爆發(fā)
3年預(yù)計(jì)市場增幅將達(dá)1.13倍,機(jī)床需求有著巨大潛力。
中國作為制造業(yè)大國,市場需求極大,吸引了大批國際品牌數(shù)控機(jī)床企業(yè)入駐搶占中國市場。隨著中國制造業(yè)加速轉(zhuǎn)型,精密模具、新能源、航空航天、軌道交通、3D打印、醫(yī)療器械等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起,其生產(chǎn)制造過程高度依賴數(shù)控機(jī)床等智能制造裝備,故而將成為數(shù)控機(jī)床行業(yè)新的增長點(diǎn)。
根據(jù)科德數(shù)控招股書披露,飛機(jī)整機(jī)制造具備產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)效應(yīng),是國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要契機(jī),期間對(duì)五軸高端數(shù)控機(jī)床等高端制造裝備的需求將進(jìn)一步增加,同時(shí)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)將加速全球航空制造業(yè)向中國遷移,未來市場空間超過2.7萬億元的維修保障、工程服務(wù)等航空后市場也將向國內(nèi)企業(yè)開放,將帶來新的市場及機(jī)遇。
與此同時(shí),疫情后工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯,疊加國內(nèi)人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高,工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品需求不斷增加。2022年9月工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為43009臺(tái),同比增長48.28%;1-9月,工業(yè)機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量為322544臺(tái),同比增長20.04%,同比增速有所回升。隨著機(jī)器替代人的進(jìn)程不斷加速,工業(yè)母機(jī)結(jié)合工業(yè)機(jī)器人、激光設(shè)備的技術(shù)不斷增加,將加速推動(dòng)工業(yè)母機(jī)需求。
工業(yè)機(jī)器人月度產(chǎn)量及增速 圖/iFind
而從機(jī)床數(shù)控化率角度,國外發(fā)達(dá)國家機(jī)床數(shù)控化率較高,日本機(jī)床數(shù)控化率維持80%以上,德國和美國機(jī)床數(shù)控化率均超過70%。根據(jù)日本機(jī)床工業(yè)數(shù)據(jù),2021年日本機(jī)床數(shù)控化率為83.30%。
盡管中國金屬切削機(jī)床和金屬成形機(jī)床數(shù)控化率呈上升趨勢(shì),2021年國內(nèi)數(shù)控化率分別為44.90%、11.40%,國內(nèi)機(jī)床數(shù)控化率相比日本等國家仍有一段差距,數(shù)控化率提升空間較大。
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè),我國數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模未來將穩(wěn)定較快增長,到2024年將達(dá)到5728億元,相較2021年的2687億元大幅增長113.17%。
05
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)受益企業(yè)有哪些?
數(shù)控機(jī)床上游為其運(yùn)作所需設(shè)備及部件,包括數(shù)控系統(tǒng)、核心零部件、功能部件以及電子元件,中游為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品,主要以金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、特種加工機(jī)床為主。下游數(shù)控機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域方面,汽車使用占比較高,占比40%,航天航空、模具和工程機(jī)械行業(yè)占比分別為17%、13%、10%。
相信在數(shù)控機(jī)床需求上行以及國產(chǎn)化替代大浪潮下,這些國產(chǎn)企業(yè)將會(huì)迎來一波較為優(yōu)質(zhì)的發(fā)展時(shí)期。