【1】行業(yè)發(fā)展現狀

機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，是制造機器的機器，亦稱工作母機或工具機。數控機床是數字控制機床（ComputerNumericalControl，CNC）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有控制編碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。

簡而言之，數控機床就是在計算機幫助下使用數字技術控制的機床，它能自動加工出所需零件的形狀與尺寸。與普通機床相比，數控機床具有自動化程度高、加工精度高、質量穩(wěn)定、適應性強等特點。

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數控機床作為機床行業(yè)的重要分支，屬于高端制造裝備，是國家培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要領域。數控機床的水平、品種和生產能力反映了國家的技術、經濟綜合國力。

中國機床的年總產值從2000年起至今，發(fā)展較快，已經逐步趕超原來的世界機床主要生產國：美國、德國和日本，成為世界最大機床生產國。但是目前，美、德、日仍然是在數控機床科研、設計、制作和應用上技術最先進、經驗最多的國家，中國在技術上仍然存在差距。

美國的哈斯自動化公司是全球最大的數控機床制造商之一，擁有近百個型號的CNC立式和臥式加工中心、CNC車床、轉臺和分度器，致力于打造精確度更高、重復性更好、經久耐用且價格合理的機床產品。德國的瓦德里希堡公司，作為大型龍門加工中心，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統(tǒng)等各種功能部件在質量、性能上居世界前列。日本則以精密儀器見長。

與發(fā)達國家相比，我國仍然面臨著“大而不強”、產業(yè)結構不合理、自主創(chuàng)新能力不足等多項挑戰(zhàn)。生產上我國主要以中低端產品為主，80%高端數控機床需要依賴于進口。而且，新產品開發(fā)能力和制造周期還滿足不了國內用戶需要，零部件制造精度和整機精度的保持性、可靠性尚需改善，尤其是在與大型機床配套的數控系統(tǒng)和功能部件（如刀庫、滾珠絲杠、線性導軌、兩坐標銑頭等部件頭等部件），還需要境外廠家配套滿足。

但是隨著政策的支持和推進，中國的數控機床技術也在逐步提高，尤其是中高檔裝備水平迅速提升。目前，高速龍門五軸加工中心等20多類產品基本達到國際先進水平，具備替代進口產品的水平；精密臥式加工中心擁有自主知識產權和柔性制造系統(tǒng)核心技術；高速、復合等高檔數控加工中心已完成階段性研發(fā)；多通道、多軸聯動等高性能數控系統(tǒng)系列產品打破國外技術壟斷，主要技術指標已基本達到國際主流高檔數控系統(tǒng)的水平，實現了為多種高速、精密數控機床配套。

另外，高檔數控系統(tǒng)在重點軍工企業(yè)實現小批量應用，開發(fā)的標準型數控系統(tǒng)實現了批量生產，國內市場占有率從10%提高到25%。

【2】行業(yè)發(fā)展趨勢

《中國制造2025》規(guī)劃中明確提出“高端數控機床與基礎設施裝備”的目標——到2020年，高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過70%；數控系統(tǒng)標準型、智能型國內市場占有率分別達到60%、10%，主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率達到50%；到2025年，高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過80%。高檔數控機床與基礎制造裝備總體進入世界強國行列。

《十三五國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出“戰(zhàn)略性新興產業(yè)包括新一代信息技術、高端制造、生物、綠色低碳、數字創(chuàng)意等，形成5個產值規(guī)模10萬億元級的新支柱，并在更廣領域形成大批跨界融合的新增長點，平均每年帶動新增就業(yè)100萬人以上”。根據上述目標，我國的數控機床將往開發(fā)“更精密、更高速、更高效、更智能化、規(guī)模更大”的方向發(fā)展。

1）高速化、高精度化

速度和精度是數控機床的兩個重要指標，直接關系到產品的質量、檔次和在市場上的競爭能力。由于國防、航空、航天等數控機床的下游行業(yè)有著高速發(fā)展的需求，所以對數控機床的速度和精度要求越來越高。數控機床的高速化主要體現在主軸轉速、進給率、運算速度及換刀速度等指標的提升；高精度化也已經不局限于靜態(tài)的幾何精度，而更多地表現為CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術精度及網格解碼器檢查和加工中心運動軌跡精度等方面的提高。

