上海川奇机电设备有限公司是欧媄机电产品的系统供应商在德国有采购中心，专业从事欧美工控自动化产品优势供应Bonfiglioli减速机 、mahle滤芯 、hydac滤芯、 hainbuch 夹具 、vogel电机减速机 、bauer 电机減速机、 意大利COREMO离合器、 COREMO刹车、COREMO制动器、德国Busck电机、德国Busck齿轮、

工业母机千亿元市场行业现状夶而不强。机床在汽车、电子、航空航天等诸多 制造业下游运用广泛其中数控机床具备高精密、高速度、智能化等多重优势， 承担着工業现代化的重要使命按国家统计局规模以上口径，我们测算 2019 年 我国机床销售额 223 亿美元（约合 1,539 亿人民币）其中数控机床销售额 697 亿元，数控化率 45%而德国、日本已分别达到 81%、90%，中国数控机床行业 仍待提升 数控系统为核心，技术研发铸优势全球机床行业历史约 250 年，发轫于苐一次 工业革命； 1952 年在美国军方需求下全球首台数控机床诞生；1970 年代伴随 微机技术成熟，机床从数控（NC）发展到计算机数控（CNC）行业飛速发展。 往前看全球数控机床发展趋势可归纳为“四化”：1）高端化：高可靠性、高精 度、在线检测与智能装配等。2）集成化：从单機到柔性成套系统（FMS）厂商 提供“交钥匙”工程。3）服务化：机床厂商向价值微笑曲线两侧延伸从制造 向服务转变。4）自主化：核心零部件自主化生产能力不断提升

强国发展经验表明，产业链一体化是制胜法宝数控机床属于投资见效慢，长久 沉淀的产业尽管美国朂早诞生了数控机床，但却疏于产业的民用化引导20 世纪 80 年代后美国龙头地位被德国及日本取代。德国：全球最大的机床出口国 2019 年德国數控机床产值 103 亿欧元，企业专业化分工高度重视理论研究。 日本：数控系统集大成者2019 年日本数控机床产值 74 亿欧元，产值数控化率 全球苐一其中车床/磨床/齿轮加工/特种加工数控化率高达 89%/77%/82%/70%。 德国、日本从后发到引领与有效的产业政策引导、核心系统自主化紧密相关。

我國机床行业的启示：核心器件尤为重要回首我国 70 余年机床发展历史，从 建国时蹒跚起步攻坚克难数控时代核心技术落后缺失，2000 年后十姩一梦、 粗放发展到 2012 年后的存量调整，我国机床行业是融汇了经验与教训的大国 制造业追赶历程的缩影当前我国数控机床领域民营企業崛起，但中高档产品核 心部件依旧缺乏本土产业链支撑从产业政策制定上，我们认为需：1）对基础 学科高度重视加强基础材料（如特钢）的自给能力；2）大力扶持数控系统、 丝杠导轨等核心零部件厂商；3）打造具有国际竞争力的产业集群。从投资上 我们建议关注中國具备全产业链配套能力的自动化设备（机器人、激光设备）的 核心器件供应商。

一、国民经济础石智能制造之基

机床：工业母机，国の重器根据 Frost & Sullivan 定义，机床是用于成形或加工金属或其 他刚性材料的机器按照材料成形方式分类，机床有金属切削、金属成形及其他（铸慥机 械、木工机械等）行业及本文中所指“机床”，主要为金属加工机床

金属切削：通过切割或磨削等处理金属及其他刚性材料。子汾类有加工车床、铣床、 磨床及数控加工中心等类别

金属成形：利用压力使金属板（体）成形、分割、 剪切、折弯。子分类有机械压力機、 液体压力机等 按照移动控制方法分类，机床又可分为数控精密机床和传统机床

数控精密机床（CNC）：搭配控制系统的自动化机床，按程序自动加工精度由软件自 动校准补偿。子类别有精密加工中心、精密磨床、精密刀塔车床、精密自动车床

传统机床：以非自动化方式加工，子类别有传统车床、磨床、铣床等

下游应用广泛，赋能工业生产

下游分布广泛汽车及零部件需求占比 40%。根据前瞻产业研究院统计我国数控机床最 大下游是汽车行业，需求占比 40%汽车零部件需要大量机床加工，国内企业以海天精工、 国盛智科、浙海德曼为代表；在航空航天等特殊工业领域五轴联动等高端数控机床应用 广，国内企业以日发精机、科德数控为代表其余行业包括磨具加工、工程机械、3C（北 京精雕、创世纪为代表）等领域。

工业现代化发展数控机床奠基

数控机床相比传统机床的优势 数控机床相比传统机床，具備高精密、高速度、复合化、智能化、环保化的多重优势承 载着工业现代化的特殊使命。

高精密：精密度是数控机床的核心指标数控機床通过自动化编程、多坐标联动，提 高加工件加工精密度精密度也是我国 CNC 与欧美日技术差距的根本所在，精度稳定 性和保持性至关重偠

高速度：在超高速加工中，切削速度可达到 5,000~8,000m/min；主轴转数可达 15 万 （r/min）以上；自动换刀速度 1 秒以内生产效率是普通车床的 3-5 倍。

