机械装备产业研究:中国机床发展经历曲折,民营企业全面超越国有企业

Home / 机械装备产业研究:中国机床发展经历曲折,民营企业全面超越国有企业 - 2022年5月28日 , by

机床专题之中国机床发展史

“大而不强”的中国机床产业

我国现在已经是全球最大的机床生产地和制造地。我国机床工业从2000年开始进入快速增长的阶段,2002年机床消费额达56.96亿美元,居世界第一,在2009年实现产值全球第一,并一直持续到现在。

2019年我国机床消费额达1555亿元,占全球27.7%的份额,是排名第二的美国两倍以上,是名副其实的机床消费大国。同时我国2019年产值为1355亿元,占全球市场24%。产值上美国和德国分别排第二和第三,占全球市场的17.5%和16.07%。

我国机床工业还处于贸易逆差阶段,并且没有出现全球龙头。

从数据产值和消费额数据可以看出,美国和德国虽然产值占比远低于中国,但是产值占比的差距明显缩小,并且其他主要机床制造国家基本都是贸易顺差,而我国2019 年还有近29亿美元的逆差缺口,主要原因是高端金属切削机床进口需求比较大。

从全球机床生产领先厂商来看,top10厂商为日本5个、德国4个和美国2个,中国没有厂商上榜,我国机床产值虽然第一,但是没有出现全球龙头型厂商,主要集中在中低端机床生产。

根据2015年数据,我国机床贸易进出口净额排在全球第60位,而排名前三的是日本、德国和台湾,高端机床的制造能力是提高贸易顺差的重要手段。

苏联曾经也是机床制造大国,但是在整个1980年代,苏联进口机床占据了其需求的三分之一,从此也开始走向了衰落,因此毛利逆差对国家的机床工业有很大的影响。

我国出口机床单价远低于进口机床,附加值低。

2010~2017年我国出口金属切削机床单价在350美元左右,而进口机床单价在107929美元左右,是出口机床的300倍以上。

从机床结构上看,我国出口机床中“其他弯曲、折叠或矫平类机床占90%,数控机床和加工中心只有10%,而进口机床几乎都是数控机床。

我国出口机床多数是低端产品,附加值低,也没有太多的技术壁垒,完全“以量”来充门面。

公司众多,但多数规模小,经营能力一般。

根据机床工业协会数据,我国2020年规模以上(年度营收2000万以上)的机床工具制造企业有5720家,其中磨料磨具、金属切削机床、工量具及仪器、金属成型机床为top4的类型。

2020年我国金属切削机床营收1086.7亿元,金属成形机床营收631.2亿元,工量具及仪器营收878.6亿元,磨料磨具营收为2583.6亿元,粗略估计2020年我国金属切削机床企业平均营收1.3亿,也是最高的子行业。

金属成形机床平均营收1.19亿元,工量具及仪器平均营收1.18亿元,磨料磨具平均营收为1.28亿元, 可以看出整个行业的公司规模不算很大。

从利润角度看,从15年开始,金属切削机床利润率平均为3.4%,金属成形机床为5.7%,行业盈利能力比较弱。

数控机床竞争力差,高端数控系统国产率低。

从《数控机床与普通机床性能比较分析》中数据可知,数控机床在工作中人工参与更少,因此可以实现一人同时操作多台机器,同时每台数控机床的加工速度也更快。

数控机床的发展是机床工业的战略高地,但是我国的数控机床技术能力比较差,其核心的数控系统基本被外企占领。

而根据前瞻产业研究院研究结果可知,我国高端数控系统市场中 95%的份额被外资和合资企业占据,国产化率在 5%左 右,而我国端数控机床的市场需求比例在 20%左右,供需不平衡的情况下也就给外资企业占有了市场。

我国机床的弱势主要在精度、精度保持性和可靠性。

经过70年的发展,我国机床已经取得很多进步,在数控系统、伺服系统、主机等领域有一定的技术积累,但是在核心技术上没有完全掌握,即使机床和国外品牌外形相似,但性能差距大,特别是在精度和精度保持性上。

我国机床影响精度保持性的因素还在铸件、装配等基础工作上,国产机床装配过程中,铸件在刮研好精度一段时间之后会发生变形;在工作过程中,装配预紧的螺栓等连接件会在较短时间内出现预紧力下降、连接松动,这都使机床精度及性能发生变化。

