根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，中國機(jī)床消費的上一輪高峰期為2010-2014年，以10年為更新周期計算，中國機(jī)床消費從2021年開始快速反彈，2022年中國機(jī)床消費約274.1億美元，同比降低1.9%。預(yù)計未來3-5年內(nèi)，機(jī)床的更新?lián)Q代需求比較旺盛。我國機(jī)床消費和產(chǎn)值排名世界首位，且擁有最完備的工業(yè)體系，制造業(yè)規(guī)模穩(wěn)居世界第一，機(jī)床消費和產(chǎn)值均為排名世界首位?！吨袊圃?025重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》明確了高檔數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展目標(biāo)：到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過80%，數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型、智能型國內(nèi)市場占有率分別超過80%、30%。當(dāng)前，下游新興領(lǐng)域推動疊加國家政策大力扶持，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床到了向中高端領(lǐng)域突破的關(guān)鍵時刻。
數(shù)控機(jī)床行業(yè)概覽數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。相較傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床具有精度高、剛性大、生產(chǎn)率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。從組成來看，高端數(shù)控機(jī)床包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床主體和其他輔助裝置。我國高端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率低數(shù)控機(jī)床可分金屬切削機(jī)床（車床、鏜床、銑床、刨床、磨床、加工中心等）、金屬成形機(jī)床（液壓機(jī)、鍛壓機(jī)、沖壓機(jī)、剪板機(jī)、折彎機(jī)等）。據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年中國金屬切削機(jī)床產(chǎn)量57.2萬臺，數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量26.5萬臺，金屬切削機(jī)床數(shù)控化率為46.3%；金屬成型機(jī)床產(chǎn)量18.3萬臺，數(shù)控金屬成型機(jī)床2.1萬臺，金屬成型機(jī)床數(shù)控化率為11.3%。
高檔數(shù)控機(jī)床是能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高復(fù)雜性、高效高動態(tài)加工的數(shù)控機(jī)床，具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢，高檔數(shù)控機(jī)床門檻較高，研制高檔數(shù)控機(jī)床，需要企業(yè)堅持長期研發(fā)投入并且具備極強(qiáng)的科研實力。近年來國內(nèi)數(shù)控機(jī)床技術(shù)在高速化、復(fù)合化、精密化、多軸化等方面取得了重要突破，高端數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。
五軸數(shù)控機(jī)床行業(yè)概覽
五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)難度大、應(yīng)用廣，集計算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，是衡量一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是解決航空發(fā)動機(jī)葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關(guān)鍵工業(yè)產(chǎn)品加工的唯一手段。
五軸聯(lián)動是指機(jī)床基本的直線軸三軸X、Y、Z及附加的旋轉(zhuǎn)軸A、B、C中的兩軸，五個軸同時運動，任意調(diào)整刀具或工件的姿態(tài)，實現(xiàn)對空間復(fù)雜型面的加工。
五軸機(jī)床相較于三軸機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)多面加工及復(fù)雜曲面加工的目的，而傳統(tǒng)三軸機(jī)床只能對平面進(jìn)行加工。由于五軸數(shù)控機(jī)床在加工復(fù)雜形狀和更高精度零部件的優(yōu)勢，在精密儀器、醫(yī)療器械領(lǐng)域的滲透率也在逐漸提升。
西方國家在以五軸數(shù)控機(jī)床為代表的高端數(shù)控機(jī)床和技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覈M(jìn)行管制，隨著政策支持力度的加大，五軸機(jī)床國產(chǎn)替代迎來廣闊空間。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年我國五軸機(jī)床市場規(guī)模為95.7億元，預(yù)計2027年將達(dá)到187.8億元，CAGR為14.4%。
五軸機(jī)床市場格局目前我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)“大而不強(qiáng)”的局面，我國五軸機(jī)床市場長期為外資壟斷，高端數(shù)控機(jī)床的國產(chǎn)化率還比較低。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國高端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率僅為6%，中端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率為68%，低端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率為85%，在國家安全自主可控政策驅(qū)動下，我國高端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率有望提升。從市場格來看，國際上知名制造商包括德瑪吉、馬扎克、哈斯、okuma、Hurco、HELLER等。
長期以來，我國五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床大量依賴進(jìn)口，主要由于五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床需要尖端數(shù)控技術(shù)、精密機(jī)床設(shè)計和制造的密切配合，核心技術(shù)研發(fā)周期和產(chǎn)業(yè)化形成難度大。隨著海外五軸機(jī)床出口限制進(jìn)一步趨嚴(yán)及國內(nèi)機(jī)床廠驗證-反饋-迭代正循環(huán)開啟的背景下，國產(chǎn)五軸機(jī)床龍頭企業(yè)未來可期。
我國有少量五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床廠家，包括北京精雕、科德數(shù)控、海天精工、新瑞重工、上海日進(jìn)等民營企業(yè)，但是多數(shù)企業(yè)研發(fā)能力較弱，主要是以向國外采購合理零部件進(jìn)行組裝的模式。近年來，以北京精雕、科德數(shù)控為代表的國產(chǎn)龍頭企業(yè)迅速向上突圍，已躋身市場前列。北京精雕五軸機(jī)床市場的銷量市占率由2019年的9%大幅上升至2022年的20%，科德數(shù)控銷量市占率則由2019年的2%微升至2022年的3%。隨著需求端結(jié)構(gòu)升級和本土產(chǎn)業(yè)鏈配套成熟，五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床作為金屬切削機(jī)床中高端代表，有望加速替代以2~3軸為主的國內(nèi)市場，預(yù)計滲透率將持續(xù)攀升。同時，隨著行業(yè)集中度的持續(xù)提升，具有自主研發(fā)優(yōu)勢的龍頭本土制造商有望加速國產(chǎn)替代。
高端數(shù)控系統(tǒng)
根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能和售價，可以分為經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)型、高檔型三類。其中，高檔型數(shù)控系統(tǒng)由于技術(shù)難度大，功能、性能和可靠性要求高，代表了一個國家高精度加工的實力。
國外高檔數(shù)控系統(tǒng)基本都是驅(qū)控一體的全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)。國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)硬件體系架構(gòu)主要以前三個階段為主，國外高檔數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)早已進(jìn)入第四階段，目前仍有一代的差距。國外高檔系統(tǒng)具有的納米插補(bǔ)、力矩控制、前饋控制等核心技術(shù)都需要第四代全數(shù)字硬件架構(gòu)支持。
由于核心元件具有高技術(shù)和高附加值的行業(yè)特性，國外企業(yè)往往借此抬高產(chǎn)品的價格，我國數(shù)控機(jī)床整機(jī)的發(fā)展也因此受到嚴(yán)重制約。