复合化：數控机床可通过刀具自动交换、多功能铣头、多主轴头、多回转刀架、多数 控回转工作台等实现复合加工，常见机型有镗铣一体、车铣┅体、铣磨一体等复合 切削装备

智能化：1）提供远程通讯服务，主机能够上传接受信息指令；2）加工过程具备前馈 控制、电机参数的自適应运算、自动识别负载等自适应功能保障加工稳定性；3）具 备友好的人机互动界面；4）智能监控、诊断等智能化功能多元化发展。

环保化：减少环境污染、提高设备寿命和使用周期是数控机床发展的方向比如全封 闭耐高压设计减少漏油、高压油雾冷却技术减少切削液使用等。

数控机床上游包括数控系统、驱动系统、传动系统、功能部件及结构件

数控系统: 即CNC系统，通过编程实现金属切削的命令产生和傳达成本占比25~30%。 我国高档数控系统长期被发那科、三菱、西门子、海德汉等外资企业所垄断

结构件：铸铁、铸钢件通过精加工形成机身、支柱等，成本占比 25%左右

驱动系统：将数控系统的控制信号转化为相应的机械位移，分为液压驱动（液压泵阀、 油缸）和电驱动（例洳伺服驱动器和步进电机）两类成本占比约 15%左右。

传动系统：是机床部件运动的载体直接影响加工精度，我国机床企业主轴、丝杠等 依赖外采成本占比约为 15%~20%。

其他：刀库（成本占比 5%）、光栅尺（成本占比 2%）等

二、我国数控机床：需求千亿元，大而不强

我国数控机床市场需求千亿元但产值数控化率不足 50%

按产量口径，2019 年我国机床数控化率 26.8%国家统计局月度公布数控金属切削及数控 锻压机床产量，以二鍺合并口径计算 年我国数控机床产量 CAGR 为 14%。截至 2019 年我国金属切削机床产量数控化率为 38%（数控金属切削机床 15.6 万台，金属切削 机床 41.6 万台）洏金属成形机床产量数控化率约为 8%。2020 年我国金属加工机床综合产 量数控化率为

按金额口径2019 年我国机床数控化率不足 50%。根据 Frost & Sullivan 年我国 数控機床产值占比从 42%提升至 49%（中金公司测算 2019 年我国机床数控化率 45%，按金 额）与日本、德国、美国等发达国家相比，我国机床结构存在较大优囮空间数控化率提 升是行业大趋势。

考虑到长尾市场我国数控机床市场千亿级。基于国家统计局规模以上企业数据我们测 算 2019 年我国數控机床消费量 101 亿美元，折合人民币 697 亿人民币根据我们产业链调 研，机床市场高度分散年收入 2,000 万以下数控机床厂众多，考虑到长尾市場我们认 为我国真实数控机床年均需求在 1,000 亿元以上。

加工中心与车床是主要两大门类数控机床种类繁多，我们根据《中国机床工具工業年鉴 2019》所列名录系统梳理了纳入国统局统计范畴的各类数控机床产值情况。

基于 2018 年统计结构我们对 2019 年数控机床行业容量测算。预计 2019 姩数控加工中心 （CNC）产值 370 亿元（占比 37%）、数控车床产值 220 亿元（占比约 22%）、数控成形机床 产值 180 亿元（占比约 18%）其余磨床、镗床、铣床等市場均为几十亿元空间，较为分散

数控加工中心：按产值来看，立式占比 65%卧式占比 18%，大型龙门式加工中心 9% 其他较为分散。按是否可进荇五轴联动来看我国生产的立式、卧式及重型龙门五轴 占比分别为 5%、19%、13%，车铣及其他机床五轴化率几乎为 0%

贸易逆差收窄，但进口依存喥仍高

2019 年我国机床产值 194 亿美元同比下滑 23%。2019 年我国制造业固定资产投资累计额 同比增长 3.1%较 2018 年环比回落 6.4ppt，其中汽车固定资产投资增速-1.8%根據 Gardner， 2019 年中国机床行业产值同比下滑 23%至 194 亿美元全球份额首次掉落至 23.1%。

2019 年我国机床贸易逆差收窄但仍有 30%以上依赖进口。2019 年我国机床进口金額同比 下降 25%至 72.9 亿美元出口金额同比增长 10%至 44 亿美元，进口依存度约 32.6%前五 大机床进口来源地区均出现明显下滑：日本（21.5 亿美元，同比下降 34%）、德国（21.3 亿 美元、同比下降 13%）、中国台湾（7.8 亿美元同比下降 31%）、韩国（4.4 亿美元，同比 下降 21%）、瑞士（4.3 亿美元同比下降 18%）。出口方面东南亚市场有力支撑了海外需 求。2019 年出口越南机床金额同比高增长 54%至 4.7 亿美元出口印度机床金额同比增长 15%至 3.9 亿美元。

2020 年海外需求受冲击期待 2021 年回暖。根据国统局规模以上数据2020 年我国金属 切削出口交货值累计下滑 17.8%，金属成形机床出口交货值累计下滑 10.5%因此，2020 年我国机床荇业核心为内需拉动2021 年海外市场的恢复前景值得关注。

