（报告出品方/作者：方正证券，李鲁靖）
1 从数控机床大国到强国，机床行业转型升级从未间断
机床作为制器之器，也被称为“工业母机”，包括车床、铣床、刨床、钻床、镗 床、磨床、制齿机等。机床制造业为各类工业提供各种机械设备，是工业化的 根本，处于产业链核心环节，因此决定着一个国家或地区的工业发展水平和综合竞争力。
1.1 全球在 1952 年进入数控机床时代，制造技术应用提高加工效率，但加工精度需厚积薄发
机床（machine tools）是指用来制造机器的机器，又被称为“工作母机”或 “工具机”。实际上，早在 15 世纪就已出现了早期的机床，1774 年英国人威尔 金森发明的一种炮筒镗床被认为是世界上第一台真正意义上的机床，它解决了 瓦特蒸汽机的气缸加工问题。至 18 世纪，各种类型机床相继出现并快速发展， 如螺纹车床、龙门式机床、卧式铣床、滚齿机等，为工业革命和建立现代工业 奠定了制造工具的基础。1952 年，世界上第一台数字控制（numerical control，NC）机床在美国麻省理工学院问世，标志着机床数控时代的开始。数 控机床是一种装有数字控制系统（简称“数控系统”）的机床，数控系统包括数 控装置和伺服装置两大部分，当前数控装置主要采用电子数字计算机实现，因 此又称为计算机数控（computer numierical control,CNC）装置.
加工效率方面，先进制造技术的不断进步及应用大大缩短了加工时间，提高了 加工效率。从发展趋势来看，一方面，1960-2020 年，制造生产中总的加工时 间（包括切削时间、辅助时间和准备时间）减少到原加工时间的 16%，即加工 效率显著提升；另一方面，“切削时间 辅助时间 准备时间”这三者之间的占比 也逐渐趋向一致，因此，未来提高加工效率，不仅要着眼于工艺方法优化改进 和提高自动化程度，还需要从生产管理的数字化、网络化和智能化的角度，有 效缩短待工时间。
加工精度方面，各种加工工艺方法和机床技术的发展带来了加工精度的持续提 高，但机械加工领域不同于集成电路制造领域，没有短周期可见效的摩尔定 律，其精度提升是一个长时间技术累积和不断迭代的过程，精密加工提高１个 精度数量级的时间超过 20 年。
1.2 我国在 1958 年进入数控机床时代，04 专项发挥重要推动作用
我国机床产业经过了 1949 年前的萌芽阶段后，在“一五”期间奠基并快速发 展。1958 年第１台国产数控机床研制成功，由此开始了数控机床的发展历程， 这个历程可以大致划分为：初始发展阶段、持续攻关和产业化发展阶段、高速 发展和转型升级阶段。
初始发展阶段（1958 年-20 世纪 70 年代）：1958 年，北京第一机床厂与清华大 学合作研发出了国内第一台数控铣床，1972 年，我国能提供数控线切割机、非 圆插齿机、劈锥铣等少数数控机床。在此期间，我国数控机床只是处于初期探 索阶段，进行了少数产品的试制工作。70 年代中后期，数控机床研制工作全面 启动，1975 年，齐齐哈尔第二机床厂完成国内第一台数控龙门铣床。可以说， 我国数控机床研发基本与全球同步，起步较早，但当时与先进工业国家技术交 流较少，处于相对封闭状态。
持续攻关和产业化发展阶段（1978-2000 年）：1978 年改革开放后，数控机床进 入新的发展时期。80 年代初期通过引进数控系统、机床主机技术，与国外企业 联合设计，技术进步较快。如第一台卧加由青海第一机床厂与日本发那科在 1980 年研制成功，；南京机床厂与德国 TRAUB 公司合作生产 TND360 数控车床 等。“六五”期间（1981-1985），对数控机床采用直接从国外“引进技术”的方 式，通过许可证贸易、合作生产、购进样机等方式，引进数控机床及相关技 术；“七五”期间（1986-1990），国家安排了 数控机床科技攻关专题和以引进 技术“消化吸收”为主要内容的“数控一条龙”项目；“八五”期间（1991- 1995），以“自主开发”为重点支持国产数控系统的技术攻关和产品开发。“九 五”期间（1996-2000），以推进数控机床“产业化”为重点，在技术方面基于 工业 PC 平台的普及型数控系统开始走向实用。 到 2000 年，我国数控机床品种达 1500 种，还研发出了 5 轴联动数控加工中心 并投入市场，但此期间机床工业的产值数控化率一直在 20%左右徘徊，产量数控 化率不足 10%；在产业方面，国产数控机床面向市场竞争的产业化发展步伐加 快，开始进入市场竞争阶段。
高速发展和转型升级阶段（2000 年以后）：“十五”期间（2001-2005），随着 2002 年中国正式加入 WTO，我国数控机床进入高速发展时期，国产数控机床产 量以超过 30%的幅度逐年增长。在此期间，在国家“863 计划”中还实施了“高 精尖数控机床”重点专项，支持了航空、汽车等部分重点领域急需的高精尖数 控装备研制。“十一五”期间（2006-2010），我国机床工业保持持续稳定高速发 展，2007 年沈阳机床和大连机床分别进入全球机床行业前１０强。产量数控化 率从 15%（2006）提高到 30％（2010）。2009 年开始，中国在金属加工机床的生 产、消费和进口三个方面均列世界第一，并保持到 2018 年。2009 年，国家出台 《装备制造业调整和振兴规划》，启动实施“高端数控机床与基础制造装备”科 技重大专项（简称“04 专项”），聚焦航空航天、汽车、船舶、发电领域高端数 控机床，对产业发展发挥了重要推动作用。2016 年，我国机床工业的产出数控 化率和机床市场的消费数控化率均接近 80%的水平，基本实现了机床产品的数控 化升级。
1.3 我国机床市场规模超 1800 亿元，消费及产值规模均居全球首位
