機(jī)床與精密制造密不可分。小到螺絲釘、大到航空母艦的制造,這其中都離不開(kāi)機(jī)床的身影。作為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的產(chǎn)業(yè),從“巴統(tǒng)清單”到“瓦森納協(xié)定”,高端數(shù)控機(jī)床被一些發(fā)達(dá)國(guó)家列入禁運(yùn)清單,對(duì)中國(guó)技術(shù)進(jìn)行封鎖和打壓。
當(dāng)下,正是中國(guó)制造業(yè)加速高端化升級(jí)發(fā)展的重要時(shí)期,被譽(yù)為工業(yè)母機(jī)的“高端數(shù)控機(jī)床”的發(fā)展水平更是關(guān)系著中國(guó)是否能夠完成從“制造大國(guó)”到“智造強(qiáng)國(guó)”的進(jìn)階。
目前,國(guó)內(nèi)機(jī)床市場(chǎng)的現(xiàn)狀如何?未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何?技術(shù)水平又到了怎樣的階段?本文將針對(duì)上述問(wèn)題一一展開(kāi)。
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國(guó)產(chǎn)機(jī)床“大而不強(qiáng)”,高端數(shù)控機(jī)床未擺脫進(jìn)口依賴
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù),作為衡量一個(gè)國(guó)家復(fù)雜精密零件制造能力技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,從“巴統(tǒng)清單”到“瓦森納協(xié)定”,西方發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)中國(guó)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。
盡管中國(guó)擁有全球最大的機(jī)床市場(chǎng),且產(chǎn)值為全球第一,但我國(guó)高端機(jī)床整體依賴進(jìn)口,市場(chǎng)呈現(xiàn)高端失手、中端爭(zhēng)奪、低端混戰(zhàn)的局面。
根據(jù)弗若斯特沙利文咨詢公司的報(bào)告顯示,在以10 萬(wàn)元內(nèi)的平床身數(shù)控機(jī)床、30 萬(wàn)元以內(nèi)的三軸立式加工中心、10萬(wàn)元內(nèi)的線切割機(jī)床等為代表的中低端機(jī)床市場(chǎng),中國(guó)幾乎占據(jù)了全球90%以上的市場(chǎng)份額。
但由于中國(guó)機(jī)床行業(yè)起步較晚,中國(guó)機(jī)床企業(yè)在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中往往是靠“量”來(lái)取勝,產(chǎn)品附加值較低,在核心技術(shù)方面與西方制造強(qiáng)國(guó)和日本之間還存在著較大的差距,暫時(shí)還未能在世界高端機(jī)床市場(chǎng)取得優(yōu)勢(shì)。
因此,中國(guó)大陸機(jī)床行業(yè)處于嚴(yán)重的貿(mào)易逆差狀態(tài)。根據(jù)Gardner Intelligence統(tǒng)計(jì),2019年,中國(guó)機(jī)床進(jìn)出口貿(mào)易逆差為28.7億美元,雖然較2017年和2018年的50多億美元有所收窄,但仍然是個(gè)不小的數(shù)目,進(jìn)口量占消費(fèi)量的32.69%,尤其是以數(shù)控機(jī)床為代表的高端機(jī)床,我國(guó)每年的進(jìn)口數(shù)量均在1萬(wàn)臺(tái)以上。其中2019年的進(jìn)口金額為29億美元。而從2019年全球機(jī)床營(yíng)收排名看,日本及歐美企業(yè)霸占了榜單的前10,中國(guó)機(jī)床行業(yè)所謂的“十八羅漢”,沒(méi)有任何一家進(jìn)入前10。
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2019年中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及發(fā)展前景分析》,2018年我國(guó)低檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率為82%,基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化;中檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率為65%,處于比較低的水平;高檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率僅為6%,主要依靠進(jìn)口。
由此可見(jiàn),目前我國(guó)機(jī)床行業(yè)的供給仍以低端產(chǎn)品為主,低端產(chǎn)品供應(yīng)能力明顯過(guò)剩,而高端產(chǎn)品供應(yīng)明顯不足,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口空間巨大。
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航空航天新能源需求爆發(fā),五軸機(jī)床市場(chǎng)前景廣闊
制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),對(duì)高端機(jī)床的需求持續(xù)擴(kuò)大。高端數(shù)控機(jī)床主要應(yīng)用于航空、航天、核、電子、船舶、兵器、能源、汽車、模具、刀具等重點(diǎn)領(lǐng)域,特別是航空航天等軍工領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)化需求強(qiáng)烈、存量市場(chǎng)規(guī)模巨大、市場(chǎng)增長(zhǎng)可期。
以航空航天領(lǐng)域?yàn)槔,五軸機(jī)床應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、起落架、葉片、機(jī)匣、壓氣機(jī)葉輪等部件加工。根據(jù)《中國(guó)商飛公司市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)(2020-2039)》,預(yù)計(jì)到 2039 年,我國(guó)累計(jì)交付9,641架客機(jī),考慮到退役等因素,2020-2039年預(yù)計(jì)交付8,725架客機(jī),價(jià)值約1.3萬(wàn)億美金。伴隨國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)逐步進(jìn)入批量制造,五軸數(shù)控機(jī)床需求有望持續(xù)提升。同時(shí)在貿(mào)易摩擦影響下,航空航天領(lǐng)域急需可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的高端機(jī)床,增量市場(chǎng)空間有望向國(guó)內(nèi)企業(yè)傾斜。