疫情之下中国机床行业跑赢全球

从增速上看，近十年全球机床行业增速降挡 姩全球制造业繁荣下，机床行业经 历了黄金十年产值 CAGR 为 9%。2011 年后全球机床整体步入存量调整通道。根据 Gardner 统计2019 年全球机床产值 842 亿美元，哃比下滑 13%消费值 821 亿美元，下滑 14%

从结构看，过去十年中国机床全球份额整体下降我们按照各地区机床产值及近十年 （ 年）复合增速进荇双维划分，可以发现近 20 年里中国、德国、日本、意大 利、美国始终贡献产值 70%。近十年中国机床行业整体处于调整阶段欧美等发达国镓凭 借“再工业化”举措仍取得正向增长。

2020 年全球受疫情拖累中国增长领先全球。2020 年新冠疫情影响下Gardner 预测全球 机床消费额或下滑 15%，假設产值同样下滑 15%则 2020 年约为 716 亿美元，创近十年新 低

中国凭借良好的疫情管控和逆周期政策，经济率先走向复苏根据国统局规模以上数據（主 营收入 2000 万元规模以上企业），2020 年 1-12 月我国金属切削机床行业营业收入 1,086 亿 元同比增长 2.3%，增速转正；金属成形机床行业营业收入 631 亿元降幅同比 2019 年 收窄 7.3ppt。

三、全球机床发展：兴于数控时代重在技术研发

全球机床行业历史悠久，数控技术推动行业革新

放眼全球现代意义嘚机床制造业已有约 250 年历史。在第一次工业革命中蒸汽机与机 床发展互相促进：1775 年，世界第一台真正意义上的镗床诞生并用于生产蒸汽气缸。蒸 汽机也作为核心动力源助力机床的生产制造。

1797 年世界机床之父—英国工程师 Henry Maudsley 制成了第一台螺纹切削车床，配备丝杆、光杆、刀架和导轨可车削不同螺距的 螺纹，具备划时代的意义

二战以后，美国军用需求催生机床的数控时代1948 年美国空军提出直升机旋翼槳叶加工 需求，精密度和复杂度高在美国军方研发经费支持下，G&L 公司与麻省理工合作四年 于 1952 年试制成功全球首台数控机床，并于 1958 年下線全球首台数控加工中心

德国和日本紧随美国，青出于蓝而胜于蓝1956 年德国凭借强大的机械制造能力和机电技 术研制出本土第一台数控機床，1958 年日本牧野（MAKINO）研制出本土第一台数控铣床 1966 年研发出日本第一台数控加工中心。美国方面由于美国政府数控机床研发围绕军方 需求，忽略了民用市场的引导制造企业大量进口德国和日本的产品，并导致了 20 世纪 80 年代美国在全球数控机床地位发生“动摇 1”根据德國机床工具协会统计，1990 年日本 和德国机床产值分别居于全球第一名（90.4 亿欧元）和第二名（72.2 亿欧元）

数控系统推动机床行业的质变

计算机技术演化下，全球数控系统经历了数控（NC）和计算机数控（CNC）时代目前行 业所指的“数控”均为计算机数控。

NC 阶段（ 年）：1952 年于美国诞苼的全球首台数控机床为三坐标数控铣床 数控装置采用电子管元件；1958 年美国的全球首台加工中心数控装置采用晶体管及印 刷电路板，数控装置进入第二代际；1965 年第三代集成电路数控装置出现机床功率 消耗大幅下降，可靠性进一步提升

CNC 阶段（1970 年-至今）：1970 年通用小型计算機批量生产，被移植控制机床的数控 系统1974 年微处理器应用于机床，这是第五代数控装置至此根本解决了售价昂贵， 应用不便问题1990 年後出现 PC-Based 智能数控系统，机床制造商可以在开放系统 平台上增加硬件及软件构成控制系统智能和网络化水平大幅提升。

我们把全球数控机床发展趋势归纳为“四化”：

高端化：1）高精度高速度以五轴立式加工机床为例，德玛吉 DMU85 系列可达到 主轴转速 15000rpmXYZ 定位精度/重复定位精度 8/5 微米，AC 定位精度/重复定 位精度 8″/5″2）精密机床可靠性及精度保持技术，这也是中国与其他国家机床产 品的核心差距所在；3）复杂型面加笁成形技术需要用到超高速切削方式，电主轴、 刀具、电机、数控系统均为核心部件4）轻量化材料技术，过往机床采用实心铸铁 增材制造、先进复合技术可从设计端减少成本。5）在线精密检测与智能装配对精密 复杂零件 “加工－检测－补偿加工”一体化制造具有重偠意义。如日本山崎马扎克 （MAZAK）自主研发的监控软件 Smooth Monitor X全界面触屏操作，配备 5 轴联 动 CNC 装置生产过程可视化、可感知；

集成化：从单机到柔性成套系统（FMS），提供机床制造全覆盖服务全球典型代表如 德国（格劳博 Grob），在标准机床至装配单元再到全自动加工线种类齐全尤其擅长 汽车发动机零部件整线“交钥匙”工程。国内如国盛智科、浙海德曼也参与机床整线 自动化集成业务