2020-2021 年我国机床消费额及产值均位居世界第一。根据 VDW、VDMA、立鼎产 业研究网数据，从需求端来看， 2021 年，我国机床消费额达 236 亿欧元（约合 人民币 1704 亿元），占全球比重 34%，即全球消费额约为 694 亿欧元（约合人民 币 5011 亿元）。其余消费额占比较高的国家还有美国、德国、意大利和日本， 分别占比 13%、6%、6%、4%，但较我国相比存在较大差距。 从供给端看，2021 年国内机床产值约为 218.14 亿欧元（按期末汇率计算，约合 人民币 1575 亿元），约占全球比重 31%，即全球机床产值约为 704 亿欧元，（约 合人民币 5080 亿元）。其余产值占比较高的国家，还包括德国、日本、美国、 意大利，分别占比 13%、12%、9%、8%。 总体上看，德国、日本、意大利产值占比高于消费额占比，应为机床净出口 国，我国、美国消费额占比高于产值在全球占比，为机床净进口国。而从产品 类型来看，我国生产和消费的金属切削机床、成形机床金额约为 2：1。
从产品结构来看，金属切削机床与成形机床的需求与生产金额均接近 2：1。从 需求端看，据中国机床工具工业协会测算，2022 年我国金属加工机床消费额达 1843.6 亿元，其中，金属切削机床消费额占比 67%，金属成形机床消费额占比 33%。从供给端看，2022 年我国金属加工机床生产额 1823.0 亿元人民币 （271.1 亿美元），其中金属切削机床生产额 1158.4 亿元人民币占比约为 64%； 金属成形机床生产额 664.6 亿元人民币，占比约为 36%。 从应用领域来看，根据中商产业研究院，我国数控机床中，约有 40%应用于汽车 领域，17%应用于航空航天，模具、工程机械分别占比 13%、10%。
2 机床及其工具的分类：金属切削机床 & 金属成形机床
机床类别众多，按照加工方式，金属加工机床可以划分为金属切削机床、金属 成形机床。金属切削机床又包括铣床、车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机 床、螺纹加工机床、刨床、拉床、电加工机床、切断机床和其他机床等 12 类。 金属成形机床主要包括液压机、机械压力机、冲压机、折弯机、冷锻机等。 从销售金额占比来看，中国机床工具工业协会统计的 400 家企业销售额中，数 控装置、功能部件、工具及量具仪器、磨料磨具等配套产品合计占比 27.1%，成 形机床占比 24%，切削机床占比约为 58.9%，其中，加工中心、数控车床占金属 切削销售金额超过一半比重。 从数控化率看，加工中心、齿轮加工机床、重型机床、特种加工机床、车床的 数控化率均较高，磨床数控化率相对较低。 从均价来看，重型切削机床、齿轮加工机床均价最高，均价达百万元，其次为 加工中心、磨床、特种加工机床，价格在数十万元。
2.1 金属切削机床：加工中心、数控车床、重型机床、磨床是主要机型
金属切削机床是最主要的一类机床，用切削、磨削或特种加工方法加工各种金 属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量，主要包括“车铣 刨磨镗拉钻”7 种工艺。金属切削机床包括含车床、磨床、铣床、镗床、钻床、 加工中心等众多细分品类。 普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机 床，如数控铣床、数控车床、数控钻床、数控磨床与数控齿轮加工机床等。普 通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来 完成。而加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数 控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加 工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。由于加工中心能有效地 避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复 杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。
2.1.1 车床：数控化率达 70%以上，与国外差距主要在于稳定性及精度保持性
车削是运用车床来制造包含圆柱形特征的零件。工件自身在轴上旋转，与精密 车削工具相接触，形成圆形边缘、径向和轴向孔、槽和沟槽。车削加工是轴类 零件和盘类零件等旋转类加工件最基本的加工工艺。而车床（英语名称： Turning Machine）就是是采取车削加工的机床。根据《金属切削机床论》、浙 海德曼招股书，车床作为金属切削机床最重要的一大分类，在金属切削机床中 占比约为 20%-35%. 车床的种类多达数十种，比较典型的大类有仪表车床、单轴自动车床、多轴自 动或半自动车床、回轮或转塔车床、曲轴及凸轮轴车床、立式车床、落地及卧 式车床、仿形及多刀车、轮轴辊锭及铲齿车床等等。比较常用的分类是卧式和 立式车床，根据中国机床工具工业年鉴，按照销量划分，2020 年卧式、立式销 量分别占比 94%、5.7%，而按照金额划分，二者分别占比 82%、18%。造成差异 的原因主要在于均价，卧式车床销售均价约为 13 万元/台，而立式均价约为 47.8 万元/台，总体均价约为 15.1 万元/台。卧式、立式车床又可以进一步分 为超重型、重型、大型、中小型车床，其价格在数十万到几百万不等。