2）高可靠性

數控機床的可靠性較大程度上取決于數控系統(tǒng)各伺服驅動單元的可靠性。數控系統(tǒng)將利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路，采用更高集成度的電路芯片，以減少元器件的數量，提高可靠性。通過硬件功能軟件化，適應各種控制功能的要求，同時通過硬件結構的模塊化、標準化、通用化及系列化，提高硬件的生產批量和質量。

3）智能化

由于智能化能夠使數控機床在加工過程中保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，同時也提高數控機床的使用壽命和設備的生產效率，數控系統(tǒng)也將向智能化方向發(fā)展。未來數控機床將具有加工過程的自適應控制、負載自動識別、工藝參數自生成、運動參數動態(tài)補償、智能診斷、智能監(jiān)控等功能。在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對數控機床本身以及與其相連的各種設備進行自我診斷，一旦出現故障，立即進行故障報警，及時進行故障排除，并自動進行相應的保護。

4）多功能化

為了滿足不斷提高的生產率和加工精度的要求，數控機床的多功能需求應運而生。數控機床將配有自動換刀機構的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工。數控機床還可采用多主軸、多面體切削，同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。采用了多CPU結構和分級中斷控制方式的數控系統(tǒng)還可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現所謂的“前臺加工，后臺編輯”。

【3】行業(yè)產業(yè)鏈分析

數控機床的上游產業(yè)主要是光機、數控系統(tǒng)和功能部件（主軸、銑頭、絲杠等）。光機、鈑金等機床部件的生產在國內發(fā)展已經較為成熟，主要從國內采購。而中高檔數控系統(tǒng)和核心功能部件的目前主要依賴進口，但國產市場份額呈增長趨勢，所以總體上其市場結構和價格保持穩(wěn)定。目前，整個上游市場已經較為成熟，供應穩(wěn)定。

1）數控系統(tǒng)

數控系統(tǒng)是數控機床的核心，現代數控裝置均采用CNC（ComputerNumericalControl）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現數控功能，因此又稱軟件數控（SoftwareNC）。該領域的供應商包括日本三菱、日本發(fā)那科、德國西門子、臺灣新代數控系統(tǒng)、臺灣寶元系統(tǒng)、華中數控系統(tǒng)等品牌。

控制系統(tǒng)的核心技術掌握在日本三菱、日本法那科、德國西門子這幾家大的控制系統(tǒng)供應商手中，國有廠商的市場份額很小，整個行業(yè)對國外控制系統(tǒng)都存在較大的依賴性。國產中檔數控系統(tǒng)國內市場占有率只有35%，高檔數控系統(tǒng)95%以上依靠進口。目前國內所用的數控系統(tǒng)主要為日本三菱系統(tǒng)、日本發(fā)那科系統(tǒng)、德國西門子系統(tǒng)。

2）主軸

主軸分為高轉速主軸（20,000轉及以上）和普通主軸（16,000轉及以下）。國外高轉速主軸一般采用機械式電主軸，主要品牌為西門子、飛馬等，國內高轉速電主軸主要生產廠商為昊志。同時，也為國內機床生產廠商主要采用的品牌。普通主軸的國內機床生產廠商主要采用臺灣品牌如羅翌、睿瑩、丹銓等，其中?，撝鬏S在國內市場占比較高。國產主軸主要運用在低轉速機型上面，且市場占有率較低。

3）絲桿線軌

絲桿線軌目前國外品牌主要是力士樂、英那、THK；臺灣品牌主要為銀泰、上銀。

4）刀庫

【4】行業(yè)應用領域

國外機床生產廠商幾乎自主生產、自主裝配刀庫（例如：德瑪吉、發(fā)那科、尼古拉斯），極少部分流通市場。目前國內機床生產廠家大部分采購臺灣品牌的刀庫。

數控機床的下游涉及產業(yè)較多，主要包括汽車、船舶、軍工、軌道交通、航天航空、電子通訊設備、模具等。軍工、軌道交通和航天航空、模具高速發(fā)展的需求以及國家政策的支持，下游將帶動上游，使得對高端數控機床的需求不斷增長。

1）汽車行業(yè)