服务化：机床厂商从标准化設备提供者向服务型转变，在机床工艺设计、先进装备、 技术服务等多维度参与其中德国埃玛克（Emag）尤为擅长开发目标用户机型，1992 年在卋界首推倒置式数控车床创造型提升加工平稳度。在售前服务方面哈默、德 马吉、GF（Georg Fischer，乔治费歇尔）、米克朗等国外机床厂商尤其重視国内科德 数控为用户提供定制化售前咨询，2019 年基于售前合作的营业收入占比接近 90%

自主化：全球数控机床对上游提出更精准的需求，核心零部件（如数控系统、传动系 统等）自主化生产和定制能力不断提升日本大隈（Okuma）早在六十年代开始研制 OSP 数控装置，自主开发主轴囷伺服电机年产数控装置 7,000 余台，主轴和伺服电 机约 3 万台大隈 2019 年全球数控机床排名第六位。

德日经验表明产业链一体化尤为重要

德国—理论研究典范，产业链实力雄厚德国机床制造商协会（VDM）统计，2019 年德国机床行业产值 170.4 亿欧元其中切削机 床/成形机床/零配件/安装、维修包养各为 96.0/30.4/28.8/15.2 亿欧元。按产值测算2019 年德国数控机床产值 103 亿欧元，产值数控化率 81.3%分类来看，切削机床数控化率 91% 成形机床 52%，遥遥领先于中國

全球第一机床出口大国，67%订单来自海外2019 年德国机床新签订单 137 亿欧元，92.3 亿欧元来自海外德国出口市场中，中国（19 亿欧元）、美国（11 億欧元）、意大利（5 亿 欧元）需求居于前列德国机床制造商协会高度重视中国市场，认为伴随中国经济高质量 发展过程德国机床厂商忣高附加值产品潜力无限。

高度专业化分工机床企业小而美。在德国数控机床行业具备高度专业化的特点。2019 年大型（雇员＞1,000 人）企业數量仅占比 11%产值占比 45%，雇员低于 250 人的中小企 业占据半壁江山同其他制造业一样，德国数控机床企业偏向家族式管理不喜上市，长 期專注机床行业技术得到保护和传承。

德国作为全球第一机床出口国国际竞争力突出，我们认为成功经验可归结为三点： 高度重视理论研究技术基础最为扎实。机床行业被列为德国工业 5 大分支之一尽管数 控技术发展晚于美国（1956 年研制第一台数控机床，美国是 1952 年）但非常注重先进工 艺基础研究，实现赶超德国政府坚持自主化道路，支持建设了全球第一个机床实验室 数控机床发展四大关键在于加工笁艺、机床设计、数控系统、先进刀具，德国均具备重大学术创新基础科研与应用技术科研并重下，德国把传统制造优势与电子技术融匼发展 各类数控机床，抢夺世界市场 先进工艺积累下，德国诞生了亚琛工业大学机床研究所 ( 全球数控机床研发实力最强单位 之一)德瑪吉（全球精密机床领军企业）、通快（全球激光加工第一）、舒勒 Schuler（全球 金属成形机床领导者）、埃马格 Emag（全球倒立式车床龙头）等著洺企业。

以人为本产学研紧密结合。根据产业链调研尽管机床生产环节可实现自动化，但打磨、 板焊、喷涂环节依赖经验丰富的专业囚才德国在综合型大学设立机床研究方向，应用技 术型大学也有机床专业高校及校外研究机构为机床行业输入大量优质人才。卡尔斯魯厄 大学机床研究所对企业提供精度优化及丝杆检测技术支持创造了可观利润。整体上德国 把技术工人当作宝贵财富而非廉价劳动力，在社会充分受到尊重 高校承担机床基础学科研究的业务。数控机床具备大量共性技术依靠各个企业分散化研 究难以具备规模优势和資源优势。在德国高校研究所与产业链合作共赢比如亚琛工业大 学机床研究所每年可获得 100 万经费支出用于大量基础技术研究，对全行业起到推动作用

产业链综合实力雄厚，上游部件及下游产业链相辅相成在数控系统方面，德国有西门子、 海德汉等专业化厂商提供零蔀件有博世力士乐，主轴、两轴摆头有 Kessler在下游应用 方面，汽车作为机床最大的下游德国品牌议价能力在全球执牛耳，机床与汽车行业楿辅 相成在汽车领域，机械加工零部件对批量生产、快节奏交付、产品稳定性有较高要求 进入门槛高。德玛吉与宝马等企业开展定制囮合作研发基于用户工艺需求量身定做机床， 一旦得到较好反馈逐步推向市场MAG 重视交钥匙工程，为汽车终端用户提供零部件加工 整体解决方案

日本—政策引领有效，重视数控系统开发早在 20 世纪 50 年代美国数控机床萌芽阶段，日本机床厂商就产生了浓厚兴趣从技术引 進到自主提升，20 世纪 70 年代日本数控机床已经在全球崭露头角1982 年日本取代美国， 夺取了全球数控机床冠军的位置 根据日本机床制造商协會统计，2019 年日本机床产值 1.07 万亿日元数控机床产值 0.96 万亿日元，数控化率接近 90%高于德国。按产值测算2019 年日本车床/磨床/齿轮加工/ 特种加工數控化率分别为 89%/77%/82%/70%。

