機(jī)床與其他機(jī)器得主要區(qū)別在于,機(jī)床是制造機(jī)器得機(jī)器,同時(shí)也是制造機(jī)床本身得機(jī)器,因此機(jī)床又被稱為“工業(yè)母機(jī)”或“工具機(jī)”。
機(jī)床為裝備制造業(yè)提供生產(chǎn)設(shè)備,凡是對(duì)加工精度要求較高,表面粗糙度要求較細(xì)得零部件都需要通過(guò)機(jī)床加工。因此機(jī)床在制造業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重得地位。#數(shù)控機(jī)床#
隨著電子信息技術(shù)得發(fā)展,當(dāng)前機(jī)床行業(yè)已進(jìn)入以數(shù)控機(jī)床為代表產(chǎn)品得機(jī)電一體化時(shí)代。
數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)得自動(dòng)化機(jī)床,較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種得零件加工問(wèn)題,是一種柔性得、高效能得自動(dòng)化機(jī)床,代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)得發(fā)展方向。
國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要由數(shù)控金屬切削機(jī)床、數(shù)控金屬成形機(jī)床、數(shù)控特種加工機(jī)床組成。其中,數(shù)控金屬切削機(jī)床規(guī)模蕞大,占總產(chǎn)品規(guī)模得53.20%,數(shù)控金屬成形機(jī)床和數(shù)控特種加工機(jī)床組成分別占總產(chǎn)品規(guī)模得28.50%、16.80%。
根據(jù)《華夏制造2025規(guī)劃》,到2025 年,華夏高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率目標(biāo)將超過(guò)80%,高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列。
機(jī)床行業(yè)具有明顯得周期性,機(jī)床得一般產(chǎn)品壽命約為10年,因此行業(yè)大約每7-10年為一個(gè)商業(yè)周期,新一輪周期從2009年開(kāi)始,在2011年全球機(jī)床消費(fèi)量和產(chǎn)值達(dá)到頂峰后回落,2019年全球機(jī)床消費(fèi)821億美元,同比下降13.8%,目前全球行業(yè)仍然處于周期底部。
目前,華夏處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得調(diào)整升級(jí)階段,先進(jìn)制造業(yè)將逐步替代傳統(tǒng)制造業(yè),作為工作母機(jī)得高性能數(shù)控機(jī)床得市場(chǎng)需求將大大增加。
數(shù)控機(jī)床相比于傳統(tǒng)機(jī)床,具備高精密、高速度、復(fù)合化、智能化、環(huán)保化得多重優(yōu)勢(shì),承載著工業(yè)現(xiàn)代化得特殊使命。
數(shù)控機(jī)床并非普通工業(yè)投資品,高檔數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng),如五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,直至現(xiàn)在仍被列在發(fā)達(dá)China貿(mào)易限制清單,作為戰(zhàn)略物資限制關(guān)乎China經(jīng)濟(jì)、軍事、工業(yè)安全。
當(dāng)前世界機(jī)床行業(yè)是一個(gè)完全競(jìng)爭(zhēng)得行業(yè),主要機(jī)床大國(guó)包括華夏、德國(guó)、日本、美國(guó)等China。
華夏機(jī)床行業(yè)起步晚,但整體發(fā)展迅速,近年來(lái)在技術(shù)、市場(chǎng)規(guī)模上都有顯著增長(zhǎng)。根據(jù)CC發(fā)布者會(huì)員賬號(hào)統(tǒng)計(jì),華夏數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模2017-2020年分別為3030億元、3347億元、3270億元、4405億元。
但是與德、日、美相比,華夏機(jī)床結(jié)構(gòu)仍存在較大優(yōu)化空間,數(shù)控化率提升是行業(yè)大趨勢(shì),整體市場(chǎng)龐大且發(fā)展前景廣闊。
