国产机床:与德、美、日竞争,迎头赶上+征服机械精神+掌握零部件核心技术

Home / 国产机床:与德、美、日竞争,迎头赶上+征服机械精神+掌握零部件核心技术 - 2021年11月28日 , by

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1、重磅政策催化,“工业母机”再迎发展风口

“补链强链”是国家战略重中之重。

中国是名副其实的制造业大国,制造业总量连续11年全球第一,制造业贡献占全球比重近30%。但国际贸易保护主义抬头,加之全球疫情考验,我国制造业在彰显产业体系优势的同时也暴露出产业链与供应链短板。

过去,借鉴海外经验与技术快速追赶‛的老路已走不通,我国制造业正面临“大而不强”与核心技术“卡脖子”的发展瓶颈。

2021年《十四五规划纲要》中提出“推进制造业补链强链”,就是要补齐短板与弱项,并进一步锻造长版,大力培养自主研发能力,掌握核心技术,全方位突破“卡脖子”难题。

“专精特新”是“补链强链”的重要力量。

“专精特新”概念自2011年9月由工信部发布的《“十二五”中小企业成长规划》中第一次提出。2018至2020年,已先后公示三批专精特新“小巨人”企业名单,近4900家企业。该政策旨在鼓励中小成长性企业走专业化、精细化、特色化、新颖化转型升级路线,专注强化细分关键领域的技术研发实力,不断完善我国制造业细分领域产业链与供应链体系。

工业母机(数控机床)是“补链强链×专精特新”的重点交叉领域。

2021年8月,国资委党委召开会议指出要把科技创新摆在更加突出的位置,并将工业母机位列关键核心技术攻关首位。工业母机(数控机床)作为制造机器的机器,其技术发展水平直接关系一个国家制造业的发展进程。

我国机床行业较为分散,各个细分领域都拥有具备一定规模的本土企业,但核心技术相较国际仍有一定差距。受益于国资委党委会议以及‚专精特新‛等重磅政策催化,工业母机迎来发展风口。

2、机床新一轮景气周期开启,产品高端化是发展趋势

2000年-2020年全球金属加工机床消费和生产情况:

2011年消费和生产同时达到历史峰值(超1000亿美元)。2011-2012年全世界消费最高,2020年疫情影响有所下降。

2020年全球金属加工机床消费668亿美元,较2019年下降168亿美元,降幅21.1%。这是自2009年以来的最低消费水平。比2011年历史最高值下降了460亿美元,降幅38%,这是机床行业历史上最长和最大的收缩。

从景气度周期来看,中国金属加工机床行业十年周期拐点已至。

中国机床产量2000-2004年、2010年是两个高峰阶段,自2012年开始至2019年持续走下坡路,叠加机床10年的使用寿命和更新周期,2020年将是机床需求新景气周期的开端:我国金属加工机床消费213.1亿美元,全球占比31.89%;金属加工机床生产193.6亿美元,全球占比28.46%。

新一轮景气周期的背后是中国制造业“产业转移——产业升级——需求升级”的发展进程。

国产机床凭借成本优势加之日渐成熟的技术水平,正在逐步实现进口替代,2018年我国高端数控机床国产化率在6%左右,发展空间巨大。

同时制造业产业升级带动应用下游对于机床数控化率要求日益提升。

结构高端化、控制智能化、产品复合化、下游分散化是发展趋势

结构高端化:高速度、高精度、高价值的高档数控机床占比将越来越高;

控制智能化:我国新增金属切削机床数控化率从2012年的26%提升到2020年的43%。智慧工厂要求数控机床必须向智能化、网络化、柔性化发展;

产品复合化:一是,机床复合车、铣、钻、镗、磨多种工序的复合加工;二是,“数控机床+工业机器人”等成套设备将成为主流;

下游分散化:精密模具、新能源、航空航天、轨道交通、3D打印、生物医药等新兴产业迅速崛起,成为数控机床行业新的增长点。

3、从产业链看竞争格局:掌握零部件核心技术是关键

上游原材料与零部件:

包含主要原材料(钢铁、铸件、其他金属材料)、功能部件(主轴、刀库、丝杆)、刀具(硬质合金刀具、涂层刀具、高速钢刀具、陶瓷刀具)、数控系统(伺服系统、伺服电机、传感器)、主机零部件(机床本体、立柱、进给机构、工作台、机头、鞍座、轴承)、辅助零部件(液压和气动、排屑装置、数控转台、板金件)以及驱动系统(主轴驱动单元、进给单元、主轴电机)。

中游数控机床产品:包含数控金属切削机床、数控金属成形机床、数控特种加工机床以及加工中心。

下游应用服务:主要应用于汽车、军工、3C电子、工程机械等多个领域。

机床上游三大系统合计成本占比高达60%。

将机床上游零部件进行成本拆分,其中直接材料占比80%(结构件占比30%、数控系统占比 25%、驱控系统占比15%、传动系统占比20%、刀具占比5%、光栅尺占比2%,其余 3%),人工占比10%,其余制造费用占比10%。

而具有规模优势的企业在三大系统的采购上能够享受更优惠的价格,价格减少10-30%,对应毛利率增加4.80%-14.40%。

各细分零部件的核心技术距离国际水平均有一定差距。

数控系统方面,以华中数控为代表的本土企业凭借年均25%的研发投入占比,不断提升自身技术实力,但在高精度、高速等性能方面与国际先进水平尚存在较大差距;

