一個支撐近9萬億產(chǎn)業(yè)總值,兼具國防安全重大意義的行業(yè)——機床,正迎來全面推進,釋放著巨大的國產(chǎn)化替代潛力。
01機床是什么?
機床是制造機器的機器,即對金屬、其他材料、工件進行加工成為所需的形狀、尺寸的機器,又稱工業(yè)母機,是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石。
不同的機床品種、質(zhì)量以及加工效率對機械制造的產(chǎn)品有直接的影響,故機床的技術(shù)水平是影響某個國家或地區(qū)的工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要因素之一
機床可按照加工精度分為普通機床、精密機床、高精度機床;以適用范圍分為通用機床和專用機床;以機床控制方式分為仿形機床、程序控制機床、數(shù)控機床、適應(yīng)控制機床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)。
1900年,機械制造技術(shù)進入精密化階段,隨后50年技術(shù)的進化,1950年進入自動化時代。1951年,在麻省理工學院的協(xié)助下世界第一臺數(shù)控機床誕生。隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,全球機床行業(yè)已進入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機電一體化時代,數(shù)控機床是代表產(chǎn)品之一。
數(shù)控機床更是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ),為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和手段。
數(shù)控機床全稱數(shù)字控制機床,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。數(shù)控機床的系統(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,控制機床的運作,按照設(shè)計圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工,能較好的解決復雜、精密度較高、多品種的零件加工問題。
隨著數(shù)控機床下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴張,其種類也隨之增加。從產(chǎn)品分布來看,中國數(shù)控機床主要以金屬切削機床為主,占比53%。金屬成形機床、特種加工機床、其他機床分別占比29%、17%、2%。
02
機床到底有多重要?
機床產(chǎn)業(yè)正支撐著國家的工業(yè)體系。
機床通過鑄造、切削等多種方式對工業(yè)生產(chǎn)中各種所需的零部件進行加工,進而生產(chǎn)出設(shè)備。機床行業(yè)的強大與否,是衡量該國家制造業(yè)發(fā)展水平乃至經(jīng)濟發(fā)展水平的重要依據(jù)。
根據(jù)機床工具工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,機床行業(yè)產(chǎn)值在2011年達到峰值285億美元(按美元對人民幣1:7計算約1995億人民幣),在國民經(jīng)濟中占比較低。但如果從機床行業(yè)支撐的產(chǎn)業(yè)總值來計算,機械制造業(yè)中有接近1/3的零部件由機床加工完成,而2021年國內(nèi)機械制造業(yè)總產(chǎn)值約26萬億元,則可計算出機床行業(yè)支撐的產(chǎn)業(yè)總值接近9萬億人民幣。
國內(nèi)機床產(chǎn)值 圖/機床工具工業(yè)協(xié)會
而其中最尖端的五軸機床,屬于大國重器,對國防安全有著重大戰(zhàn)略意義。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床作為數(shù)控機床中的尖端產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于航天航空、國防軍工等高端復雜領(lǐng)域。五軸聯(lián)動是指機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,五軸同時運動,來任意調(diào)整刀具或工件的姿態(tài),實現(xiàn)對空間復雜型面的加工。相較于使用三軸與四軸聯(lián)動的普通數(shù)控機床,其優(yōu)勢在于加工精度更高,適用于更復雜的加工場景和可滿足更高效高動態(tài)加工方式。
五軸聯(lián)動示意圖/科德數(shù)控招股說明書
五軸聯(lián)動技術(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)動機葉輪、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,對國防安全具有戰(zhàn)略性意義。
從當前全球數(shù)控機床市場分布來看,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)控機床市場規(guī)模為5724.05億元。2021年中國數(shù)控機床市場規(guī)模為2687億元,同比增長8.65%,預(yù)計2022年市場規(guī)模約為2957億元。
然而,目前國內(nèi)的高端產(chǎn)品仍依賴進口。
目前,我國數(shù)控機床企業(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)控機床國產(chǎn)化率約82%,中檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率約65%,高檔數(shù)控機床國產(chǎn)化率僅約6%。
2021年我國金屬加工機床進口額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床進口主要來源于日本、德國、中國臺灣等國家和地區(qū),2021年三者進口額合計占比超70%,機床進口高度集中的特點可能會帶來高端機床裝備和關(guān)鍵功能部件的供應(yīng)風險,同時核心技術(shù)可能面臨“卡脖子”問題。