车床广泛用于汽车行业的发动机、变速箱、地盘等零件的中轴、齿轮、轮毂 等，工程机械的操作系统、变矩器系统、底盘系统等，电机、液压、气动泵、 阀门等为代表的通用设备里大量的阀芯、轴、端盖等均需要用数控车床加工。 随着数控车床精度不断提高，在航空航天、军工领域也有特殊地位，最突出的 应用是以车代磨、车铣复合等加工技术。 发展现状：根据浙海德曼招股书，目前，我国的车床数控化率已经达到 70%以 上，与欧美日等差距不大，而根本差距体现在精度稳定性、精度保持性等方面 达不到客户要求。
2.1.2 磨床：实现更高行为公差精度和表面粗糙度，平面、外圆、轧辊是最主 要机型
相比车床、铣床，磨床的种类更为繁多，多达上百种，可以分为：仪表磨床、 外圆磨床、内圆磨床、砂轮机、坐标磨床、导轨磨床、刀具刃磨床、平面及端 面磨床、曲轴凸轮轴花键及轧辊磨床、工具磨床、超精机、内圆珩磨机、外圆 及其他珩磨机、抛光机、砂带抛光及磨削机床、刀具刃磨及研磨机床、可转位 刀片磨削机床、研磨机、球轴承套圈沟磨床、滚子轴承套圈滚道磨床、轴承套 圈超精机、叶片磨削机床、滚子加工机床、钢球加工机床、气门活塞及活塞环 磨削机床、汽车拖拉机修磨机床等多个类型。磨床的分类和应用非常广泛，而 且很多磨床都是特定行业的一些特定设备。 从加工精度可以看出，相比车床、铣床、刨床等加工设备，磨床更能实现较高 的行为公差精度和表面粗糙度，所以在很多零件的精加工工序，磨床被广泛而 普遍的使用着。
外圆磨床、平面磨床是最常见磨床，轧辊磨床价值量最大。按照中国机床工具 工业协会分类标准，从销量来看，磨床中占比最高的分别为平面磨床、外圆磨床、轴承磨床、无心磨床，分别占比 37%、28%、11%、9.4%，而从销售金额来 看，外圆磨床、平面磨床、轧辊磨床、无心磨床、轴承磨床占比最高，分别占 比 27%、20%、18%、12%、11%。而从销售均价来看，轧辊磨床、坐标磨床、导 轨磨床、金属珩磨机床价值量较高，分别在 284、100、91、98 万元/台。总体 上看，磨床总销量约为车床的 1/4，销售金额为车床的 1/3，均价约为 23.3 万 元/台，也要高于车床均价。
从数控化率来看，数控磨床占磨床总销量的 26.8%，金额占比约为 58.6%，数控 化率相较于车床略低。其中，轴承磨床、导轨磨床、无心磨床、金属珩磨机 床、轧辊磨床数控化率较高，数控化率在 60%以上，平面磨床、外圆磨床数控化 率分别在 20.6%、43.5%。 从加工精度可以看出，相比车床、铣床、刨床等加工设备，磨床更能实现较高 的行为公差精度和表面粗糙度，所以在很多零件的精加工工序，磨床被广泛而 普遍的使用着。
2.1.3 齿轮加工机床：高精度、专业性强的加工机床，滚齿、插齿、磨齿机是 主力机型
齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。齿轮 加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮的小型机床，加工十几米直 径齿轮的大型机床，还有用于大批量加工的高效机床，以及加工精密齿轮的高精度机床。齿轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机 械、冶金机械、石油、仪表、飞机和航天器等各种机械制造业中。 滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，可看作无啮合间隙的齿轮与 齿条传动，当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，当滚刀与滚 齿坯啮合传动，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿 形。插齿是除滚齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。插齿刀与工件相当 于一对圆柱齿轮的啮合，插齿刀往复运动是主运动，而插齿刀与工件按一定比 例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动。磨齿机，利用砂轮作为磨具加工刀 具齿面的齿轮加工机床。主要用于消除热处理后的变形和提高齿轮精度。特别 是对于淬硬齿轮，往往是唯一的精加工方法。剃齿，是在大批量生产中，非淬 硬齿面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合 运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细的切屑，以提高齿面的 精度。剃齿还可形成鼓形齿，用以改善齿面接触区位置。
从销售金额来看，滚齿机、插齿机、磨齿机、剃齿机是最主要的 4 类齿轮加工 机床，其中，磨齿机价格最高，均价在数百万元，其余机型普遍在数十万元。 齿轮加工机床数控化率非常高，整体在 90%以上。
2.1.4 重型加工机床：战略产业重要加工设备，单件小批量特点，对技术创新 要求较高
重型金属切削机床一般指 0-100t 范围内的机床，而大于 100t 的机床属于超重 型机床。重型数控机床主要用于大型、特大型零件加工，是为国防军工、航空航天、船舶、能源（火电、水电、核电、风力发电）、交通运输（铁路、汽 车）、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。 重型机床中，按金额计，龙门、卧式、立式加工中心占比分别达到 33.2%、 3.5%、15.8%，共计占比超过一半，落地式铣镗床、龙门铣床占比约为 38.1%， 占比接近 4 成，其余为轧辊磨床、导轨磨床等。从均价来看，重型金属切削机 床均价普遍较高，在 300 万元左右。而在数控化方面，重型切削机床也有接近 9成数控化率（按销量计）。