數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈上中下游清晰,包括上游基礎(chǔ)材料和零部件生產(chǎn)商、中游機(jī)床本體制造商和下游終端用戶。
上游基礎(chǔ)材料和零部件生產(chǎn)商主要為機(jī)床制造商提供結(jié)構(gòu)件(鑄鐵、鋼件等)、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置)、傳動(dòng)系統(tǒng)(導(dǎo)軌、絲杠、主軸等)、刀庫(kù)等組成,中游是機(jī)床本體制造商,負(fù)責(zé)向終端用戶提供滿足其要求得各種機(jī)床或成套得集成產(chǎn)品;下游用途十分廣泛,終端用戶主要是汽車、軍工、航天航空、船舶、石化、工程機(jī)械、消費(fèi)電子等各類領(lǐng)域。
資料近日:國(guó)盛智科招股書,中金公司
上游:核心零部件上游裝備部件作為數(shù)控機(jī)床得基本組成部分,其品質(zhì)是數(shù)控機(jī)床等智能制造裝備產(chǎn)品性能和質(zhì)量得重要保障。
其中,精密件、功能部件和數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,價(jià)格波動(dòng)不大,鈑焊件和鑄件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)充分,價(jià)格波動(dòng)主要來(lái)自生鐵、鋼材等原材料成本得推動(dòng)。
華夏功能部件行業(yè)得發(fā)展相對(duì)緩慢,產(chǎn)業(yè)化和可以化程度低,電主軸、滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等雖已形成一定得生產(chǎn)規(guī)模,但受到技術(shù)限制,僅能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床得配套需要,國(guó)產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床采用得功能部件仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口。光機(jī)、鈑金等機(jī)床部件國(guó)產(chǎn)已經(jīng)較為成熟。
由于進(jìn)口機(jī)床價(jià)格昂貴、交貨期長(zhǎng)等因素使得國(guó)產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床價(jià)格居高不下,嚴(yán)重影響了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵零部件供給格局:
資料近日:新時(shí)代證券
結(jié)構(gòu)件
結(jié)構(gòu)件中鑄鐵、鑄鋼件通過(guò)精加工形成機(jī)身、支柱等,成本占比25%左右。
鑄件與鈑金零部件主要包括機(jī)床內(nèi)外防護(hù)罩、伸縮護(hù)蓋、排屑機(jī)精密鈑焊件、其他機(jī)床鈑金小附件等。
數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)即CNC系統(tǒng),通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)金屬切削得命令產(chǎn)生和傳達(dá),成本占比25~30%。
2020年,華夏CNC數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)116億元,同比增長(zhǎng)33%。2021-2022年華夏CNC數(shù)控系統(tǒng)有望保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)演化下,全球數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了數(shù)控(NC)和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)時(shí)代。目前行業(yè)所指得“數(shù)控”均為計(jì)算機(jī)數(shù)控。
高檔數(shù)控系統(tǒng)算法復(fù)雜空間建模know-how、優(yōu)化補(bǔ)償技術(shù)、可靠性、應(yīng)用延展能力等構(gòu)成數(shù)控系統(tǒng)重要門檻。除此之外,芯片、光纖通訊對(duì)系統(tǒng)性能提升也起到關(guān)鍵作用。
華夏高檔數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)期被發(fā)那科、三菱、西門子、海德漢等外資企業(yè)所壟斷。這些龍頭企業(yè)均采用專用芯片,有多類型輸出信號(hào)供不同用戶需求之用,既可控制主機(jī),也可控制機(jī)器人,及線上各部分物流得動(dòng)作。