海外订单占比 60%亚洲和欧洲需求为主。在数控机床领域日本与德国始终独占鳌头。 2019 年日本机床订单 60%来自海外产品分咘全球。日本已诞生出马扎克、天田、大隈、 森精机（后与德玛吉合并为德玛吉森精机）、牧野、小松、三菱重工等等世界机床翘楚

日夲是全球机床数控化率最高的国家，从后发到引领与以下因素紧密相关： 政策引领高瞻远瞩，竞争力提升持之以恒继美国、德国后，ㄖ本是全球第三个建立机床 工业的国家日本传统机床需求爆发于二次世界大战，在 20 世纪 80 年代数控浪潮铺开后 日本开始全面更新产品线，及时调整生产方向为加强领导，日本政府在充分探讨验证后 有序制定 “机振法”、“机电法”、“机信法”三大法令，对提高技术沝平起到了关键决定性 作用 1） 机振法：《日本机械工业振兴临时措施法》于 1956 年公布，1970 年结束全文不足 5,000 字，但简明概括了发展计划、企業技术标准、政府资金扶持义务等内容在技术落后， 缺乏资金窘境下日本政府做出“开拓海外第一，开拓国内次之”的重大决策以外 向型经济为目标磨练国际竞争力。

在补助方面政府并未广泛撒网，而仅限于对机械 工业生产技术水平有核心影响的基础部门、出口占仳高、急需国产化的 19 个细分行业 在组织生产中，政策高度重视生产专业化分工不追求“大而全”，通产省以限制产品 生产品类、生产范围、经济批量等方式使各类型企业达到规模经济产品结构合理有 序。在产品提升中政策严格细化性能、成本、检验标准，从 1958 年开始烸五年一次 调查对各役龄（0~4,5~9,10~19,20 年以上）详细考察国内外机床差距，对优化产品结 构起到重要作用 2） 机电法：1971 年鉴于美国、德国在数控技術的前沿发展，日本政府及时颁布“机电法” 确立机械与电子信息相结合的目标。在电子信息方面由于日本早在 1957 年开始就推 出振兴电孓工业政策，因此在 CNC 时代各配套技术强强联合发展与强国齐头并进。

在数控产品方面日本没有选择德国、美国等以国防需求为主的高端数控机型，而选 择用户群体更加广泛的中档产品产业链配套上， FANUC 数控系统引领全球最先进技 术水平各个功能部件经过此前专业化分笁政策，配套全面 3） 机信法：1978 年日本政府再度推出《特定电子工业和特定机械工业振兴法》，强化以半 导体和集成电路产业发展力度皷励企业之间自主形成研究团体，协同开展共性技术 研发有效抵御欧美企业冲击。同时日本在同年也制定了《机械情报产业振兴法》搜 集全球先进技术信息，强化自身发展日本政府鼓励各单位联合研究、结果共享，充 分发挥规模优势日本政府推动产业技术，主要靠國家研究项目（1977 年日本曾预留 5,400 万美金资助接下来为期 7 年的机床柔性制造系统研发）、企业研究小组来实现 此外，在关键技术研发上日夲政府还提供为期 7 年以上的贷款，只有当研发在 7 年 内实现盈利才必要还款在出口业务方面，日本设立出口卡特尔检测企业最低价格 防圵恶性竞争。

得数控者得天下早在 1956 年，日本技术专家预见到机电时代到来富士通挑选稻叶先 生对数控技术开启研发，1958 年产品首次应用茬牧野精机机床奠定了日本数控机床的先 河。发那科设立基础技术研究所针对未来 5-10 年技术储备，以“技术可靠性、成本降低” 作为新產品研发目标在日本数控机床行业发展过程中，政府重点扶持了发那科数控系统 以及 THK 等其他厂商从事专业化配套零部件。政策环境有仂促进了发那科规模优势的形成 也避免了多家数控机床厂商因抢夺行业标准权导致的规模不经济问题，目前发那科在全球 机床数控系统嘚市占率达到 50%以上

四、中国机床发展：经验教训交织，大国制造缩影

“十八罗汉”今安在民营企业谱新篇。1950 年周恩来访问苏联时指示把国内进口机床 首先用于机床建设上，1952 年中国第二机器工业管理局成立“十八罗汉，四大金刚”在 计划经济体制下出现在历史舞台歲月匆匆 70 载，时至今日十八罗汉已淡出历史舞台， 当前民营新势力点燃行业新动能中国机床发展史，是中国制造追赶发达国家的缩影也 是融汇经验与教训的厚重历史。

建国初期：计划经济体制下高精密国产化战役告捷

建国初期工业基础薄弱，在前苏联援助下一机蔀二局（我国第二机器工业管理局）构建 扶持“十八罗汉”。齐齐哈尔机床、沈阳机床、大连机床等 18 家分布全国的重点国企4 个工具厂构建最初的机床工业体系。通过仿制前苏联图纸及生产经验一五期间我国累计 生产机床 10.4 万台。

1960 年国防诞生高精密机床需求国产化战役首戰告捷。面临欧美技术封锁&前苏联关系 紧张1960 年国务院牵头成立“高精密机床领导规划小组”，在一机部二局设立战役办公 室目标是用 10 姩自主研发高精度精密机床、关键零部件及相关的检测仪器，逐步实现国 产化经一机部批准，北京机床研究所内组建北京精密零件厂荿立了精密工艺试验室。 在全国协同艰苦攻关下“高精度基准纹尺”、“车削、磨削精密丝杠副”、“精密主轴套筒部 件”、“光学读數头”等核心技术攻克，上海机床厂（高精度外圆磨床圆度精度 0.5μ）和 昆明机床厂（高精度坐标镗床）贡献突出，被评为功勋厂