主轴方面,昊志机电等本土企业已具备一定生产能力,但在技术方面仍需迭代提升;丝杠与导轨方面,本土厂商较多,但产品技术水平有待提升;

刀具工具方面,本土厂商所使用材料较为落后,且稳定性不高,平均寿命只有国际水平的1/3~1/2;刀库与刀塔方面略落后于国际水平。

根据加工方式不同,机床可分为金属成形机床和金属切削机床两大类:

金属成形机床:

又称锻压设备,通过对金属施加压力使之成形、分割、剪切、折弯等。具体包括锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机,以及开卷机、矫正机、剪切机、锻造操作机等辅助设备。

金属切削机床:

机床主要分支,使用最广、数量最多。一般而言,狭义上的机床便是指金属切削机床。金属切削加工是用刀具从工件上切除多余材料,从而获得形状、尺寸精度及表面质量等合乎要求的零件的加工过程。

根据加工工艺特点,金属切削机床又可分为车床、镗床、铣床、钻床和磨床等。

根据控制方式,机床可分为传统机床及数控机床:

传统机床:

人工控制的机床工具,目前仅有部分金属成形机床仍为传统机床,大部分金属切削机床均是数控机床。数控机床(CNC)由机械设备与数控系统组成的自动化机床。

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。数控机床根据实现功能的不同又有众多细分。

机床可实现特定单一功能(车、铣、镗、钻、磨),称为车床、铣床、磨床等;也可以实现复合功能,称为加工中心,带有可旋转的刀库,刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具,在加工过程中由程序自动选用和更换,实现把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等多种功能集中在一台设备上。

加工中心能够将原始的金属板材通过长时间连续精密加工,打造成想要的各种形状,效率是普通机床的5-10倍,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。

从结构来看,CNC主要包括主体(床身)、数控系统(CNC)、驱动系统(伺服系统及控制装置、反馈系统)、输入装置、辅助装置等,可分为立式和卧式两种。

本土机床企业规模较小,距离国际厂商是量级差距。

除德国埃马克外,其余国际厂商2019年的收入规模均为百亿级,而2020年的本土机床企业最高收入规模也只有创世纪的30.11亿元,规模差距仍然较大。

机床下游应用广泛,汽车、航空航天、模具、工程机械是四大下游。

机床作为装备制造业的工业母机,机床行业为装备制造业提供生产设备。机床行业下游客户 包括传统机械工业、模具行业、汽车工业、电力设备、铁路机车、船舶制造、航空航天工业、石油化工、工程机械、电子信息技术工业以及其它加工工业。汽车是主要消费下游,占比约42%;其次是航空航天、模具、工程机械等。

4、国产企业突围:“人停我追‛+“机械降神”总结历史经验:

欧洲机床行业走“产业链一体化”路线,将“小而美”发展极致;日本坚持“得数控化得天下”的战略,走集团化发展;而中国过去拥有国营机床十八罗汉,走的是“大而全”发展线路;总结竞争趋势:厂商的产品及服务模式由单一产品销售向智能制造系统集成方案方向发展;国产企业发展机遇可总结为“人停我追”与“机械降神”。

“人停我追”:目前外资机床技术处于平台停滞状态,给国产企业追赶机会,国产可基于市场优势做核心部件进行追赶。

“机械降神”:在机床+工业互联网融合技术方面,外资与国产企业在同一起跑线竞争。

5、报告总结:从周期复苏到“补链强链”

在十四五规划、专精特性、国资委会议等重磅政策催化下,工业母机迎来新一轮产业风口,但本轮板块行情和上一轮有所不同。

2020 年机床行情的核心逻辑是 十年周期反转,最受益的是业绩爆发增长的龙头企业(偏主机);本轮行情的核心逻辑在于 “专精特新” 、“补链强链”,最受益的是掌握核心技术的龙头企业(偏核心部件)。

催化:重磅政策,专精特新+国资委点名工业母机+十四五规划;

环境:白酒医药回调,新能源、芯片、资源高位,工业母机顺势发酵;

特征:上一轮炒周期复苏,核心驱动是业绩改善;而这一轮炒补链强链,核心驱动是估值中枢提高;

演化:目前游资+私募情绪为主,分化之后机构进场,核心技术+估值低位是首选,板块趋势持续。

行业公司:华中数控、秦川机床、昊志机电、同飞股份、绿的谐波、创世纪、日发精机、拓斯达、海天精工等细分龙头:

本体:秦川机床(磨齿机)、创世纪(加工中心)、日发精机(卧加、龙门)、拓斯达(五轴)、海天精工(龙门、卧加)、科德数控(五轴联动)、国盛智科(五轴)、浙海德曼(车床)、华辰装备(轧辊磨床)、宇晶股份(加工中心)等;

核心部件:华中数控(数控系统)、昊志机电(主轴)、同飞股份(机床配套热管理)、绿的谐波(减速器、转台)、华锐精密(刀具)、恒而达(模切工具)、鲍斯股份(刀具)等。

6、风险提示

政策持续性:工业母机后续政策支持的持续性

下游需求复苏持续性:通用自动化复苏已超5个季度,有持续性风险行业竞争加剧,

进口替代不及预期:外资巨头可能采取价格战加剧竞争

新冠疫情扩散超预期:新冠疫情反复,有扩散超预期风险

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报告原名:《“工业母机”再迎风口,核心逻辑从周期复苏到“补链强链”》

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