尽管我国重型机床行业在最近几年来有了长足进步，但绝大部分中、高档重型 数控机床还是依靠进口，其中德国和意大利的产品较多，如德国瓦德里希·科 堡、希斯（SCHIESS）等。国内厂商在新产品开发能力和制造周期、零部件制造 精度和整机精度保持性、可靠性尚需很大提高，尤其是在与重型机床配套的数 控系统、功能部件，如刀库、机械手和两坐标铣头等部件，还需要境外厂家配 套满足。由于重型机床单件小批量的市场需求特点，决定了对技术创新的要求 更高。
2.1.5 加工中心：适合加工精度要求高、小批量、短生产周期产品
加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加 工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能 控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进 给量等，它可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。由于加工中心能有 效地避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形 状复杂、精度要求高、生产批量不大、生产周期短的产品。
加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心、卧式加工中心、龙门 加工中心、万能加工中心。加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加 工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。其中，万能加工中心 (又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度 可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲 面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。立式、卧式加工中心是在数控铣床 床基础上发展起来的，又称为铣削加工中心。而车削加工中心是在车床基础上 发展起来的搞笑、高速的多功能机床。
从销量来看，立加是最常见的机型，占加工中心比重近 9 成。从销售金额来 看，立加、卧加、重型龙门分别占比 6 成、2 成、1 成，其次为少部分的大型龙 门等。从均价来看，超重型龙门、重型龙门、卧加、大型龙门价格最高，均价 达 500、252、173、101 万元/台。而同样类型加工中心，五轴的价格约为五轴 以下的 2-5 倍不等。
2.2 金属成形机床：数控化率相对较低，压力机、折弯机、矫平机是主要机型
金属成形机床是通过对金属施加强大作用力使其发生物理变形从而得到想要的 几何形状。压力成形技术，利用压力实现金属板或金属体成形，或进行分割剪 切、折弯及其他冲压。金属成形机床又可以分为压力机、冲压机、剪板机、冲 床、折弯机等。
从数量来看，成形机床中机械式压力机、折弯机分别占比 79%、12%，是销量最 高的两种成形机床。从销售金额来看，机械式压力机、液压式压力机、折弯机 分别占比 60%、12%、12%，是销售金额占比最高的三种机型。从价格来看，矫平 机、液压式压力机均价分别为 133、103 万元/台，是价格较高的机型，其余成 形机床价格多在数十万元，整体上，成型机床均价约为 25.1 万元/台，略高于 车床、磨床等切削机床。
从数控化水平来看，销量上，成形机床总体数控化率在 18.5%，金额来看，数控 机床占比 49.2%，接近一半，数控化水平要低于切削机床。分具体机型来看，液 压式压力机、折弯机、矫平机、剪切机、冲床数控水平均较高，均在 60%以 上，而机械压力机是最常见机型，但其数控化率较低。
3 需求端：制造业复苏 + 需求结构升级 +自主可控，三因素共同驱动 机床行业蓬勃发展
3.1 驱动力一：制造业规模持续增长，对工业母机的需求增加
从制造业品类齐全度及金额来看，中国已经成为全球领先的制造业大国。根国 家统计局统计，2004 年至 2022 年，我国制造业规模持续增长，2022 年达到 33.52 万亿元。从历史数据来看，我国机床消费额的增减与制造业 GDP 增速的 变动基本同步，但从幅度上看，机床消费额的弹性更大。因此制造业规模的扩 大，以及景气度的复苏，将在一定程度上推动机床消费的增加。
3.2 驱动力二：机床需求结构升级，高档数控机床需求旺盛
3.2.1 应用行业走向分化，传统领域投资减少，新兴产业崛起凸显行业加速转 型需求
我国传统工业企业是数控机床重要的需求和增长市场，如今我国钢铁、老式机 械等传统重工业产能过剩严重，对数控机床的需求开始下降，进而导致重型机 床供过于求。 而随着中国制造业加速转型，精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D 打 印、仪器仪表、生物医药等新兴产业迅速崛起，其生产制造过程高度依赖数控 机床等智能制造装备，故而将成为数控机床行业新的增长点，有力推动适用于 上述领域的高速、高精、高效、高稳定性、大型化、智能化、多轴化、复合化 等金属切削数控机床的发展。从 2017-2022 年制造业固定资产投资完成额增速 来看，2017-2022CAGR 在 10%以上的行业主要有计算机通信和其他电子设备制造 业、专用设备制造业、电气机械及器材制造业、医药制造业、仪器仪表制造 业、废弃资源综合利用业等。黑色金属冶炼压延加工业增速也在 15.7%，但近年 来受下游需求影响，增速有所放缓。
