“工业母机”迎来下一个发展周期?有哪些发展趋势?

发布作者:尹福臣浏览次数:

“工业母机”主要是指数控机床,是制造业高端突破的重点领域。伴随着我国推进制造业转型升级,数控机床一直是一个热点产业领域,成为很多地方产业招商的重点方向。近期,工业母机概念上市公司的表现较为活跃,让我们又关注到这一产业。走过爆发期进入爬坡期的数控机床产业,能否通过技术升级实现新的市场突破?未来的数控机床产业有哪些发展趋势?本文结合上市公司和典型园区研究做一些分析,希望感兴趣的朋友共同探讨交流。

一、“工业母机”迎来下一个发展周期?

数控机床就是数字化控制的机床,可以分为金属切削类机床、金属成形类机床、特种加工类机床、测量绘图类机床,产品类别规格众多,行业应用场景广泛。其中,金属切削类机床品类最多,包括车、铣、钻、镗、磨等不同功能的数控机床,也包括立式加工中心、卧式加工中心、多轴联动加工中心等复杂的加工中心产品。

2000年以来,随着中国制造业的规模上升、结构转型,数控机床产业也经历了规模扩张、结构调整,目前已经进入整合升级的新发展阶段,有望迎来下一个发展周期。下面从四个方面看一下数控机床产业的市场态势和发展前景。

一是从政策支持看,数控机床是中国制造业升级的关键,是必须突破的卡脖子技术,政策支持力度不断加码。《中国制造2025》明确提出,2025年中国的关键工序数控化率提升到64%,而2021年国内机床数控化率为44.9%,这意味着未来几年数控机床产业必须要加速发展。

二是从行业应用看,数控机床下游应用广泛,包括国防军工、石油化工、船舶、纺织、电子、汽车等行业。随着中国制造业加速转型,精密模具、新能源、新能源汽车、航空航天、轨道交通、3D打印、生物医药等新兴产业迅速崛起,将为数控机床带来新的市场增长点。

三是从存量更新看,数控机床的一般产品寿命约为10年,大约每7-10年为一个商业周期。中国机床行业上一个销售高峰在2011年前后,2020年是机床行业10年周期的拐点,从2021年开始进入更新换代的起点。据统计,10年以上使用年限的机床约占存量机床的30%,未来几年每年更新需求有望达千亿元级别。

四是从市场表现看,国内外市场都受到需求结构调整、下游领域不景气的影响,2018年以来数控机床产业市场需求呈现波动性收缩,加上新冠疫情影响,2020年产业市场规模降到低点。随着国内稳增长政策的加码,2021年中国市场规模有较大幅度回升,达到3719.3亿元,2022年仍保持较快发展势头。


我们看下龙头企业创世纪的发展情况,从2017到2021年,前4年营业收入是下降的,2020年受疫情影响下降较多,2021年开始恢复增长;从毛利率看,这几年的毛利率水平是先降后升,2021年毛利率水平已超过2017年。这也显示了整个行业的发展环境开始好转。


二、“工业母机”行业的四大发展趋势

在步入下一个发展周期的过程中,“工业母机”行业也呈现出一些新的发展特征和趋势,一是由需求升级引领的高端化发展,二是由技术积累推动的国产化替代,三是由龙头民企引领的集中化趋势,四是由产业融合推动的分散化布局。

1、需求升级引领的高端化发展

根据数控机床的性能不同,分为高档数控机床、中档数控机床、低档数控机床,高档数控机床具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能。随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,数控机床向高速化、高精度化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化等方向发展。数控机床不断融合物联网、机器人、人工智能等技术,由数控机床单机向包括机器人上下料、在线检测功能的制造单元和成套系统转变。

从产品需求看,高端数控加工中心、高端五轴联动数控机床等,成为重点的需求升级方向。目前,数控加工中心是世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一,市场规模不断扩大。大部分龙头企业如创世纪、秦川机床、海天精工、日发精机、沈阳机床、华东数控、国盛智科、青海华鼎等,都是以加工中心为主形成了多元化产品战略。从新的产能布局上看,创世纪、海天精工、秦川机床等多家企业都在布局高端数控机床生产基地。

从政策支持看,重点发展推动产业升级的技术产品,包括电子信息、航空航天、船舶及海洋工程装备、轨道交通装备、汽车关键零部件、大容量电力装备、工程及农业机械等领域的关键制造装备、成套加工装备等。比如在航空航天大型结构件方面,重点开发铝/镁/钛/高温合金等难加工材料用的多轴联动龙门数控铣床、五坐标蒙皮镜像加工机床;在航空发动机方面,重点开发针对叶片、叶轮、涡轮盘、机匣、主轴等关键零部件加工用的精加工卧式加工中心、车铣中心、镗床、内外圆磨机床等产品。


2、技术积累推动的国产化替代

数控机床是中国制造业发展的一个软肋,我们经常能看到这样的表述,比如我国机床整体国产化率不足70%,中高端机床国产化率约为20%,高端机床国产化率不足10%;比如中美贸易摩擦加大高端数控机床的进口限制,部分高端五轴联动数控机床无法从国外进口。同时,我们也看到了一些可喜的变化,国内数控机床企业在重点产品、关键技术等方面不断实现突破。

从产品发展看,数控磨床、卧式加工中心、龙门加工中心等产品对进口依赖较大,数控车床、立式加工中心等产品已基本实现国产替代。国产数控车床已实现主轴、刀塔、尾座等核心部件的自主生产,具备与国外同行竞争的实力。高端数控机床仍是国产替代的重点,在《“十四五”智能制造发展规划》中明确提出,要研发智能立/卧式五轴加工中心、车铣复合加工中心、高精度数控磨床等工作母机。