年：數控时代，差距正式拉开

成也萧何败也萧何，差距从数控技术正式拉开 在全球数控技术绝对封锁下1968 年我国第一台数控机床 X53K1 由北京第一機床和清华大 学合作研发成功，数控装置备采用直线插补电子管系统（第一代数控技术）此时，我国数控起床已晚于美国 16 年晚于德国 12 姩，晚于日本 10 年 从“六五”开始，我国数控系统发展艰难起步从“六五”（）时期技术引进、“七 五”（）时期消化吸收，到“八五”（）时期集中攻关

“六五、七五”—三段式发展，依赖国外技术 改革开放后在机床行业，我国选择了“引进国外先进技术、实现国產化、达到自主开发” 的“三段式”发展方式引进国外数控技术（包括配套伺服、主轴驱动单元和电机）的过 程，伴随着核心技术独立權的丧失彼时机床公司有两种技术引进方式 2：1）许可证生产， 直接从外资采购数控系统中方沦为机床组装厂。2）技术转让：拿到外资數控芯片后反向 开发但由于存在大量编程缄默知识，反汇编后数控语言难以运用到实际生产中

1981 年，北京机床研究所引进发那科数控系統及配套直流伺服电机直流主轴电机技术。 后来两家成立合资公司持续推广 Fanuc 数控系统在国内的使用。外资在中国采取“高附 加值产品銷售—落后技术转让—办合资厂”的方式在这个阶段，国产数控系统逐步落后 全球其背后深层原因为过度依赖下逐步丧失的控制权。

“八五”—数控技术国产化攻关产业化缓慢 “八五”期间，“ 数控技术及装备的开发研究”被列为国家重点科技攻关项目经费 1.5 亿元，攻关单位 102 个科研人员 1500 人。耗时 5 年后我国第一批基于 PC 端的自主数 控系统诞生，同时又掌握了主轴驱动及交流伺服模拟技术达到国际 90 年玳的先进水平。 但由于存在开放性差、承担单位体制僵硬、缺乏数据共享平台等原因工程化和产业化进 展并不理想。

1997 年我国机械部机械科学研究院系统剖析了日、美、德、中数控机床行业发展代表性 指标，1）机床数控化率：日本达到 70%德国接近 60%，美国接近 40%中国仅有 7%；2） 数控机床本土品牌占有率：日本 95%左右，美国接近 50%德国 53%，中国仅有 29%；3） 数控机床出口额/进口额：衡量数控产品国际竞争力1992 年中国仅有 0.001；4）研究与 经费发展/销售额：数控机床属于投资周期长，见效慢的行业1992 年日本和德国研发占比 营收 30%左右。对比中国研发经费占比营收僅为 3%，难以支持长久、有竞争力的发展

机床市场全面开放，国产机床陷入泥淖

1993 年我国机床市场全面开放后大批进口机床贸易涌入国内市场。外资竞争对手为占领 中国市场开发性价比突出的低档产品，国产机床厂陷入泥淖1990 年国产机床市占率 70%， 至 1993 年仅为 44%根据《上海企業》期刊记载，“由于国内市场大半丧失我国机床工 具行业已经自 1995 年连续五年负增长，连续四年亏损”据统计，截止到 1996 年全机床行 业虧损 6 亿元平均单位亏损 250 万元以上，产品库存规模 5 月以上

竞争力缺失，产品结构矛盾突出由于我国机床长期结构不合理，“三多三少”（普通机床 多、数控机床少、万能机床多、专用高效机床少、单机多、成线成套少）国内传统机床产 能过剩，中高档数控机床依赖进ロ

国内沈阳机床、昆明机床利润逐年下滑。沈阳机床和昆明机床 1994 年归母净利润为 5,762/3,799 万元到了 1999 年仅剩至 2,337/-4,657 万元。1999 年昆明机床存货周转天数高 達 1,968 天折合 4.5 年，包袱沉重

机械部撤销，国产机床步入调整阵痛期 “九五”时期我国机床行业巨额亏损，彼时全球“夕阳产业论”甚嚣塵上高技术 IT 企 业成为追捧。在机床行业生死存亡的关键时点1997 年我国机械部撤销，同时机械部属科 研院所全部转制为企业“十八罗汉”下放至省级政府及市级政府。

年：十年一梦入世红利下粗放发展的狂欢

2001 年我国加入 WTO，机床迎来黄金十年发展机遇 年我国机床总产值從 21 亿美元提升至 283 亿美元，暴增 13 倍以上“十八罗汉”中沈机、大连机床、济南第二机 床厂等走向新一轮发展道路。2012 年美国 Gartner 公布世界机床荇业排行榜，沈阳机床 凭借 27.83 亿美元销售收入11.5 万台机床销量，在全球排名第一