3.2.2 我国机床数控化率仍有待提升
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的 简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床较好地解决了复杂、 精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机 床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。高 档数控机床是指具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的 数控机床，将采用半闭环的直流伺服系统及交流伺服系统的数控机床划分为中 高档。高档数控机床的应用领域主要集中在汽车、消费电子、国防航天、能源 设备等、船舶以及医疗器械领域等。 数控化是机床行业的大势所趋，近年来，随着我国机床产业结构调整的不断深 入，机床数控化率显著提升，这主要与产业转型升级有关。根据中国机床工具 协会、智研咨询、Wind、国家统计局数据，2021 年我国金属加工加床总产量 81.2 万台，其中数控机床产量为 29.4 万台，对应总体产量数控化率 36.2%。其 中，金属切削机床产量数控化率约为 44.9%，成形机床产量数控化率为 11.4%。 成形机床数控化率较低，主要是因为机械压力机是最常见的成型机床机型，但 其数控化率较低，拉低了成形机床整体的数控化率。 但是与发达工业化国家相比仍有较大差距，未来我国机床行业数控化率有望进 一步提高。
根据 Customer Market Insights 数据，2022 年，数控机床约占全球机床收入 总额的 85.8%。另据秦川机床公告，目前发达国家数控机床产量数控化率的平均 水平在 70%以上，产值数控化率在 80-90%左右。相比之下，我国金属加工机床 数控化率仍有较大提升空间。
3.2.3 工业 4.0 时代，助推数控机床向智能化、网络化、柔性化方向深入
工业 4.0 要求通过智慧工厂、智能自动化生产线、物联网等工具，实现生产和 流通领域的智能化，进而为消费者提供高度个性化的产品。与此相适应，数控 机床必须向智能化、网络化、柔性化发展以满足工业 4.0 的深层需求。 当前数控机床的销售主要是单机销售，随着下游生产企业竞争加剧以及成本上 升，尤其是劳动力生产成本急剧上升以及劳动力短缺情况愈加频繁时，将倒逼 更多无人化自动生产车间的出现，单机销售下游客户对自动化生产线以及无人 化车间的需求将上升。无人化车间将以“数控机床+工业机器人”成套设备出 现，先行解决劳动力生产成本急剧上升的痛点。“数控机床+工业机器人”等成 套设备的普及将成为未来行业发展的重要特点，是实现打造未来智慧工厂与智 能自动化生产线的重要一步，更是数控机床生产企业未来的发展方向。
3.2.4 多轴联动数控机床是行业的未来发展趋势
工业上需要加工复杂的曲面，舰艇、飞机、火箭、卫星、飞船中许多关键零件 的材料、结构、加工工艺都有一定的特殊性和加工难度，用传统加工方法无法 达到要求，必须采用多轴联动、高速、高精度的数控机床才能满足加工要求。 多轴联动是在一台机床的多个坐标轴上同时运动，刀具或工件可在数控系统控 制下同时协调运动，从而完成复杂形状零件的加工。以五轴联动加工中心为代 表的高档数控机床作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术，在加工方面 有着适用范围广、加工质量精、工作效率高等特点，符合未来机床的发展趋 势，系航空航天、船舶、精密仪器、发电机组等下游行业加工关键部件的重要 加工工具。
3.3 驱动力三：国际局势恶化，自主可控愈加迫切
3.3.1 贸易摩擦叠加疫情，机床国产化率再提速
我们用机床年产值减去出口金额衡量国产品牌在国内的销售金额。从历史数据 看，我国机床国产品牌占国内表观消费额的比重已经达到 70%以上。其中， 2004 年之后是机床自给率迅速提升的阶段，2009 年之后，国产化率提升遇到了 一定瓶颈，国产化率基本保持稳定，而 2018 年国际贸易局势恶化后，叠加 2020 年疫情，海外部分产业供应链断裂，进口受阻，为国产替代带来了机遇，国产 化率提升再度提速。 但总体上看，近年国产化率提升速度较 2004-2009 年有所放缓，这主要是由于 我国中低档数控机床国产化率已经达到了一定水平，而高档数控机床国产化进 程仍然相对缓慢。根据科德数控招股书，2018 年我国低档、中档、高档数控机 床国产化率分别为 82%、65%、6%，相差悬殊。
机床核心技术具有综合性高、复杂、难度大等特点，涉及材料、冶金、物理、 化学、电气、加工、工艺、热处理、微电子、数控技术等各领域，我国目前从 基础材料到研发设计能力和工艺水平，再到数控系统，总体上仍落后于日本、 德国等发达工业化国家。因此，目前我国机床行业的供给仍以中低端产品为 主，尤其低端产品供应能力过剩，而高性能、高精密度的高档数控机床的国产 化率不高。
从“巴统协议”到“瓦森纳协定”，以及震惊国际的东芝事件，美国等发达国家 限制成员国向中国等国家出口武器装备和尖端技术产品，尤其是以五轴联动数 控机床为代表的高档数控机床，其出口受到发达国家的严格管制。高档数控机 床的技术瓶颈已经成为我国制造提质增效的“卡脖子”问题。
3.3.2 2023H1 金属加工机床总体实现净出口，但数控机床仍然为净进口