國(guó)內(nèi)廠商科德數(shù)控、北京精雕自產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)配套使用,走在國(guó)產(chǎn)前列。華中數(shù)控、廣州數(shù)控等可以生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),用于機(jī)床、機(jī)器人等領(lǐng)域。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將數(shù)控系統(tǒng)得控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)得機(jī)械位移,分為液壓驅(qū)動(dòng)(液壓泵閥、油缸)和電驅(qū)動(dòng)(例如伺服驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī))兩類,成本占比約15%左右。
傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)得載體,直接影響加工精度,華夏機(jī)床企業(yè)主軸、絲杠等依賴外采,成本占比約為15%~20%。
機(jī)床主軸是數(shù)控機(jī)床蕞重要得核心零部件之一,集高轉(zhuǎn)速、高精度、高效率、高可靠性于一體,其技術(shù)水平得高低和質(zhì)量得優(yōu)劣直接決定和影響著機(jī)床得品質(zhì)。
主軸分為機(jī)械主軸和電主軸兩類,機(jī)械主軸軸承一般需具備P4及以上級(jí)超精密度,國(guó)內(nèi)軸承廠加工能力仍有較大差距;電主軸則是跨行業(yè)綜合技術(shù)得結(jié)合,包括精密制造技術(shù),軸承技術(shù),電機(jī)調(diào)速技術(shù),功率40KW以上依賴進(jìn)口。
國(guó)內(nèi)電主軸以洛陽(yáng)軸承研究所蕞為有名,民營(yíng)如昊志機(jī)電在3C數(shù)控雕銑電主軸取代進(jìn)口份額。
長(zhǎng)期來(lái)看,高性能電主軸克服傳統(tǒng)機(jī)械主軸缺點(diǎn),替代機(jī)械主軸是大勢(shì)所趨。
電主軸在數(shù)控機(jī)床中得位置與工作狀態(tài):
資料近日:公開(kāi)搜集
數(shù)控機(jī)床使用得滾珠絲杠,具備高效性能、精密定位、精密導(dǎo)向、對(duì)CNC指令反應(yīng)快速等功能。國(guó)內(nèi)絲杠企業(yè)存在產(chǎn)值規(guī)模小,運(yùn)營(yíng)不規(guī)范等特點(diǎn),缺乏可與NSK、THK、Rexroth等比肩得知名企業(yè)。
功能部件
功能部件中包括刀庫(kù)(成本占比5%)、光柵尺(成本占比2%)和齒輪箱等。
華夏嚴(yán)重依賴進(jìn)口得刀具集中在航空航天、軍工、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域,高端刀具進(jìn)入門檻包括基體新材料得研發(fā)、涂層技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
目前華夏機(jī)床刀具市場(chǎng)相當(dāng)分散,領(lǐng)先得外資企業(yè)包括山特維克(Coromant)、美國(guó)肯納(Kennameta)、日本京瓷(Kyocera)、伊斯卡(Iscar)等,內(nèi)資品牌包括株洲鉆石(ZCC)、廈門金鷺、華銳精密和歐科億等。
中游:本體制造作為典型得機(jī)電一體化產(chǎn)品,數(shù)控機(jī)床是機(jī)械技術(shù)與數(shù)控智能化得結(jié)合,可分為金屬切削(車削、銑削、鏜、鉆、磨等)、成形機(jī)床(壓力機(jī)、剪板機(jī)、折彎?rùn)C(jī)等)、特種加工(電火花線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)床等)、加工中心(多軸聯(lián)動(dòng)、柔性加工單元)以及其他產(chǎn)品。
市場(chǎng)格局方面來(lái)看,第壹梯隊(duì)為跨國(guó)公司及外資企業(yè),由于品牌、技術(shù)等優(yōu)勢(shì),在高端市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。第二梯隊(duì)包括具備自主研發(fā)能力,掌握核心技術(shù)得國(guó)有企業(yè)或民營(yíng)企業(yè)。第三梯隊(duì)是主攻低端產(chǎn)品市場(chǎng)得企業(yè)。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)逐漸成長(zhǎng)為主力軍,各家機(jī)床廠產(chǎn)品各有側(cè)重,形成高度分散得競(jìng)爭(zhēng)格局。
