【1】行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)床是將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，是制造機(jī)器的機(jī)器，亦稱(chēng)工作母機(jī)或工具機(jī)。數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（ComputerNumericalControl，CNC）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。

簡(jiǎn)而言之，數(shù)控機(jī)床就是在計(jì)算機(jī)幫助下使用數(shù)字技術(shù)控制的機(jī)床，它能自動(dòng)加工出所需零件的形狀與尺寸。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有自動(dòng)化程度高、加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

圖片源于網(wǎng)絡(luò)

數(shù)控機(jī)床作為機(jī)床行業(yè)的重要分支，屬于高端制造裝備，是國(guó)家培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床的水平、品種和生產(chǎn)能力反映了國(guó)家的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合國(guó)力。

中國(guó)機(jī)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(lái)的世界機(jī)床主要生產(chǎn)國(guó)：美國(guó)、德國(guó)和日本，成為世界最大機(jī)床生產(chǎn)國(guó)。但是目前，美、德、日仍然是在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用上技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國(guó)家，中國(guó)在技術(shù)上仍然存在差距。

美國(guó)的哈斯自動(dòng)化公司是全球最大的數(shù)控機(jī)床制造商之一，擁有近百個(gè)型號(hào)的CNC立式和臥式加工中心、CNC車(chē)床、轉(zhuǎn)臺(tái)和分度器，致力于打造精確度更高、重復(fù)性更好、經(jīng)久耐用且價(jià)格合理的機(jī)床產(chǎn)品。德國(guó)的瓦德里希堡公司，作為大型龍門(mén)加工中心，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測(cè)量、數(shù)控系統(tǒng)等各種功能部件在質(zhì)量、性能上居世界前列。日本則以精密儀器見(jiàn)長(zhǎng)。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)仍然面臨著“大而不強(qiáng)”、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、自主創(chuàng)新能力不足等多項(xiàng)挑戰(zhàn)。生產(chǎn)上我國(guó)主要以中低端產(chǎn)品為主，80%高端數(shù)控機(jī)床需要依賴(lài)于進(jìn)口。而且，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和制造周期還滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)用戶(hù)需要，零部件制造精度和整機(jī)精度的保持性、可靠性尚需改善，尤其是在與大型機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)和功能部件（如刀庫(kù)、滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌、兩坐標(biāo)銑頭等部件頭等部件），還需要境外廠家配套滿(mǎn)足。

但是隨著政策的支持和推進(jìn)，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)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(mén)五軸加工中心等20多類(lèi)產(chǎn)品基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具備替代進(jìn)口產(chǎn)品的水平；精密臥式加工中心擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和柔性制造系統(tǒng)核心技術(shù)；高速、復(fù)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(dòng)等高性能數(shù)控系統(tǒng)系列產(chǎn)品打破國(guó)外技術(shù)壟斷，主要技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到國(guó)際主流高檔數(shù)控系統(tǒng)的水平，實(shí)現(xiàn)了為多種高速、精密數(shù)控機(jī)床配套。

另外，高檔數(shù)控系統(tǒng)在重點(diǎn)軍工企業(yè)實(shí)現(xiàn)小批量應(yīng)用，開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率從10%提高到25%。

【2】行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中明確提出“高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備”的目標(biāo)——到2020年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)70%；數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型、智能型國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率分別達(dá)到60%、10%，主軸、絲杠、導(dǎo)軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%；到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列。

《十三五國(guó)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(shù)、高端制造、生物、綠色低碳、數(shù)字創(chuàng)意等，形成5個(gè)產(chǎn)值規(guī)模10萬(wàn)億元級(jí)的新支柱，并在更廣領(lǐng)域形成大批跨界融合的新增長(zhǎng)點(diǎn)，平均每年帶動(dòng)新增就業(yè)100萬(wàn)人以上”。根據(jù)上述目標(biāo)，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床將往開(kāi)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(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、檔次和在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。由于國(guó)防、航空、航天等數(shù)控機(jī)床的下游行業(yè)有著高速發(fā)展的需求，所以對(duì)數(shù)控機(jī)床的速度和精度要求越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床的高速化主要體現(xiàn)在主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、運(yùn)算速度及換刀速度等指標(biāo)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(bǔ)償技術(shù)精度及網(wǎng)格解碼器檢查和加工中心運(yùn)動(dòng)軌跡精度等方面的提高。

2）高可靠性

數(shù)控機(jī)床的可靠性較大程度上取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性。數(shù)控系統(tǒng)將利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專(zhuān)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(guò)硬件功能軟件化，適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及系列化，提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量。