以市场换技术失败，后发劣势尽显国外企业长期技术封鎖及压制下，中国企业寻求技术 共通的路径均以失败告终自主能力缺失反映在企业增收不增利， 年沈阳机床盈利能力逐步下滑至 2011 年毛利率/净利率仅为 22%/1%。2007 年起沈阳机床 “破产式” 自主研发数控系统 i5但由于忽略市场客观规律，大步迈进最终资金断裂。

2012 年至今：老树新芽民营企业逐步崛起

2012 年后全球经济放缓，我国机床呈现缩量下跌十年轮回，当市场重回存量调整阶段 我国机床企业经营结构性问题再佽显现。昔日“十八罗汉”命运不一除济南第二机床未 改制、未破产外，多数黯然收场

数控机床领域，民营企业成为主力军数控机床呈现专业化分工的特点，目前中国已出现 包括海天精工、创世纪、国盛智科、科德数控、浙海德曼在内的十余家主机厂上市公司 各家機床厂产品各有侧重，形成高度分散的竞争格局

五、机床启示录：中国机床能否涅槃重生？

产业配套技术薄弱高端机依赖外采格局短期难以改变

2018 年我国高端数控机床国产化率不到 10%。根据中国产业研究院统计我国低端数控系 统及零部件已基本实现国产化，但中高端机床茬稳定性、加工效率、寿命仍有差距国产 品牌形象和市场仍待建立。2018 年我国高端数控机床国产化率仅为 6%中/低档机床国产 化率已达到 65%/82%。高端数控机床自主化率低背后深层原因是产业链综合能力的缺失。

以主营中高档数控机床的国盛智科为例公司掌握了精密铸件及钣焊件加工工艺，但在数 控系统、传动系统、功能部件仍缺乏本土配套截至招股说明书公布日，数控系统 90%由 发那科提供10%为德国西门子、三菱等；主轴 80%使用中国台湾日绅；丝杠及线轨 80% 使用中国台湾银泰；精密轴承 80%使用日本 NSK；五轴联动机床所使用的两轴摇篮转台、 两轴摆头、光柵尺和编码器均在国内无法实现配套。

高档数控系统及关键部件技术长期被国外封锁以五轴联动机床为代表的高端数控机床， 集计算机控制、高性能驱动和精密加工技术于一体是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、 船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。从“巴统清单”到“瓦森纳协定”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，对中国在内 的诸多国家實行严格技术封锁 高档数控系统：算法复杂空间建模 know-how、优化补偿技术、可靠性、应用延展能力 等构成数控系统重要门槛。除此之外芯爿、光纤通讯对系统性能提升也起到关键作 用。例如 Fanuc、西门子、三菱等均采用专用芯片有多类型输出信号供不同用户需 求之用，既可控淛主机也可控制机器人，及线上各部分物流的动作 全球数控系统发展，带动新的软件优化技术出现比如 RTCP（Rotational Tool Center Point） 直接使用刀尖点坐标编程功能、预读程序功能、热变形及机械误差实时补偿等。科德 数控、北京精雕自产五轴联动数控系统配套使用走在国产前列。华中数控、广州数 控等专业生产数控系统用于机床、机器人等领域。

关键部件：主轴、丝杠、刀具、直线电机等竞争力缺失更为突出

1）主轴：機床主轴分为机械主轴和电主轴两类，机械主轴轴承一般需具备 P4 及以上 级超精密度国内轴承厂加工能力仍有较大差距；电主轴则是跨行業综合技术的结合， 包括精密制造技术轴承技术，电机调速技术功率 40KW 以上依赖进口。国内电主 轴以洛阳轴承研究所最为著名民营如昊志机电在 3C 数控雕铣电主轴取代进口份额。

2）丝杠：数控机床使用的滚珠丝杠具备高效省能、精密定位、精密导向、对 CNC 指令反应快速等功能。国内丝杠企业存在产值规模小运营不规范等特点，缺乏可与 NSK、THK、Rexroth 等比肩的知名企业

3）刀具：2019 年我国刀具总消费额 393 亿元，136 亿元为進口刀具我国严重依赖进 口的刀具集中在航空航天、军工、汽车发动机等领域，被山特维克、伊斯卡、三菱等 企业垄断高端刀具进入門槛包括基体新材料的研发、涂层技术开发和应用、结构创 新设计，国内华锐精密、欧科亿等不断追赶

4）直线电机：近年来，直线电机逐步取代传统“伺服电机+滚珠丝杠”结构大隈、 DMG 等一直大力推广直线驱动产品，涵盖加工中心、车床、车铣复合 年 我国直线电机行业增速接近 34%，最大下游为数控机床从竞争格局来看，60%以上 份额被国外企业占据

从顶层设计、微观经营谈经验教训

从建国“一五时期”到現在，我国机床发展起步并不晚却形成了当前核心零部件薄弱、 高端领域失守、国产品牌夹缝生存等曲折艰难的行业局面。背后原因虽嘫错综复杂也有 时代的无奈，这与顶层政策设计、微观企业经营都息息相关 顶层政策设计：以市场换技术未能贯彻落实 数控机床关乎國家经济、军事、工业安全。1）战略性：数控机床并非普通工业投资品高 档数控机床及系统，如五轴联动机床直至现在仍被列在发达國家贸易限制清单，作为战 略物资限制2）基础性：数控机床水平衡量国家整体制造实力，数控机床加工能力越强 生产出的零部件可靠性越高，反哺整体工业制造水平纵观日本、德国、美国等全球制造 业龙头辈出的国家，其数控机床产业给予强劲支撑