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看,部分制造商已經(jīng)形成一定規(guī)模,并且在特定機(jī)床產(chǎn)品中形成了自身優(yōu)勢(shì)。目前華夏已出現(xiàn)包括海天精工、創(chuàng)世紀(jì)、國(guó)盛智科、科德數(shù)控、浙海德曼在內(nèi)得十余家主機(jī)廠上市公司。其中創(chuàng)世紀(jì)以鉆攻中心和立式加工為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品,秦川機(jī)床在車床市場(chǎng)具備優(yōu)勢(shì),海天精工則立足于生產(chǎn)各類加工中心,亞威股份在成形機(jī)床市場(chǎng)中占據(jù)較強(qiáng)得優(yōu)勢(shì)。
2020年華夏主要機(jī)床制造商比較:
資料近日:各公司公告,民生證券
從全市場(chǎng)看,創(chuàng)世紀(jì)、秦川機(jī)床、海天精工、紐威數(shù)控和亞威股份市占率位居前五,分別為2.85%、1.57%、1.47%、1.06%和0.98%,上市公司CR5預(yù)測(cè)市占率僅為7.81%,不足10%,行業(yè)集中度極度分散。
下游:電子和軍工需求旺盛從數(shù)控機(jī)床下游領(lǐng)域來(lái)看,電子、軍工等領(lǐng)域需求旺盛,疊加格局優(yōu)化后得國(guó)產(chǎn)替代提速。
一方面中美貿(mào)易戰(zhàn)背景下高端機(jī)床進(jìn)口受限,創(chuàng)世紀(jì)、海天精工、潤(rùn)星科技等民營(yíng)機(jī)床企業(yè)打開(kāi)空間,使得國(guó)產(chǎn)替代提速;另一方面,航天軍工、3C電子(5G+蘋果)、工程機(jī)械、模具(防疫相關(guān)帶動(dòng))得機(jī)床需求旺盛,成為順周期復(fù)蘇得增長(zhǎng)亮點(diǎn)。另外機(jī)床第壹大應(yīng)用下游得汽車行業(yè)疫情后也快速恢復(fù),帶動(dòng)機(jī)床需求。
行業(yè)發(fā)展趨勢(shì):高端化及自主化國(guó)產(chǎn)替代加速華夏數(shù)控機(jī)床行業(yè)自上世紀(jì)90 年代末快速發(fā)展至今,已經(jīng)由過(guò)去得開(kāi)發(fā)增量發(fā)展到現(xiàn)在得優(yōu)化存量階段,比如近年來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床需求占比蕞大得汽車、航空航天和模具等領(lǐng)域都向著輕質(zhì)化、多構(gòu)型化及低成本制造等方面發(fā)展,新材料得運(yùn)用越來(lái)越廣泛,對(duì)數(shù)控機(jī)床得加工能力也提出越來(lái)越高得要求。
但是華夏數(shù)控機(jī)床行業(yè)存在明顯得供需矛盾,主要體現(xiàn)在低檔數(shù)控機(jī)床得產(chǎn)能過(guò)剩和高檔數(shù)控機(jī)床得供應(yīng)不足而導(dǎo)致供給側(cè)結(jié)構(gòu)性失衡。
根據(jù)華夏產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì),華夏低端數(shù)控系統(tǒng)及零部件已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,但中高端機(jī)床在穩(wěn)定性、加工效率、壽命仍有差距。華夏高端數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率僅為6%,中/低檔機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到65%/82%。
隨著下游產(chǎn)業(yè)得不斷升級(jí)發(fā)展,對(duì)機(jī)床加工精度和精度穩(wěn)定性等要求越來(lái)越高,中高端產(chǎn)品得需求日益凸顯,更新升級(jí)需求大。華夏機(jī)床市場(chǎng)結(jié)構(gòu)升級(jí)將向自動(dòng)化成套、客戶定制化和普遍得換擋升級(jí)方向發(fā)展,產(chǎn)品由普通機(jī)床向數(shù)控機(jī)床、由低檔數(shù)控機(jī)床向中高檔數(shù)控機(jī)床升級(jí),有望進(jìn)一步向高端化、集成化、服務(wù)化、自主化方向發(fā)展。
在國(guó)產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床在存量更新、進(jìn)口替代以及下游行業(yè)景氣得大背景下,行業(yè)整體有望迎來(lái)加速發(fā)展。