同時(shí),根據(jù)科德數(shù)控招股書披露,飛機(jī)整機(jī)制造具備產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)效應(yīng),是國(guó)內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要契機(jī),期間對(duì)五軸高端數(shù)控機(jī)床等高端制造裝備的需求將進(jìn)一步增加,同時(shí)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)將加速全球航空制造業(yè)向中國(guó)遷移,未來(lái)市場(chǎng)空間超過(guò)2.7萬(wàn)億元的維修保障、工程服務(wù)等航空后市場(chǎng)也將向國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)放,將帶來(lái)新的市場(chǎng)及機(jī)遇。
而在新能源汽車領(lǐng)域,2021年數(shù)控機(jī)床下游行業(yè)消費(fèi)占比中,汽車行業(yè)的比重最高達(dá)到約40%,是數(shù)控機(jī)床主要的下游應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2022年1至8月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成397萬(wàn)輛和386萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)1.2倍和1.1倍。在當(dāng)前新能源汽車行業(yè)高速發(fā)展,新能源汽車的產(chǎn)量與消費(fèi)量保持快速增長(zhǎng)的大環(huán)境下,車企產(chǎn)能建設(shè)需求將直接帶動(dòng)機(jī)床的銷量,同時(shí)新能源汽車車體結(jié)構(gòu)的變化將催生機(jī)床新的需求。
有種說(shuō)法是“新能源汽車是機(jī)床行業(yè)的顛覆者”。新能源汽車的動(dòng)力總成不需要內(nèi)燃機(jī)的參與,因此新能源汽車不再需要發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸和連桿等零部件。這一變化使得銑削、鉆孔、鏜削、螺紋加工、磨削、珩磨等多種復(fù)雜的金屬切削加工工藝不再需要應(yīng)用。但同時(shí),基于新能源汽車制造向輕量化、一體化轉(zhuǎn)型,一體化成形的異型結(jié)構(gòu)件有望為五軸機(jī)床應(yīng)用提供機(jī)遇。
新能源汽車的出現(xiàn)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn),新能源汽車催生的新需求勢(shì)必拓寬數(shù)控機(jī)床市場(chǎng),也有望改變機(jī)床行業(yè)傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)格局,促使國(guó)內(nèi)企業(yè)向研發(fā)更高精度的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品邁進(jìn)。
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功能部件到主機(jī)制造,國(guó)內(nèi)五軸機(jī)床技術(shù)逐漸成熟
我國(guó)機(jī)床工業(yè)落后,究其原因,是因?yàn)槲覈?guó)機(jī)床行業(yè)起步相對(duì)較晚,基礎(chǔ)比較薄弱,技術(shù)儲(chǔ)備與海外技術(shù)存在較大的差距。然而,隨著在“04 專項(xiàng)”、機(jī)床工具行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要等政策推動(dòng)和資金的大力扶持,國(guó)內(nèi)部分企業(yè)早早在高端數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域進(jìn)行布局,國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控系統(tǒng)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床均實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破,五軸機(jī)床制造技術(shù)正逐步趨向成熟。
從構(gòu)成來(lái)看,相比三軸機(jī)床,五軸機(jī)床主要增加/升級(jí)了五軸數(shù)控系統(tǒng)、擺頭、轉(zhuǎn)臺(tái)等部件,而五軸機(jī)床的制造難度也主要體現(xiàn)在對(duì)高端數(shù)控系統(tǒng)、功能部件較高的制造要求。而目前,科德數(shù)控、華中數(shù)控作為國(guó)內(nèi)首批研發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的企業(yè),高端數(shù)控系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)發(fā)那科、西門子等國(guó)際龍頭產(chǎn)品,科德數(shù)控搭載自研數(shù)控系統(tǒng)的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床已打入了航空航天等高端制造業(yè)領(lǐng)域,華中數(shù)控與豪邁數(shù)控、紐威數(shù)控、寧波海天、常州瑞其盛、東莞埃弗米等機(jī)床企業(yè)合作,在高端數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域滲透率持續(xù)提升。
需求之下,高端數(shù)控機(jī)床賽道亦出現(xiàn)了后起之秀。成立于2021年的德普數(shù)控,得益于其全球化的戰(zhàn)略以及對(duì)核心傳動(dòng)裝置和位置檢測(cè)模塊等核心零部件的自主研發(fā)能力,目前已成功研發(fā)兩款五軸機(jī)床產(chǎn)品,一款已成功向歐盟市場(chǎng)出口,一款獲得國(guó)內(nèi)客戶認(rèn)可,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。
從供應(yīng)鏈來(lái)看,目前部分制造業(yè)龍頭企業(yè)向機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈延伸,加速功能部件供應(yīng)鏈成熟。恒立液壓切入絲杠制造,利用其全球領(lǐng)先精密加工制造能力,有望實(shí)現(xiàn)對(duì)日本 NSK、德國(guó)舍弗勒等品牌的國(guó)產(chǎn)替代,在機(jī)床產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)配套。而從機(jī)床廠看,目前科德數(shù)控、埃弗米(拓斯達(dá)子公司)等已實(shí)現(xiàn)了五軸機(jī)床核心自研功能部件配套,后續(xù)機(jī)床廠自制率有望持續(xù)提升。
受益于國(guó)家政策的大力支持以及國(guó)產(chǎn)機(jī)床企業(yè)數(shù)十年的刻苦鉆研,我國(guó)已逐步突破國(guó)外技術(shù)封鎖,開(kāi)始擺脫高端五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床完全依賴進(jìn)口的不利局面。未來(lái),隨著航空航天、新能源等軍民兩端需求的不斷釋放,國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床將迎來(lái)挺進(jìn)高端市場(chǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。
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