机床行业报告：工业母机自主可控加速，政策组合拳带动行业投资
发布：2022-12-08 阅读：667
机床是将金属毛坯加工成机器零部件的机器，是制造机器的机器，亦称作工业母机、工作母机或工具机。机床的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平，因此，机床工业的现代化水平和规模是一个国家工业发达程度的重要标志之一。现代机械制造中加工机械零件的方法包括：切削加工、铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等。一般机械制造中，机床承担的加工工作量占机器制造工作总量的 40%-60%。在国民经济现代化建设中起重要作用。
根据加工方式的差异，机床可分为金属切削机床和金属成形机床。金属切削机床是我国机床工具行业中经济规模最大、地位最显著的工业领域。金属切削机床是用切削、磨削等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的机床，包含车床、铣床、镗床、钻床、磨床等众多不同用途的细分品类。金属成形机床即锻压设备，通过对金属施加压力使之成形，包括液压机、机械压力机、冲压机、折弯机、冷锻机等。
全球机床行业产值波动上升，日德为主要机床大国。根据德国机床制造商协会数据，2021 年全球机床行业产值达到 709 亿欧元，同比增长 20%，从 2002 年至今，机床行业产值整体呈现波动上升的态势。德国重视数控机床和配套件的高精尖和实用性，各种功能部件研发生产高度专业化，在质量、性能上位居世界前列；日本重点发展数控系统，机床企业注重向上游材料、部件布局，一体化开发核心产品。
我国机床行业规模迅速扩张，目前已成为世界最大的机床生产国和消费国。我国机床行业起步晚，但整体发展迅速，政府在产业政策等方面积极引导机床行业创新发展，目前我国已经成为世界最大的机床生产国和消费国。国内机床企业处于世界最大的机床消费市场，对市场具备较高的敏感度和较快的销售和服务响应时间。2021 年我国机床产值 218.14亿欧元，占全球机床行业总产值的 31%；消费额 235.88 亿欧元，占据全球 34%的份额。
机床产量周期性波动，金属切削机床占据主要地位。我国机床行业产量与制造业发展情况密切相关，从 21 世纪初到 2014 年，受益于加入 WTO 后带来的贸易增长，我国机床行业产量迅速上升，2011 年达到顶峰并持续在高位波动；2015 年起由于机床存量的快速提升以及更新需求不足，机床产量逐渐下滑；2020 年后，机床产量触底反弹，主要系疫情后国内工业生产迅速恢复推动制造业恢复，2021 年我国机床产量合计 81.2 万台，同比增长 25.3%。在我国机床行业当中，金属切削机床占比最大，2021 年我国金属切削机床产量60.2 万台，同比增长 35.0%，约占机床总产量的 74.14%，金属成形机床 21 万台，同比增长 4.0%。
1.2 自动化行业拐点将至，机床投资或将迎来上行周期
信贷数据是制造业资本开支的领先指标，资本开支与流动性紧密相关，目前企业中长期贷款数据已形成上行趋势。企业中长期贷款主要为金融机构向实体部门的投资规模，反映经济复苏情况，从历史数据来看，一般领先通用自动化行业需求指标 6-12 个月。根据人民银行数据，中长期贷款增速明显提升，企事业单位 2022Q3 贷款余额 137.08 万亿元，同比+13.1%，增速比上半年高 0.5pct；其中，中长期贷款余额 83.86 万亿元，同比+12.7%，增速比上半年高 0.7pct。工业中长期贷款提升趋势延续，2022Q3 余额 16.08 万亿元，同比+23.3%，比上半年高 2.1pct。
从中观数据来看，机床、工业机器人和叉车等数据均有反弹迹象。1）机床是工业母机，机床的需求变动和资本开支相关性较强。根据国家统计局数据，2022 年 9 月金属切削机床产量 4.4 万台，同比下降 12%，降幅环比收窄 1.5pcts。2）日本机床订单是国内通用制造业复苏的前瞻性指标，反映了制造业资本开支，变化幅度更大：根据日本工作机械工业会数据，2022 年 9 月中国机床订单额 327 亿日元，同比增长 26.3%，已连续 2 个月正增长。3）叉车销量增速降幅收窄：9 月叉车月销量 8.6 万台，同比-5.5%；1-9 月累计销量80.8 万台，同比-4.58%，2022Q2 以来同比增速连续为负，9 月数据降幅明显收窄。4）9月规模以上企业工业机器人产量 4.2 万台，同比增长 15.1%，环比增长 4.2%，从 22 年 3月以来首次恢复正增长。
，9 月同比增加 26%。日本工作机械工业会发布数据显示，9 月来自中国的机床订单额（确报值）同比增加 26.3％，达到 327 亿日元，已实现连续 2 个月正增长。8 月日本对华机床订单额为 298.48 亿日元，同比增长 24.9%，1-8月日本对华机床累计订单额为 2539.37 亿日元，yoy+0.7%。虽然经济增速放缓导致建筑机械相关领域和智能手机领域需求暂时告一段落，但半导体和纯电动汽车（EV）及电池等相关领域的设备投资正在扩大，高精度切削金属机床的洽购增加。