2011 年后我国逐渐减少对进口机床的依赖。根据中国机床工具工业协会和德国 机床制造商协会统计显示，中国机床进口额自 2011 年总体呈下降趋势，进口额 自 2018 年 82 亿欧元下降至 2020 年 52 亿欧元。其中中国对前五的供应地区 （占进口总额 83%）：日本、德国、中国台湾、瑞士及意大利在 2020 年的进口比 例均有 1%至 37%的减少。 值得注意的是，根据中国机床工具工业协会数据，2022 年我国在机床贸易差额 上，金属加工机床总计逆差缩小为 3.1 亿美元，比上年减少了 18.3 亿美元。其 中金属切削机床逆差额为 12.2 亿美元，比上年减少 13.7 亿美元；金属成形机 床为顺差 9.1 亿美元，比上年增加 4.6 亿美元。 而 2023 年 1-6 月，金属加工机床出口额 36.7 亿美元，同比增长 33.0%。其中， 金属切削机床出口额 26.4 亿美元，同比增长 36.2%；金属成形机床出口额 10.3 亿美元，同比增长 25.5%。在贸易差额上，金属加工机床总体自 2023 年初呈现 顺差，1-6 月顺差为 5.9 亿美元。其中，金属切削机床首次呈现顺差，顺差金额 为 0.2 亿美元；金属成形机床顺差金额为 5.7 亿美元。 然而，目前数控机床进口金额仍然远高于出口金额，为贸易逆差。 总体上看，我国机床行业实现净出口，代表我国金属加工机床整体实力进一步 增强。但在高端机床领域，国产品牌仍有待继续提升。
3.3.3 进口产品主要为中高端机型，出口机床偏低端，产品结构仍然相差悬殊
从进出口产品结构来看，根据海关总署、智研咨询、前瞻产业研究院数据， 2022 年我国进口金属加工机床中，约有 38.3%为数控机床，以中高端机型为 主，而出口机床中数控机床占比为 25.3%，以中低端机型为主。 从进出口均价来看，根据海关总署、智研咨询、前瞻产业研究院数据，2022 年 我国进口数控机床均价约为 21.1 万美元/台（合人民币约为 147 万元/台），而出口数控机床均价约为 1.4 万美元/台（约合人民币 9.73 万元/台），进出口数 控机床差距较大。
4 供给端：高端品牌国产化率仍有待提升，进口主要来自日本、德国 及台湾地区
4.1 国产品牌：中低端品牌竞争激烈，高端品牌国产化率仍有待提升
从全球来看，根据 QYResearch 数据，主要数控机床厂商有日本山崎马扎克 （Yamazaki Mazak）、德国通快（Trumpf）、德马吉森精机（DMG Mori）、日本大 隈（Okuma）和日本捷太格特（JTEKT）等，2022 年前五大厂商占据国际市场大 约 45%的份额。 从国内市场来看，我国机床行业在低端产品领域竞争激烈，产能过剩；在中端 产品领域，国内企业面临与合资企业的竞争；在高端领域，国内产品的竞争力 与发达国家机床企业相比有待提高。根据科德数控招股书，2018 年我国低档、 中档、高档数控机床国产化率分别为 82%、65%、6%，近年来高端数控机床国产 替代持续，但国产化率仍有待提升。 国内市场中，外资厂商主要有山崎马扎克、德国通快、DMG、日本大隈、捷泰各 特等。内资厂商中，目前中国数控机床行业的上市公司有创世纪、秦川机床、 海天精工、沈机股份、日发精机、华东数控、华东重机等。据秦川机床公告、 前瞻产业研究院整理数据，2019 年，中国数控机床行业市场份额前三名是创世 纪、秦川机床和华东重机，市场份额分别为 17.87%、11.72%和 10.64%。2020 年，中国数控机床行业市场份额前三名是创世纪、秦川机床和海天精工，市场 份额分别为 23.81%、13.47%和 12.62%。
金属成形机床领域上市公司主要有亚威股份、思进智能，金属切削机床企业较 多，其中科德数控、海天精工、国盛智科、创世纪、日发精机等企业以加工中 心为主，在磨床领域，科德数控、秦川机床、日发精机、华辰装备、宇环数控 均有布局，其中华辰装备、宇环数控主要从事磨削设备生产。此外，车床也是 较多企业会布局的机型，浙海德曼专注高端精密数控车床。
4.2 进口来源：进口依赖度约为 24%，日本、德国、中国台湾是进口金额最高的 国家和地区
根据中国机床工具协会数据，2022 年，我国机床消费额约为 1843.6 亿元人民币 （274.1 亿美元）。其中，进口 66 亿美元，对应进口机床消费额约为 24.1%，国 产机床消费额占比 75.9%。 从进口来源地看，根据中国机床工具工业年鉴，2020 年我国进口来源前 10 的国 家和地区，占进口金额合计比重约为 94.8%。其中，日本、德国、中国台湾是进 口金额最高的国家和地区，合计占比达 70%以上。
5 重点公司分析
5.1 科德数控
科德数控股份有限公司是大连光洋科技集团有限公司的控股子公司，是中国本 土专业化高档数控系统和关键功能部件的完整产业制造商，凭借高度专业自主 化程度，目前科德已经成长为国内颇具规模的五轴装备产销基地。 公司为用户提供数控领域完整解决方案。未来依托光洋集团投资建设的 25 万 平米智能制造装备产业园，通过大数据+互联网+物联网+人工智能+智能供配电+ 智能环境监控的应用，可使各类生产设备、辅助设备互联互通，实现数字化、 智能化工厂管控，助推科德产业实现高质量发展升级。
目前公司生产的主要产品包括：KMC 系列五轴立式(车铣复合)加工中心、 KTX/KTM 系列五轴铣车复合加工中心、GMA/B 系列五轴高速桥式龙门加工中心、 KToolG 系列五轴工具磨削中心、KTFMS 系列五轴铁磨复合加工中心、KHMC 系列 五轴卧式加工中心、德创 DerThrone 系列各式精益型五轴加工中心、KFMC 系列 五轴卧式翻板加工中心、KBTG 系列高速叶尖磨削中心、KTurboM 系列五轴叶片 铣削加工中心、KTBM 系列六轴五联动叶盘加工中心等国产高端数控机床；GNC62 系列高档数控系统、GDU 系列伺服驱动系统；各类伺服电机、力矩电机、直线电 机、主轴电机；角度传感、直线激光干涉仪及反馈尺、激光对刀仪、无线工件 测头；各类直驱摆角铣头、回转工作台；各类电主轴等。 目前，公司的五轴联动数控机床产品主要服务于当前高速发展的航空、航天、 军工等领域复杂、精密零部件的加工制造，是加工叶轮、叶盘、叶片等透平机 械类零件的必要途径。此外，在发电设备核心零件、硬质合金刀具、石油行 业、精密模具、汽车零部件制造等民用产业亦有诸多成功案例。