行业内用“平均无故障时间”(MTBF)来衡量机床的可靠性,也就是机床从一次故障到下一次故障的平均时间。国内机床的MTBF 在500~1000小时居多,而国外同类产品的MTBF是国内产品的2~4倍。

中高档汽车生产中,生产线中使用的加工中心故障停线1个小时会给企业带来1000万元以上的经济损失。在精度方面,我国有部分企业在个别领域的机床已经可以做到国际领先水准,但是整体水准不足,不能完全满足客户要求,导致市占率难以提高。

我国机床工业“一波三折”我国机床起步稍晚,前期积累相对薄弱。

回顾机床诞生的历史,可以发现我国在机床诞生的前期一直是空白的。中世纪欧洲地区已经出现“脚踏车床”;十五世纪以及出现了加工螺纹的镗床;十八世纪欧洲进入工业革命时期,英国莫利兹设计出了丝杆传动机构的车床,也因此被称为“英国机床工业之父”;到十九世纪,铣床、刨床、钻床等机床逐步被设计出来,以满足当时纺织业、交通运输业的发展,而此时中国的机床行业还没开始。

到二十世纪,欧美地区已经开始步入数控机床时代,我国的机床工业才开始起步,虽然在苏联的帮助下我们在技术积累初期有很大的进步,但是技术积累薄弱的问题不是依靠简单的仿造就能弥补的。

图 13:机床工业发展重要节点与事件

我国机床工业“一波三折”,经历过高潮也跌落过低谷。

我国机床工业一般视为从1949年建国以后才开始发展,回顾过去的70年发展历程,从技术、产量、规模、政策等角度,我们将其分为产业起步阶段(1949~1958 年)、混乱阶段(1959~1976年)、行业整合阶段(1977~2000年)、行业爆发阶段(2001~2011年)、行业下行阶段(2012~2019)五个时期。

(1)起步阶段(1949~1958 年)建国之初,我国机床工业十分落后。

新中国成立时,全国机床保有量在9.5万台左右。1952年,金属切割机床年产量仅1.37万台,只有上海、沈阳、昆明等城市少数企业有制作皮带车床的能力。

比较而言,欧美国家在1797年便设计出丝杆传动车床,1952年已经研发出了数控铣床,我国此时和国外的技术差距和产业差距都非常明显。

重视技术和人才培养,机床技术快速累积。“一五时期”(1953~1957年)我国对机床工业十分重视,关注机床技术和人才的培养,这段时间也派出很多人去苏联学习。

苏联当时的机床工业还比较发达,给予了我国大量的支持。在这段时期,我国成功打造了一批骨干企业(俗称的“十八罗汉”),还逐步成立了7个综合性机床研究所、 37个各类专业机床研究所,为我国机床工业奠定了良好的基础,也是我国机床工业发展的重要起步阶段。

在数控机床领域,我国在1958年出现了第一台数控机床,比美国晚了6年,比德国、日本和苏联只晚了2年。

计划经济拉近了我国产业差距,但是产业发展后劲不足。计划经济时代,在国家的重视下,机床工业有了很大的进展,同时计划经济的特点也很明显。

首先,中国第一机械部对全国的生产、供应、销售等环节进行统一管理,不允许企业额外生产机床,即使是小规格的仪表机床也不行,市场缺乏竞争。

另外,我国主要是仿制为主,而欧美等国家走的是从“0”到“1”的自行研发路径,我国对于机床的核心技术仍然未能掌握,后续技术研发的动力也显得不足。

(2)混乱阶段(1959~1978年)国际关系紧张下,我国机床工业艰难发展。

在这段时期,全球处于“冷战”时期,国际形势比较严峻。苏联曾在我国机床起步阶段提供过帮助,不过在这一时期也将本国专家召回,也不再向中国出口机床。此时欧美国家对我国的技术封锁比较严重。

过度重视机床产量,机床工业资源被浪费。除了国际形势严峻以外,我国机床行业出现了过于重视产量的现象,对机床工业产生了长足深远的影响。

在1958~1960年期间,我国各行各业都在大量扩产,在企业扩展产能时,忽略了产品的质量。1958年机床产量是1957年2倍,1960年是1957年的5倍!