从关键技术看,目前国内企业在核心零部件、数控系统等方面取得一定的进步,在中低端产品实现进口替代;在中高档数控机床方面,关键零部件有一些突破,包括数控系统、传动系统中的丝杠、线轨、刀具以及机床主轴、光栅尺、解码器等。在PLC、数控装置、伺服系统等高端数控机床核心部件领域,国产中档系统技术正趋向成熟,目前市场占有率近50%,国产化趋势不断扩大。

目前国内头部机床企业均积极布局核心部件自制,同时大量的功能部件和零部件企业成长起来,国内功能部件供应链也逐渐迈向成熟,主轴、刀具、滚动功能部件等供应商技术实力不断提升,PLC、数控装置、伺服系统的主流供应商如雷赛智能等已经脱颖而出。


3、龙头民企引领的集中化趋势

目前,我国数控机床行业的竞争格局仍比较分散,以市场最大的金属切削机床看,包括内资企业和外资企业,2020年TOP10的数控机床厂商市场份额为30.4%,市场份额最大的企业只占5%,大部分企业的市场份额不到2%。

在我国机床厂商中,以“十八罗汉”为主的国有机床厂商长期占据主导地位,但是近十年来,这些国企机床厂商市场竞争力和份额处于不断下降趋势,一批具备核心技术的新兴民营机床企业开始崛起,并积极抢占中高档数控机床市场。到2020年,国内前十大机床上市公司中已基本都是民营企业,行业优势企业正逐渐扩大市场份额。

从我国众多跻身世界前列的行业发展看,大多经过产业爆发、调整到整合升级的过程,数控机床产业也将经历这一过程。近年来,国内龙头机床企业加快扩张,如创世纪等在全国多地布局生产、营销和服务基地。未来数控机床产业的集中化趋势,将来自产品驱动、技术驱动、生态驱动等多方面的作用力,龙头企业的竞争,将看谁在新兴行业应用、新的应用场景率先突破,谁能构建出平台化的技术创新机制和产业生态圈。

 链接:广东创世纪智能装备集团  

创世纪的产品面向众多行业领域进行销售,一是通用领域,包括汽车零部件、模具、医疗器械、轨道交通、航空航天、石油化工装备、船舶重工等诸多领域;二是新能源领域,包括电池外壳、光伏、风电等诸多领域;三是3C供应链领域,包括5G产业链等。

从生产布局看,公司总部位于深圳,拥有深圳、苏州、东莞、宜宾四大产业制造基地,目前正在加快推进东莞沙田和四川宜宾产业园建设。苏州基地以通用机型为主,东莞一期基地、宜宾基地以3C机型为主,湖州基地以通用机型为主。

其中,湖州基地于2021年开始建设,用地面积约340亩,总投资18亿元,建设立式、卧式、龙门加工中心生产线,将打造高端数控机床华东制造基地。


4、产业融合推动的分散化布局

我国数控机床产业总体围绕金属加工和机电产业集聚的城市布局,呈现“小集聚、大分散”的空间格局。从区域分布看,我国已经形成了长三角、珠三角、环渤海、中西部四个主要的集聚区,每个数控机床产业集聚区都有一些重点企业。

环渤海地区、中西部地区的产业集聚,主要是由传统机床企业成长驱动的,如宝鸡数控机床产业基地,以秦川机床、宝鸡机床等龙头企业为主,集聚整机生产和零部件配套企业130多家,基本形成了从铸锻件、铆件到机加件总成、功能配套件的全产业链供给系统。

长三角地区、珠三角地区的产业集聚,主要是由新兴民营企业成长驱动的,形成了多个数控机床产业集群,浙江主要分布在宁波、绍兴、嘉兴、台州、温州等多个城市,江苏主要分布在苏州、南京、扬州、南通、无锡、常州、泰州等多个城市,山东主要分布在济南、枣庄、泰安、济宁、烟台等多个城市,广东主要分布在广州、深圳、佛山、东莞、中山等多个城市。

数控机床产业的集聚发展,受历史发展、下游需求、科研资源、配套产业集聚等诸多因素的影响,形成了各具特色的集聚模式,如台州玉环形成经济型数控机床产业基地,泰州形成数控切割机床产业基地,枣庄滕州形成中小型数控机床产业集聚,佛山形成金属成型数控机床的产业集聚。随着我国制造业的结构和布局调整,与各地制造业集群调整和升级相适应,数控机床产业也将呈现新的集聚特征。

 链接:南京六合数控机床产业园  

南京六合数控机床产业园创建于2002年,位于六合区雄州街道,规划面积10平方公里。目前拥有以台资为主的数控机床及配套厂70多家,形成了完整的模具、铸造、机加工、热处理、研磨、精密数控机床生产加工产业链。主要产品涵盖PCB成型机、PCB钻孔机,专用机床、立卧加工中心、立式龙门导轨平面磨床、数控车床等,代表企业有大量数控、肯迈得机床、颖元科技、嘉翼精密机器等。

关于它的发展策略,我们重点强调三点:一是从早期的项目供地到建设产业载体,在建的产业载体包括6万平方米的数控机床标准化厂房、5万平方米的数控机床研发中心、26万平方米的高端装备产业园等。二是建设立卧转换复合加工中心及工程技术研究中心等服务平台。第三点是园区聘请了8名数控机床领域专家作为产业发展顾问,借助专家的知识经验,以第三方的专业视角和顾问,参与园区的产业定位、项目招商、运营服务等工作。


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