5.2 海天精工
宁波海天精工股份有限公司是一家专业制造数控机床的上市企业，拥有宁波大 港制造基地、宁波堰山制造基地、大连海天精工制造基地、宁波高端数控机床 智能化生产基地，共计 50 余万平方米的现代化恒温加工装配厂房，员工近 1900 人，是国家重大技术装备企业，国家高新技术企业，省级高新技术研发中心。
公司坚持引进、升级、再发展的产品策略，积累和发挥自身优势，持续地丰 厚、完善系列化产品。目前主要产品包含各类立式加工中心、龙门加工中心、 卧式加工中心、数控车床、车削中心等产品系列。广泛应用于汽车、轨道交 通、模具制造、船舶柴油机、工程机械、机械制造等行业。
5.3 创世纪
广东创世纪智能装备集团股份有限公司，于 2010 年在深交所挂牌上市，2016 年 转型为智能装备股份有限公司，是一家拥有近 20 年行业经验、能够为客户提供 优质装备及智能化整体解决方案，国内同类企业中技术宽度最广、产品宽度最 全的企业之一。经过十多年经营，现已成为拥有台群精机、创世纪、赫勒、智 杰、华领智能、中创智能等多品牌协同发展的现代化企业集团。 公司专注于“高端智能装备”和“智能制造服务”两大核心业务板块。其中， 高端智能装备板块产品涵括：钻铣加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、 龙门加工中心、型材加工中心、数控车床、走心机、精雕加工中心、五轴加工 中心等系列机床设备，广泛应用于 3C 电子、5G 通讯、新能源汽车、航空航天、 精密模具、医疗器械、船舶、工程机械等领域。 创世纪旗下台群精机品牌，通过技术创新和规模化生产，提供高性价比的机床 设备，目前已向全球 3C 领域累计提供了逾 90000 台钻铣加工中心。随着近年新 能源汽车市场的发展，台群立式加工中心也开始蓬勃发展，2021 全年销量突破 了 10000 台大关，开创了行业里程碑。此外，为了响应高端市场的需求，创世 纪 2021 年顺势推出了“赫勒”高端品牌，以面向高端化、国际化的机加工市 场。
5.4 秦川机床
秦川机床工具集团股份公司（简称“秦川机床”，股票代码：000837）拥有秦川 机床本部、宝鸡机床、汉江机床、汉江工具、沃克齿轮、秦川格兰德、秦川宝 仪等多家企业。公司是中国机床工具行业龙头骨干，中国精密数控机床与复杂 工具研发制造基地。
公司主要产品包括高档数控车床、加工中心、外圆磨床、齿轮加工机床、螺纹 磨床、精密测量仪器等高端数控装备及数控复杂刀具；工业机器人减速器、精 密（特种）齿轮箱等高端制造产品；滚动功能部件、汽车零部件、精密齿轮、 精密仪器仪表、精密铸件等零部件产品；智能机床、高档数控系统、自动化生 产线、数字化车间、秦川云等智能制造及核心数控技术和服务业务。
5.5 纽威数控
纽威数控装备（苏州）股份有限公司座落于苏州高新区科技城，占地面积 20 万 平方米，集恒温综合性装配车间、精密检测车间、精密机加工车间、喷涂车间 及物流中心于一体的高标准现代化生产车间。 纽威数控装备引进欧美龙门五面体、坐标镗、高精度卧加、万能磨床、导轨磨 等作为工作母机，并配备三坐标、激光干涉仪、动平衡仪、主轴温升试验台等 检测试验设备。公司采用先进的 SAP 管理系统，致力于追求产品的零缺陷，为 客户提供优质的中高档数控加工设备。纽威数控装备自成立以来已生产制造了 7 大类别 200 多种型号的数控机床，选用先进的 CRM 客户关系管理系统，创立以 提高客户满意度为目标的 360°解决方案。
5.6 国盛智科
国盛智科，属于南通国盛智能科技集团旗下子公司。国盛集团作为中国机床工 具行业协会 30 强企业、综合经济效益十佳、产品质量十佳企业、国家级专精特 新小巨人企业，沿着机床产业链形成了装备部件、数控机床、智能自动化生产 线三大系列产品。 公司产品主要包括立式加工中心、龙门加工中心、卧式加工中心、卧式镗铣加 工中心、模具类加工中心、数控车床、五轴加工中心、智能自动化生产线等。 广泛应用于机械设备、精密模具、汽车、工程机械、工业阀门、新能源、轨道 交通、民用航空、石油化工、风电等领域，满足用户个性化需求及提供不同应 用场景下的金属切削一体化解决方案。
5.7 浙海德曼
海德曼成立于 1993 年。自设立以来一直致力于现代化“工业母机”机床的研 发、设计、生产和销售。公司现有高端数控车床、自动化生产线、并行复合加 工机、普及型数控车床四大品类、二十余种产品型号（均为数字化控制产品）。 公司产品主要应用于汽车制造、工程机械、通用设备等行业领域。 公司的主导产品有标准型高端数控车床及车削中心系列、自动化车削加工单元 系列、并行复合加工中心系列。公司已经掌握了高精度主轴技术、伺服刀塔技 术、伺服尾座技术。公司核心技术自主化生产体系得到进一步完善和提升。公 司与西安交通大学联合攻关的热变形补偿技术取得了进一步突破。公司坚持以 高精度为引领，不断突破基础技术和核心技术，建立稳定可靠的高精度基础平 台。目前公司已经掌握了主轴跳动达到0.5 微米以内的高精密数控车床主轴技 术。未来将坚持以高精度为引领，不断突破复合化加工技术、并行加工技术、 五轴五联动加工技术，建立基于五轴联动技术的高精度车铣复合加工中心平 台。
5.8 日发精机