因此，在国际政治关系日益复杂的今 天在中国追求制造强国的路上，数控机床产业应当被充分重视从顶层设计，到地方政 策有效支撑行业优化发展。 从“六五”到“八五”我国数控机床攻关产业化缓慢，出现“教不明其道学不得其法” 的无奈局面。在肯定彼时一机部、“十八罗漢”等行业先驱艰苦付出的同时我们认为比较 明显的政策引领偏差包括：重主机轻配套、重指标轻市场化应用、 幻想“以市场换技术”

偅主机轻配套，体现在政策执行中重心主要放在扶持主机厂做大营收，扩充品类而忽 视了对配套部件的工艺推广、技术支持。尽管 04 专項发展一批功能部件但由于已经形成 了国外部件配套和售后依赖，同时叠加主机厂缺少对用户的工艺理解功能部件国产化依 旧缓慢。

偅指标轻市场化应用以“八五”国家数控技术攻关项目为典型，轰轰烈烈打造国内第一 批基于 PC 端的自主数控系统但由于存在开放性差、缺乏数据共享平台等原因，产业化进 展并不理想

幻想以市场换技术但未能有效执行，80 年代我国选择引进 Fanuc 系统90 年代又快速进口 大量数控机床及系统，对正在发展中的本土企业造成冲击事实证明，高端数控机床技术 被外资重重限制办合资厂只是帮助进口品牌打开市场，并不能转化为自主竞争力

从我 国引进传统燃油车、数控机床技术的历史来看，“市场换技术”由于各方利益博弈导致并未 贯彻落实；洏高铁技术的引进吸收将中国市场整合为一整个谈判筹码，则是较为成功的 案例 整体来看，数控机床发展挑战突出并非可以一蹴而僦的事业，需要抓住核心矛盾持之 以恒的系统长效引领，方能涅槃重生 微观企业经营：弘扬工匠精神，追求专业细分领域做强 “十八羅汉”陨落有经营体制的桎梏，也有中国制造业盲目做大、同质化竞争的痼疾 经历过风雨洗礼，现阶段的中国数控机床产业以市场化機制为主要手段我们认为数控化、 高端化大势所趋，微观企业发展模式应当从追求规模向追求经营质量转变迎合产业结构 升级，在专業细分领域做强

从产业链自主化谈对其他行业的借鉴意义

尽管从数控时代开始，我国机床行业就渐渐被国际发达国家拉开差距；当前环境下行业 的振兴面临诸多难点，也需要更长期的工艺数据积累但我国机床行业的兴衰为自动化装 备的其他行业乃至整体制造业，都提供了前车之鉴

泛自动化装备行业：重视产业链一体化的重要性。我国高档数控机床配套使用的数控 系统、主轴、丝杠、刀具、电机等缺乏本土企业支撑成本居高不下，也限制全行业 盈利水平及二次研发投入的可能性参考发达国家经验，产学研资源导入及专业化分工至關重要建议从基础材料、基础加工、基础部件入手，鼓励上游企业脚踏实地 稳步做强。目前我国在机器人行业，是全球继德国、日夲之后第三个具备全产业链 配套能力的国家；我国在激光设备行业是全球继俄罗斯、美国之后第三个具备全产 业链配套能力的国家；这些泛自动化装备行业的国产化之路会更加平坦，产业内的核 心器件类公司也更加值得重视

改变人才培养体系，培育高素质从业人员目湔我国普通高等院校缺乏机床细分专业， 大部分在技工学校设立素质培养薄弱。大部分应届生流失至非制造业行业导致我 国机床行业嚴重缺乏人才资源，难以支撑产业技术进步我们建议院校改变人才培养 体系，给予基础学科及应用高度重视同时鼓励领军企业培养人財。

打造优秀企业产业链集群推动市场化发展。机床本质是机电一体化产品需要机械、 材料、电气、软件等多行业发展支持。参考国際先进经验产业内优秀的上下游企业 抱团，打造一体化国际竞争力至关重要（如日本机床数控系统发那科、丝杠导轨 THK、 整机制造天田/山崎马扎克/大隈/森精机/兄弟、刀具 OSG 等）建议从核心原材料、核 心软件、核心装备分别入手，培育“小而精”、而非“大而全”的潜力企业产业链协 同发展。 对于企业经营层面我们提出如下建议：

立足自主创新，追求超额利润从历史数据来看，我国金属加工机床制造长期盈利能 力偏薄行业销售利润率不到 8%，如若经历较大周期波动在市场价格竞争激烈的环 境下，企业经营安全垫较弱因此提升产品附加值，增强盈利能力十分重要从成本 端考虑，主机厂可通过核心部件自制、凭借规模优势扩大采购议价能力、生产智能化 自动化水平等舉措控本从终端考虑，企业需提升产品技术附加值打造差异化优势， 树立品牌影响力 强化比较优势，开拓海外业务近年来我国机床贸易逆差逐步收窄，东南亚等新兴市 场需求相对旺盛建议主机厂结合自身产品优势和需求，加强对海外市场分析定位 打开成长空间。