随后的1961~1978年,我国在盲目追求产量的同时,对技术发展也开始忽视,产业发展受到了很大的影响。1961~1978年生产的164万台机床,合格率仅有60%,浪费了大量的资源。

(3)行业整合时期(1979~2000年)改革开放前期,行业开始整改。

在国家领导的带领下,我国开始进行改革开放,从计划经济时代向社会主义市场经济迈进。在90年代,中国开始大幅降低关税,进口机床纷纷涌入国内,对我国机床行业带来了巨大的挑战。

在改革开放前,我国机床产业走了一些岔路,机床技术再次远远落后于国外。在市场竞争下,以“十八罗汉”为代表的机床企业开始进行转制重组。大连机床合并了大连主要机床企业,成为了大连机床集团。

1994年沈一机床合并了沈阳第二机床厂、第三机床厂和辽宁精密仪器厂为沈机集团。1993年昆明机床成为股份制,1994年上市。齐一机床在2000年改为齐重数控。南京机床厂在1998年重组为南京数控有限公司。上海机床厂也从1996年开始改制。这段时期一系列的改制重组操作,为后来机床行业的爆发做了铺垫。

机床体系更加完善,技术与出口业务有一定突破。计划经济时代机床消费和制造商以及政府相互阻断,需求交流和技术进步缓慢。1988年中国机床工具工业协会成立,为政府、企业、消费者搭建了高效的沟通平台。

在行业整合期间,我国机床工业规模虽然处于波动微升的状态,但是整体机床技术取得了一些进步。1981~1985年,我国引进113项国外技术,自行研发1225种新产品,中国机床也开始出国。

截止1985年,我国有25个企业先后与28家海外企业签订合作协议。1979年机床出口额为3800万美元,而1997年出口额达到了28000万美元,实现了7倍的增长。

(4)行业爆发阶段(2001~2011年)我国加入世贸,行业规模快速增长。

2001年我国加入世贸组织,以沈阳机床为代表的企业订单明显增加,到2002年底,更是出现了供不应求的情况。

2007年,沈阳机床营收规模突破百亿元大关,规模扩张迅速。

2008年全球金融危机爆发,市场疲软,但国内消费在政策的刺激下保持了较好的景气度,使得机床行业延续了增长势头。

2009年我国机床产值和产量位居全球第一,直至2011年达到顶峰。

2011年沈阳机床以180亿元营收(27.83亿美元)登顶行业第一,这也代表着我国机床行业从规模上达到了顶峰。

全产业线机床快速增长,部分机床甚至超过了现今。

我国在这个时期开始引进日本、德国、美国的先进数控系统。在2001年~2011年期间,我国金属切削机床产量从25.6万台增长到88.68万台(2019年为42.1万台),增长了389%,是19年的2.1倍;数控机床产量从1.75万台增加到25.71万台,增长了 14.7倍;2001~2008年,加工中心从447增加至8000余台,增长了18倍!

从产值上看,从2003年开始,我国机床产值增速常年保持两位数,远高于其他国家。

但是我国主要生产的都是偏低端的产品,国外产品在中高端数控机床上的市场占有率 高达85%,原因是国外企业多数只能以出口机床的方式占领中国市场,而中低端市场和中国竞争不具备优势,所以多数是出口高端的产品。

中国本土机床企业快速增长。

在2008年之前,国外产品在中高端数控机床上的市场占有率高达85%。巨大的潜在市场和高端市场的高利润,以及本地企业之间的激烈竞争,驱使一些具有比较技术优势的中国企业提升其技术能力并开拓高端市场。

2000年之后,中国本土公司的市场份额不断增加:从2000年的不到40%增长到 2007年的56%。其中,数控机床的增长速度更快。数控金属切削机床的产量从2000 年的14,000台增加到2008年的122,000台。

2008年,沈阳机床中高端机床的产量仅占公司总产量的5%,但贡献了45%销售额,高端机床的营收能力远高于普通机床。并购优质机床厂,技术和市场得到发展。在缺乏技术积累的背景下,并购具有先进技术的机床制造商是一个相对有效的方式。