浙江日发精密机械股份有限公司成立于 2000 年，是浙江省机械行业的骨干企业 和原国家机械部数控机床重要制造基地、国家级 CIMS 工程示范企业、国家级高 新技术企业，也是国内一家能够同时生产立式数控车床、卧式数控车床、立式 加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心和落地式镗铣床的企业。经过近十年 的奋斗，目前已进入了全国普及型数控机床前五强，被中国机床工业协会评为 “中国机床行业数控机床产值十佳企业、综合经济效益十佳企业”。 2023 年，公司重点推出了一款新产品数控螺纹磨床，其中数控外螺纹磨床主要 用于螺杆、蜗杆、丝杆等零件的外螺纹精密磨削加工，数控内螺纹磨床主要用 于滚珠丝杠螺母外圆、端面及圆弧形内螺纹滚道的复合精密磨削加工。截至 2023 年公司半年报，该产品处于试磨阶段，尚未投产。
5.9 华辰装备
华辰精密装备（昆山）股份有限公司成立于 2007 年，是精密磨削装备研发、制 造和服务为一体的综合解决方案服务商，是国内数控轧辊磨床领域的领军企 业，并于 2019 年 12 月份成功登陆深交所创业板 公司生产的全自动高精度数控轧辊磨床是金属板材轧制生产线的重要配套装 备，轧辊在板材轧制过程中因高温氧化和机械磨损等原因会导致辊面几何精度 损坏，需要周期性地对辊面进行磨削修复，轧辊磨床的磨削精度和磨削效率直 接影响板材的轧制质量与生产效率，经其深度加工的压延产品（如金属板、金 属带、金属箔等）能够广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行 业、电力设备、高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领 域。公司产品已经装备宝武集团、河钢集团、首钢集团、青山控股、鞍钢集 团、山钢集团、日照钢铁等国内知名企业，并且在有色、造纸行业亦取得了良 好口碑；除国内市场外，公司产品已打入国际市场，出口到泰国、印度、乌兹 别克斯坦等国家。
5.10 亚威股份
亚威股份始创于 1956 年，产品数控化率 100%，是中国锻压机床行业首家上市公 司，国内领先的数字化、柔性化、自动化、智能化金属板材加工解决方案供应 商。公司占地面积 40 万㎡，现有员工 1,900 多人，规模效益在中国锻压机床行业稳居前三。 目前，公司从事的主要业务包括三大板块：激光加工设备业务、金属成形机床 业务、智能制造服务业务。公司是金属成形机床的排头企业，折弯机产品获工 信部评定为国家制造业单项冠军，数控转塔冲床、卷板加工机械等产品产销规 模稳居行业前列。行业主要标准的制定企业，主导、参与并发布 12个国家、行 业标准。国家重大专项的承担企业，承担 9 项国家级、省级重大科研项目，通 过自主创新助力行业突破核心技术瓶颈。 公司的金属成形机床业务主要产品包括数控折弯机、数控转塔冲床、压力机等 主机产品和钣金自动化柔性加工设备、卷板加工机械等自动化成套生产线。公 司是国内金属成形机床行业龙头企业之一，竞争优势明显，近年来研制的数控 飞摆剪切线、数控开卷落料线、数控板料折弯中心等产品，打破了国际垄断，实现了进口替代，助力公司不断提高为汽车、航天航空、3C 等高端行业客户服 务有能力，进一步提升市场占有率和盈利能力，多次被评定为“中国机床工具 行业 30 强。
5.11 豪迈科技
山东豪迈机械科技股份有限公司 2011 年在深交所上市公司主营轮胎模具及橡胶 机械、大型机械零部件加工、数控机床等业务建立了覆盖全球的研发、生产与 服务体系。 公司自成立之初，便致力于机床装备的研发与制造，成功自制电火花机床及三 轴、四轴、五轴机床等多种机型，并大批量生产投入应用，持续进行创新和产 品升级迭代，奠定了公司在轮胎模具行业及其他行业业务和产品的竞争优势。 2022 年山东豪迈数控机床有限公司正式对外销售、亮相，业务涵盖数控金切机 床、激光及电火花机床、机床功能附件、橡胶机械等，目前拥有员工 1000 多 名，其中工程技术人员占比 35%以上，产能 1000 台（套）/年。 公司机床产品覆盖数控机床、机床功能部件和硫化机等，产品已应用于精密模 具、新能源汽车、医疗、教育、3C、机械加工、橡胶轮胎等行业，拥有完整的 研、产、供、销、服体系，可以为客户提供完整的工艺解决方案和一站式服 务。公司已经推向市场的机床产品包括直驱转台、五轴加工中心、精密加工中 心、超硬刀具五轴激光加工中心、铣车复合五轴加工中心等系列化产品，以及 巨胎和工程胎硫化机，电加热硫化机，同时为客户提供个性化定制服务。为近 距离的给客户提供技术支持与服务，公司分别在东莞、昆山、公司总部设立应 用中心。
5.12 宇环数控
宇环数控机床股份有限公司是专业从事数控磨削设备及智能装备的研发、生 产、销售与服务，为客户提供精密磨削与智能制造技术综合解决方案的装备制 造业企业。 公司产品主要分为数控磨床、数控研磨抛光机和智能装备系列产品，产品的主 要应用领域为：汽车工业、内燃机、消费电子、轴承、密封件等国民经济各主 要领域。 公司十分注重“产学研”合作，与国内外专家团队及湖南大学、大连理工大 学、国家高效磨削工程技术研究中心、超精密加工技术湖南省重点实验室等在 精密磨削技术领域具有领先优势的高校及科研院所均建立了良好的合作关系， 公司多次承担国家及省部级科研项目及课题攻关，其中“汽车关键零件精密加 工装备与工艺”被列入国家科技支撑计划子课题，公司“超硬材料精密磨削抛 光关键技术及产业化研究、硬脆材料 3D 曲面高效精密抛光关键共性技术及其产 业化”获湖南省战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化项目。