【1】行業(yè)發(fā)展現(xiàn)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(shù)控機床是數(shù)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(shù)控機床就是在計算機幫助下使用數(shù)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(shù)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。

圖片源于網(wǎng)絡

數(shù)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(chǎn)業(yè)的重要領域。數(shù)控機床的水平、品種和生產(chǎn)能力反映了國家的技術、經(jīng)濟綜合國力。

中國機床的年總產(chǎn)值從2000年起至今，發(fā)展較快，已經(jīng)逐步趕超原來的世界機床主要生產(chǎn)國：美國、德國和日本，成為世界最大機床生產(chǎn)國。但是目前，美、德、日仍然是在數(shù)控機床科研、設計、制作和應用上技術最先進、經(jīng)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(shù)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(jīng)久耐用且價格合理的機床產(chǎn)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(shù)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(chǎn)業(yè)結構不合理、自主創(chuàng)新能力不足等多項挑戰(zhàn)。生產(chǎn)上我國主要以中低端產(chǎn)品為主，80%高端數(shù)控機床需要依賴于進口。而且，新產(chǎn)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(shù)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(shù)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(chǎn)品基本達到國際先進水平，具備替代進口產(chǎn)品的水平；精密臥式加工中心擁有自主知識產(chǎn)權和柔性制造系統(tǒng)核心技術；高速、復合等高檔數(shù)控加工中心已完成階段性研發(fā)；多通道、多軸聯(lián)動等高性能數(shù)控系統(tǒng)系列產(chǎn)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(shù)控系統(tǒng)的水平，實現(xiàn)了為多種高速、精密數(shù)控機床配套。

另外，高檔數(shù)控系統(tǒng)在重點軍工企業(yè)實現(xiàn)小批量應用，開發(fā)的標準型數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，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(shù)控機床與基礎設施裝備”的目標——到2020年，高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過70%；數(shù)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(shù)控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過80%。高檔數(shù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)包括新一代信息技術、高端制造、生物、綠色低碳、數(shù)字創(chuàng)意等，形成5個產(chǎn)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(jù)上述目標，我國的數(shù)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(shù)控機床的兩個重要指標，直接關系到產(chǎn)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(shù)控機床的下游行業(yè)有著高速發(fā)展的需求，所以對數(shù)控機床的速度和精度要求越來越高。數(shù)控機床的高速化主要體現(xiàn)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(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，而更多地表現(xiàn)為CNC系統(tǒng)控制精度、誤差補償技術精度及網(wǎng)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(shù)控機床的可靠性較大程度上取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅動單元的可靠性。數(shù)控系統(tǒng)將利用大規(guī)?；虺笠?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(shù)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(chǎn)批量和質量。

3）智能化

由于智能化能夠使數(shù)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(shù)控機床的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率，數(shù)控系統(tǒng)也將向智能化方向發(fā)展。未來數(shù)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(shù)自生成、運動參數(shù)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(shù)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(xiàn)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(chǎn)率和加工精度的要求，數(shù)控機床的多功能需求應運而生。數(shù)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(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工。數(shù)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(shù)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(xiàn)所謂的“前臺加工，后臺編輯”。

【3】行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

數(shù)控機床的上游產(chǎn)業(yè)主要是光機、數(shù)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(chǎn)在國內發(fā)展已經(jīng)較為成熟，主要從國內采購。而中高檔數(shù)控系統(tǒng)和核心功能部件的目前主要依賴進口，但國產(chǎn)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(jīng)較為成熟，供應穩(wěn)定。

1）數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心，現(xiàn)代數(shù)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(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)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(shù)控系統(tǒng)、臺灣寶元系統(tǒng)、華中數(shù)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(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國內市場占有率只有35%，高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進口。目前國內所用的數(shù)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(chǎn)廠商為昊志。同時，也為國內機床生產(chǎn)廠商主要采用的品牌。普通主軸的國內機床生產(chǎn)廠商主要采用臺灣品牌如羅翌、睿瑩、丹銓等，其中睿瑩主軸在國內市場占比較高。國產(chǎn)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(chǎn)廠商幾乎自主生產(chǎn)、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(chǎn)廠家大部分采購臺灣品牌的刀庫。

數(shù)控機床的下游涉及產(chǎn)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(shù)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(chǎn)業(yè)的轉移，我國汽車工業(yè)把握住這一歷史機遇并實現(xiàn)跨越式的發(fā)展，現(xiàn)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(chǎn)銷量都大幅提高，產(chǎn)銷量均已超過2500萬輛，不僅具有強大的生產(chǎn)力，還有廣大的市場需求。

圖片來源：視覺中國

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(chǎn)品加工還需要立式五軸數(shù)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)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(jù)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(wǎng)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(wǎng)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(jīng)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(shù)控機床，也需要專用數(shù)控機床。

4）模具行業(yè)

近年來我國模具產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)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(jīng)過結構調整，模具產(chǎn)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(shù)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(shù)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。