我国在2000年以来就通过大型国有企业(沈阳机床、大连机床等)的海外并购来提高高端机床制造能力。

2004年,沈阳机床在当时陷入财务困境的情况下接管了德国著名的机床公司Schiess GmbH。重组Schiess后,沈阳机床通过员工培训项目加强了技术学习。

2006年之后,沈阳机床开始向德国派遣人员,并与Schiess的研发人员合作开发新产品,沈阳机床也因此由本土经营转向了跨国经营。秦川机床收购了美国工业UAI,北一机床收购了瓦德里希科堡。大连机床2002年收购了英格索尔公司,2003年收购了英格索尔公司曲轴加工系统公司,2004年成功并购控股德国兹默曼公司。2005年,哈尔滨量具刃具集团有限责任公司并购了德国凯狮公司。其中北一机床收购瓦德里希科堡后在2006年到2008年,三次提高了中国金属切割机床的单价,技术上得到了提高。

根据中国海关数据,2007年我国机床出口结构呈现优化格局,高端机床产品出口的增长尤为明显。2007年数控矫直机床和拉床出口量分别增长1.5倍和8.7倍,出口均价分别达到了9.8万美元/台和4.8万美元/台。

社会主义市场经济深化改造,国内机床产业进一步整合。

2001年前后,我国开始进入社会主义市场经济的完善阶段,机床市场在需求增长而激烈的竞争局面下又发生了产业的整合和变动。

从“十八罗汉”变动可以看出这段时期的行业变化:

2004年,大连机床改制,最终成为了个人独资企业;昆明机床在市场竞争中因为亏损遭遇多次收购(2000年被西安交通大学产业总公司收购),2005年被沈阳机床收购;

北一机床在2002、2004、2005、2006、2011、2012年期间进行多次收购等操作,2016完成股份制改造;齐二机床2008年被中国通用技术(集团—)控股有限公司收购;

无锡机床成为民营企业……在优胜劣汰的时代,曾经的“十八罗汉”几乎都有自己的 改革,其中沈阳机床属于比较成功的,在这个时期迅速扩大了规模。

(5)行业下行阶段(2012~2019)金融危机后,机床行业全面进入下行阶段。

从全球机床行业来看,2008年金融危机爆发后,机床行业就出现大幅下滑,但是我国及时推出刺激消费的政策,使得制造业下游消费保持较高景气度,因此我国的机床市场需求得到了延续。

整个上升趋势从2012年开始改变,随后多年出现同比下滑,也标志着我国机床行业正式进入下行的阶段。从机床需求来看,四轴和五轴机床以及多任务机床在世界范围内继续看到强劲的需求,而商品型机床则不再受青睐。

盲目扩充产能弊端凸显,机床龙头走向衰落。

在机床行业爆发期,我国机床龙头主要依靠扩大规模来实现发展,规模大小成为评价成败的标准,导致企业举债扩产。

以沈阳机床为例,在扩展规模的过程中,其重要的产品是通用类机床,主要靠走量,因此在经济下行时受到的波及很大。从负债端看,“拨改贷“实施后,曾经受到国家照顾的国有机床负债率转眼间升高,但是为了发展也只能“举债”扩张,2002年沈阳机床负债率高达91%,2011年之后一直高于80%。

金融危机后下游需求大幅下降,2019中国金属切割机床年均产量仅为2012年产量的一半,不足50万台。收入端的下滑,直接将龙头机床推向债务深渊。2018年,曾登顶第一的沈阳机床收入65亿元,负债202亿,世界排名掉出前十;2019年,沈阳机床破产重组,国内其它机床企业现状更是惨烈。

沈阳机床作为曾经的龙头老大,现在连国内龙头的地位都保持不住,根据wind数据,2019年沈阳机床排中国第6,前面基本是民营企业的天下。国营企业衰落,民营机床厂走向台前。我国2015年规模以上金属切削机床企业有739家,其中国有控股(包含集体控股)企业71家,私人控股企业533家,外资控股企业105家,但是国有控股资产占比高达38.3%,个人控股和外资分别为48.8%和10.4%,因此国有企业评价的资产占比更高。

从利润角度看,国有控股、私人控股和外资控股分别占有-12%、97%、13.4%,国有控股企业占用了最多的资产,但是并没有实现相应的利润,反而是民营企业经营的更好。

在2011年,我国机床行业前10基本都是国有控股企业,但是到2019年,top10中只有一家国有控股,同样表明我国民营机床企业的发展已经超过了国有企业。

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作者:信达证券 罗政

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