隨著全球分工體系的確立和汽車制造產業(yè)的轉移，我國汽車工業(yè)把握住這一歷史機遇并實現跨越式的發(fā)展，現已成為全球汽車工業(yè)體系的重要組成部分。從2003年至2017年，中國汽車產銷量都大幅提高，產銷量均已超過2500萬輛，不僅具有強大的生產力，還有廣大的市場需求。

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而且隨著特斯拉、比亞迪“秦”等新能源汽車陸續(xù)上市并得到市場的廣泛認可，新能源汽車同傳統(tǒng)動力汽車都有著高速發(fā)展的需求，對高精密大型機床的需求量也隨之上升。尤其是汽車制造中的革新技術，“汽車渦輪增壓”，其所需的小葉輪片加工、汽車輪轂的整體加工，以及汽車剎車盤都需要高速立式加工中心，而且汽車輪轂的整體鑄造和直接產品加工還需要立式五軸數控機床、龍門五軸加工中心來提高其安全性能。

2）航天航空

目前，全球航空業(yè)回暖，客運量貨運量持續(xù)上漲，中國更是發(fā)展迅速。十年間，中國民航貨郵運輸量由400萬噸/年增長到700萬噸/年，中國民航客運量由不到20,000萬人/年，快速增長到超過50,000萬人/年。因此，國內市場仍然具有較大潛力，有繼續(xù)增長的趨勢，尤其是航天航空行業(yè)的需求。

而且，中國與美國貿易戰(zhàn)打響。中國運營的一半商用客機都是波音生產的，隨著中國客運量和貨運量加速增長，對于航天航空的高速發(fā)展迫在眉睫，這將有利于帶動機床需求量。航空航天領域需要購置大批高速、高精、復合數控機床、五軸加工中心以及大型龍門加工中心等關鍵制造設備。

如C919大飛機項目，總投入達2,000億元，其中用于制造能力建設方面的投資預計為300億元。其對高端機床要求極高，需要精密、高速、能夠處理異形復雜的加工，而且現代高效刀具也是機床必備。

3）城市軌道交通

中國城市軌道交通從2010年到2017年發(fā)展迅速，從1500公里左右發(fā)展到5000公里左右。根據2017年正式發(fā)布的《全國城市市政基礎設施規(guī)劃建設“十三五”規(guī)劃》，我國首次針對城市市政基礎設施制定的五年規(guī)劃。

以2020年為時間點的“十三五”期間，我國將實施城市路網加密、軌道交通、綜合管廊、黑臭水體治理、排水防澇設施、海綿城市建設等12項市政基礎設施重點工程。規(guī)劃提出，超大城市和特大城市應積極建設城市軌道網絡，符合條件的大城市應當結合城市發(fā)展和交通要求因地制宜建設城市軌道交通系統(tǒng)，“十三五”期間共新增城市軌道交通運營里程3000公里以上。

城市軌道交通的大規(guī)模建設和規(guī)劃，必將帶動機床加工的需求增加。以高速和提速、重載為重點的中國鐵路建設與改造已經步入了發(fā)展的快車道。軌道交通對機床的需求也是多方位的：一個是機車（電力機車和電傳動內燃機車）和車輛制造，另一個是車輪和車軸制造機日常維護，以及軌道加工和高速鐵路軌枕加工等。軌道交通的發(fā)展既需要通用數控機床，也需要專用數控機床。

4）模具行業(yè)

近年來我國模具產業(yè)實現了快速增長，我國模具行業(yè)銷售總額從2009年的980億元上升到2016年的1,840億元，年復合增長率達到了9.58%。但目前我國以大型、精密、復雜模具為主要代表的高技術含量模具自給率還較低，大部分仍然依靠進口，2009年至今，我國每年進口模具均為20億美元左右，多為高檔精密模具。但2013年至2016年我國每年進口模具在不斷地減少，一定程度上說明我國模具行業(yè)經過結構調整，模具產品也正在朝高附加值、高水平方向邁進?！?/p>

隨著模具行業(yè)的工業(yè)調整，模具的性能、精度等標準也將持續(xù)提高，模具行業(yè)對高端數控機床的需求將會增加。在模具加工過程中，需要使用的機床包括數控銑床、高精度加工中心、精密磨床等，并且其對機床的要求高，要求機床保持高動態(tài)精度、高剛性和高可靠性。