3）智能化

由于智能化能夠使數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，同時(shí)也提高數(shù)控機(jī)床的使用壽命和設(shè)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(lái)數(shù)控機(jī)床將具有加工過(guò)程的自適應(yīng)控制、負(fù)載自動(dòng)識(shí)別、工藝參數(shù)自生成、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、智能診斷、智能監(jiān)控等功能。在整個(gè)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自我診斷，一旦出現(xiàn)故障，立即進(jìn)行故障報(bào)警，及時(shí)進(jìn)行故障排除，并自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。

4）多功能化

為了滿(mǎn)足不斷提高的生產(chǎn)率和加工精度的要求，數(shù)控機(jī)床的多功能需求應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控機(jī)床將配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的各類(lèi)加工中心，能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車(chē)削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工。數(shù)控機(jī)床還可采用多主軸、多面體切削，同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級(jí)中斷控制方式的數(shù)控系統(tǒng)還可在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制，實(shí)現(xiàn)所謂的“前臺(tái)加工，后臺(tái)編輯”。

【3】行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

數(shù)控機(jī)床的上游產(chǎn)業(yè)主要是光機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件（主軸、銑頭、絲杠等）。光機(jī)、鈑金等機(jī)床部件的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，主要從國(guó)內(nèi)采購(gòu)。而中高檔數(shù)控系統(tǒng)和核心功能部件的目前主要依賴(lài)進(jìn)口，但國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)份額呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，所以總體上其市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和價(jià)格保持穩(wěn)定。目前，整個(gè)上游市場(chǎng)已經(jīng)較為成熟，供應(yīng)穩(wěn)定。

1）數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)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(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱(chēng)軟件數(shù)控（SoftwareNC）。該領(lǐng)域的供應(yīng)商包括日本三菱、日本發(fā)那科、德國(guó)西門(mén)子、臺(tái)灣新代數(shù)控系統(tǒng)、臺(tái)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(shù)掌握在日本三菱、日本法那科、德國(guó)西門(mén)子這幾家大的控制系統(tǒng)供應(yīng)商手中，國(guó)有廠商的市場(chǎng)份額很小，整個(gè)行業(yè)對(duì)國(guó)外控制系統(tǒng)都存在較大的依賴(lài)性。國(guó)產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率只有35%，高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)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(guó)西門(mén)子系統(tǒng)。

2）主軸

主軸分為高轉(zhuǎn)速主軸（20,000轉(zhuǎn)及以上）和普通主軸（16,000轉(zhuǎn)及以下）。國(guó)外高轉(zhuǎn)速主軸一般采用機(jī)械式電主軸，主要品牌為西門(mén)子、飛馬等，國(guó)內(nèi)高轉(zhuǎn)速電主軸主要生產(chǎn)廠商為昊志。同時(shí)，也為國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)廠商主要采用的品牌。普通主軸的國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)廠商主要采用臺(tái)灣品牌如羅翌、?，摗⒌ゃ尩?，其中睿瑩主軸在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比較高。國(guó)產(chǎn)主軸主要運(yùn)用在低轉(zhuǎn)速機(jī)型上面，且市場(chǎng)占有率較低。

3）絲桿線軌

絲桿線軌目前國(guó)外品牌主要是力士樂(lè)、英那、THK；臺(tái)灣品牌主要為銀泰、上銀。

4）刀庫(kù)

【4】行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

國(guó)外機(jī)床生產(chǎn)廠商幾乎自主生產(chǎn)、自主裝配刀庫(kù)（例如：德瑪吉、發(fā)那科、尼古拉斯），極少部分流通市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)廠家大部分采購(gòu)臺(tái)灣品牌的刀庫(kù)。

數(shù)控機(jī)床的下游涉及產(chǎn)業(yè)較多，主要包括汽車(chē)、船舶、軍工、軌道交通、航天航空、電子通訊設(shè)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(guó)家政策的支持，下游將帶動(dòng)上游，使得對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的需求不斷增長(zhǎng)。

1）汽車(chē)行業(yè)

隨著全球分工體系的確立和汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)把握住這一歷史機(jī)遇并實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，現(xiàn)已成為全球汽車(chē)工業(yè)體系的重要組成部分。從2003年至2017年，中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量都大幅提高，產(chǎn)銷(xiāo)量均已超過(guò)2500萬(wàn)輛，不僅具有強(qiáng)大的生產(chǎn)力，還有廣大的市場(chǎng)需求。

圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

而且隨著特斯拉、比亞迪“秦”等新能源汽車(chē)陸續(xù)上市并得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，新能源汽車(chē)同傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)都有著高速發(fā)展的需求，對(duì)高精密大型機(jī)床的需求量也隨之上升。尤其是汽車(chē)制造中的革新技術(shù)，“汽車(chē)渦輪增壓”，其所需的小葉輪片加工、汽車(chē)輪轂的整體加工，以及汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)都需要高速立式加工中心，而且汽車(chē)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(jī)床、龍門(mén)五軸加工中心來(lái)提高其安全性能。

2）航天航空

目前，全球航空業(yè)回暖，客運(yùn)量貨運(yùn)量持續(xù)上漲，中國(guó)更是發(fā)展迅速。十年間，中國(guó)民航貨郵運(yùn)輸量由400萬(wàn)噸/年增長(zhǎng)到700萬(wàn)噸/年，中國(guó)民航客運(yùn)量由不到20,000萬(wàn)人/年，快速增長(zhǎng)到超過(guò)50,000萬(wàn)人/年。因此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍然具有較大潛力，有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，尤其是航天航空行業(yè)的需求。

而且，中國(guó)與美國(guó)貿(mào)易戰(zhàn)打響。中國(guó)運(yùn)營(yíng)的一半商用客機(jī)都是波音生產(chǎn)的，隨著中國(guó)客運(yùn)量和貨運(yùn)量加速增長(zhǎng)，對(duì)于航天航空的高速發(fā)展迫在眉睫，這將有利于帶動(dòng)機(jī)床需求量。航空航天領(lǐng)域需要購(gòu)置大批高速、高精、復(fù)合數(shù)控機(jī)床、五軸加工中心以及大型龍門(mén)加工中心等關(guān)鍵制造設(shè)備。

如C919大飛機(jī)項(xiàng)目，總投入達(dá)2,000億元，其中用于制造能力建設(shè)方面的投資預(yù)計(jì)為300億元。其對(duì)高端機(jī)床要求極高，需要精密、高速、能夠處理異形復(fù)雜的加工，而且現(xiàn)代高效刀具也是機(jī)床必備。

3）城市軌道交通

中國(guó)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(guó)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)“十三五”規(guī)劃》，我國(guó)首次針對(duì)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施制定的五年規(guī)劃。

以2020年為時(shí)間點(diǎn)的“十三五”期間，我國(guó)將實(shí)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(shè)施、海綿城市建設(shè)等12項(xiàng)市政基礎(chǔ)設(shè)施重點(diǎn)工程。規(guī)劃提出，超大城市和特大城市應(yīng)積極建設(shè)城市軌道網(wǎng)絡(luò)，符合條件的大城市應(yīng)當(dāng)結(jié)合城市發(fā)展和交通要求因地制宜建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)，“十三五”期間共新增城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程3000公里以上。

城市軌道交通的大規(guī)模建設(shè)和規(guī)劃，必將帶動(dòng)機(jī)床加工的需求增加。以高速和提速、重載為重點(diǎn)的中國(guó)鐵路建設(shè)與改造已經(jīng)步入了發(fā)展的快車(chē)道。軌道交通對(duì)機(jī)床的需求也是多方位的：一個(gè)是機(jī)車(chē)（電力機(jī)車(chē)和電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)）和車(chē)輛制造，另一個(gè)是車(chē)輪和車(chē)軸制造機(jī)日常維護(hù)，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(jī)床，也需要專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床。

4）模具行業(yè)

近年來(lái)我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，我國(guó)模具行業(yè)銷(xiāo)售總額從2009年的980億元上升到2016年的1,840億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了9.58%。但目前我國(guó)以大型、精密、復(fù)雜模具為主要代表的高技術(shù)含量模具自給率還較低，大部分仍然依靠進(jìn)口，2009年至今，我國(guó)每年進(jìn)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(guó)每年進(jìn)口模具在不斷地減少，一定程度上說(shuō)明我國(guó)模具行業(yè)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，模具產(chǎn)品也正在朝高附加值、高水平方向邁進(jìn)。‘

隨著模具行業(yè)的工業(yè)調(diào)整，模具的性能、精度等標(biāo)準(zhǔn)也將持續(xù)提高，模具行業(yè)對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的需求將會(huì)增加。在模具加工過(guò)程中，需要使用的機(jī)床包括數(shù)控銑床、高精度加工中心、精密磨床等，并且其對(duì)機(jī)床的要求高，要求機(jī)床保持高動(dòng)態(tài)精度、高剛性和高可靠性。