其中最尖端的五軸聯(lián)動數(shù)控機床,從過去的“巴統(tǒng)清單”到現(xiàn)在的“瓦森納協(xié)定”,發(fā)達國家更是一直將其作為戰(zhàn)略物資實施嚴格的技術(shù)封鎖。目前,五軸聯(lián)動數(shù)控機床的核心技術(shù)仍掌握在歐美及日韓企業(yè)手中,且對出口機床進行嚴格的監(jiān)控管理。
高端機床裝備產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈能否實現(xiàn)自主可控、安全高效是構(gòu)建新發(fā)展格局的一個關(guān)鍵問題,突破高端數(shù)控機床技術(shù)自主可控迫在眉睫。
03
政策端不斷加碼
推動機床領(lǐng)域前行
2018年中美貿(mào)易戰(zhàn)后,國內(nèi)自主可控意識逐步增強;而機床作為制造業(yè)自主可控最緊迫的一環(huán),扶持政策頻繁出臺:
2018年11月,機床行業(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)技能提升行動計劃實施方案》提出要在2年內(nèi)開展各類職業(yè)技能培訓50萬人次以上的要求。
2021年8月,國資委黨委擴大會議指出要重點扶持工業(yè)母機行業(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、車銑復合加工中心、高精度數(shù)控磨床等工作母機。
2022年下半年以來,扶持政策出臺更是越來越頻繁。
首先是機床行業(yè)專項政策:一、2022年9月18日,首批機床ETF——華夏中證機床ETF和國泰中證機床ETF獲證監(jiān)會批準,涉及主機廠、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)能力突出的機床企業(yè)提供直接融資便利。目前華夏和國泰中證機床ETF規(guī)模分別達5.2和12.2億元。
二、2022年9月27日,首個中國主導的機床數(shù)控系統(tǒng)系列國際標準ISO23218-2正式發(fā)布,表明我國在04專項支持下建立的“高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)標準體系”成果得到了國際認可,能夠助力國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)產(chǎn)品的推廣。
其次對于制造業(yè)扶持力度的加強,機床同樣受益:一、2022年9月22日,財政部、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,允許當年一次性全額在計算應(yīng)納稅所得額時扣除,并允許在稅前實行100%加計扣除。
二、人民銀行貨幣政策委員會2022年第三季度例會明確提出,引導金融機構(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)備更新改造專項再貸款,額度2000億元以上,專項支持金融機構(gòu)以不高于3.2%的利率向制造業(yè)、社會服務(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,二十大報告強調(diào)突出:將經(jīng)濟發(fā)展著力點放到實體經(jīng)濟,加快建設(shè)制造強國;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)控機床的自主可控。
與此同時,機床需求端也在迎來爆發(fā)。
04
制造業(yè)升級、疫情推動自動化
加速機床需求爆發(fā)
3年預(yù)計市場增幅將達1.13倍,機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)控機床等智能制造裝備,故而將成為數(shù)控機床行業(yè)新的增長點。
根據(jù)科德數(shù)控招股書披露,飛機整機制造具備產(chǎn)業(yè)鏈帶動效應(yīng),是國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要契機,期間對五軸高端數(shù)控機床等高端制造裝備的需求將進一步增加,同時產(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遇。
與此同時,疫情后工業(yè)自動化生產(chǎn)優(yōu)勢明顯,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)自動化生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品需求不斷增加。2022年9月工業(yè)機器人產(chǎn)量為43009臺,同比增長48.28%;1-9月,工業(yè)機器人累計產(chǎn)量為322544臺,同比增長20.04%,同比增速有所回升。隨著機器替代人的進程不斷加速,工業(yè)母機結(jié)合工業(yè)機器人、激光設(shè)備的技術(shù)不斷增加,將加速推動工業(yè)母機需求。
工業(yè)機器人月度產(chǎn)量及增速 圖/iFind
而從機床數(shù)控化率角度,國外發(fā)達國家機床數(shù)控化率較高,日本機床數(shù)控化率維持80%以上,德國和美國機床數(shù)控化率均超過70%。根據(jù)日本機床工業(yè)數(shù)據(jù),2021年日本機床數(shù)控化率為83.30%。
盡管中國金屬切削機床和金屬成形機床數(shù)控化率呈上升趨勢,2021年國內(nèi)數(shù)控化率分別為44.90%、11.40%,國內(nèi)機床數(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,我國數(shù)控機床市場規(guī)模未來將穩(wěn)定較快增長,到2024年將達到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)控機床上游為其運作所需設(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)控機床產(chǎn)品,主要以金屬切削機床、金屬成型機床、特種加工機床為主。下游數(shù)控機床應(yīng)用領(lǐng)域方面,汽車使用占比較高,占比40%,航天航空、模具和工程機械行業(yè)占比分別為17%、13%、10%。
相信在數(shù)控機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)將會迎來一波較為優(yōu)質(zhì)的發(fā)展時期。