2. 我国机床市场大而不强，自主可控迫在眉睫
2.1 我国机床市场大而不强，高端数控仍依赖进口
我国数控机床产业链被海外掣肘多年，亟需推动国产替代进程。数控机床产业链可分为上、中、下游：1）上游原材料及零部件，核心零部件包括数控系统、铸件、传动系统部件、功能部件、钣焊件等，其中高档数控系统价值约占数控机床成本的 20%-40%，目前国内高档数控系统主要依赖于国外进口，但国外高档数控系统的功能通常无法完全开放，使我国高端数控机床产业受制于国外；2）中游数控机床行业，以金属切削机床和金属成形机床为主；3）下游广泛应用于汽车制造、航空航天、工程机械、模具、船舶制造等行业。
核心技术壁垒极高，高端数控机床受制于人。高端机床装备的研制需要具备一流的精密机床设计和制造技术，以及尖端的数控技术密切配合，核心技术的研发和产业化能力的形成难度极大。长期以来，我国高端数控机床设备大量依赖进口。从过去的“巴统清单”到“瓦森纳协定”，西方发达国家一直把五轴数控系统及五轴联动数控机床作为战略物资，实行出口许可证制度，对包括中国在内的诸多国家实行了严格的技术封锁。近年来，随着中国综合国力的快速崛起和全球产业链的价值重配，中国和西方发达国家之间的竞争逐渐演变成新一轮科技和产业的全方位竞争。
当前我国工业母机瓶颈仍然突出，中国机床行业大而不强。我国是世界上最大的机床生产国、消费国和出口国，2021 年我国机床行业产值/消费额分别为 218/236 亿欧元，分别占据全球机床行业的 31%/34%。随着工业结构的优化升级，我国正在经历从高速发展向高质量发展的重要阶段，对机床的加工精度、效率、稳定性等精细化指标要求逐渐提升，中高端产品的需求日益增加。在此大背景下，中国机床行业急需产品结构升级，向更高端高技术含量机床市场突破。从当前竞争格局来看，我国机床企业集中在中低端产品，高端机床产品仍以国外品牌为主。
数控机床产量逐年增长，高档机床国产化率有待提升。我国数控机床产量逐年增长，2021 年数控金属切削机床产量 27 万台，数控金属成形机床 2.4 万台，数控机床总产量 29.4万台，同比增长 39.3%。但是我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。根据前瞻研究院资料，2018 年我国低档数控机床国产化率约82%，中档数控机床国产化率约 65%，高档数控机床国产化率仅约 6%。目前国内高端功能部件基本依赖进口，使得我国机床行业核心零部件对外依存度较高，特别是高档数控机床配套的数控系统 90%以上均为西门子、发那科等国外厂商所垄断。在我国机床市场的转型升级过程中，国产高端机床的市场潜力巨大。
金属切削机床数控化要求大幅提升，数控系统国产化空间广阔。我国机床行业正处于数控化的转型升级阶段，根据国家统计局数据，2021 年我国金属切削机床和金属成形机床产量分别为 60.2 万台和 21 万台，其中数控金属切削机床产量为 27 万台，数控化率达到44.9%，相较于 2013 年的 28.8%有大幅提高，但仍远低于日韩等制造业强国 60%以上水平。
我国五轴数控机床行业面临制造业转型升级、军工需求旺盛和新能源汽车行业爆发等重大机遇，行业实现快速发展。1）我国制造业向自动化、高端化转型升级，下游行业对加工精度、加工质量和加工效率的要求日益提高。五轴机床对三轴机床既有补充也有替代：当加工零部件的层次结构、曲面比较复杂时，三轴机床无法满足加工要求，五轴机床则可对多线型、异形曲面等特点的高复杂性零件进行高效高动态、高速高节拍的加工；当五轴机床可以替代多台三轴机床工作时，一致性、稳定性、加工效率和降低物料损耗方面的性能更优，推动部分下游客户用五轴替代三轴。
2）军工需求不断增加，军工领域的加工要求较高。在航空航天、军工等特殊领域，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，高速、高精度的五轴数控机床是唯一的加工方式，并且国内外对相关产品和技术的来源属地有所限制，催生了大量国产化需求。
3）汽车电动化浪潮推动五轴数控机床需求爆发。相比传统燃油车，新能源汽车制造工序更加精细化、高难度，随着汽车轻量化趋势，传统由多个零件组成的部件向单一零件整合，零件加工特征由平面转向空间，如电池托盘、副车架、一体化车身、控制器壳体、电机壳体等，催生了大量五轴数控机床加工需求。
2.2 进口均价远高于出口均价，产品技术水平差异悬殊
数控机床进口量波动下降，出口量整体呈上升趋势。2020 年受疫情影响，我国数控机床进出口皆出现下滑。随着 2021 年疫情形势缓解，数控机床进口数量回升至 13694 台，同比增加 37.10%；进口金额为 26.77 亿美元，同比增加 12.74%。2021 年中国数控机床出口数量为 58231 台，同比变化 8.13%；出口金额为 11.17 亿美元，同比增加 34.96%。