工业母机作为产业升级和科技进步的重要支撑,是实现新型工业化、构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系的关键基础。数控系统作为其核心部件,直接影响工业母机的精度、动态特性等性能,技术发展关系到我国制造业的先进水平和综合竞争力。本文参考国家数控工程技术研究中心主任陈吉红等专家的重要观点及其他权威研究,对工业母机数控系统产业发展现状和趋势进行分析,并提出相关投资建议,以供参考。
一、工业母机产业概况与发展趋势
(一)产业概况
1.中国稳居工业母机全球生产、消费第一
近年来,我国工业母机产业在全球供应链中地位日益突出。自2009年以来,我国已连续14年稳居世界机床生产国、消费国第一,且自2018年起跻身为全球第三大机床出口国。根据中国机床工具工业协会数据,2023年我国金属加工机床生产额为1935亿元,消费额为1816亿元,均占全球市场的三分之一,出口额达到77.8亿美元,首次实现机床工具全部9个商品门类贸易顺差。
2.梯队分层明显,从中低端为主加速向高端转型,仍缺少世界级龙头企业
我国工业母机产业第一梯队为传统外资龙头企业,具有明显技术、品牌优势,在高端市场中占据领先地位,如山崎马扎克、德马吉、格劳博等。第二梯队为以通用技术集团、济南二机床集团为代表的国央企,以及科德数控、海天精工、纽威数控为代表的民营企业,已覆盖相应细分领域的中低端产品并加速向高端转型。第三梯队为个别国企和技术含量较低、规模较小的众多民营企业,主要布局于市场竞争激烈的低端产品。
具体来看,在减材和等材制造装备领域,目前全球前十强企业主要来自美德日等国家,尚无中国企业,国内技术实力较强的济南二机床厂集团发展势头较好,有望进入成形装备制造这一细分领域前十强。在增材制造装备领域,龙头企业主要来自美国(stratasys、3dsystems)、德国(eos)、以色列,我国龙头企业铂力特等保持了较快增长。
3.高端产品供给不足、应用推广不足、创新资源分散
目前,部分高档数控系统及高档核心零部件仍严重依赖进口。西门子、发那科等牢牢占领高档数控系统市场,齿轮、紧固件、液压件、轴承等核心基础部件也基本依赖进口。国内用户对国产高端装备不敢用、不愿用,多以保持生产经营稳健性为由选择采用进口装备。另外,创新资源分散,缺乏有效的基础技术和共性技术平台,导致产业无法集中发力。
4.减材、等材制造装备较国际有10年以上代差,增材制造装备接近国际先进水平
减材、等材工业母机对标国际先进产品均有10年以上代际差距。减材制造装备在可靠性与精度保持性方面存在明显不足,其平均故障间隔时间(mtbf)普遍低于1500小时,而国外同类产品能达到2500小时以上。等材制造装备的数字化、智能化、绿色化水平普遍不高。增材制造装备领域,我国技术整体接近国际先进水平,处于跟跑阶段。
(二)发展趋势
1.国家重大工程、重点型号和战新产业对高档工业母机需求迫切
受航空航天、武器装备以及微型电子机械、光电信息等行业需求推动,我国工业母机相关技术向大型超精密化和微型化加工发展。此外,深海、核环境、超高/低温、强电磁等服役环境,也对高档工业母机的性能和可靠性提出了更为严苛的要求。
2.全球制造业转移背景下,工业母机企业出海渐成趋势
随着国产头部企业产品性能不断提升,叠加性价比优势突出,以海天精工、纽威数控为代表的国产机床龙头企业全球化布局不断完善,在印度和东南亚等地逐步替代中国台湾和韩国机床企业,海外业务有望持续放量。
3.新能源汽车快速发展和3c行业回暖带动数控机床需求上升,政策支持下国产替代有望加速
随着新能源汽车三电系统及其部件,如副车架、减震塔、轮毂等的精密制造需求持续提高,以及钛合金等新材料在消费电子领域的广泛应用,数控机床市场需求迅速增长。此外,得益于《推动工业领域设备更新实施方案》等政策,国内数控机床企业有望持续提升市场份额。
二、数控系统产业概况与发展趋势
(一)产业概况
1.美西方持续全方位围堵遏制,外资品牌封锁逐步加强
美西方通过实行高端封锁、低端倾销战略打压我国数控系统行业,自主可控紧迫性强。一方面对高档数控系统实施出口封锁,发那科等日本企业完全禁止高档五轴数控系统向中国出口,海德汉等欧系产品交货期也逐步拉长。另一方面对低端数控产品实行出口倾销,挤压国内数控企业生存空间。此外,美日等国颁布相关技术出口禁令,不仅禁止中国企业收购其高技术企业,而且禁止在美上市中国企业的美国分支机构将技术转移至中国。
2.高端市场仍由海外龙头占据,国内企业正逐步渗透
由于强技术壁垒与高用户粘性,高档数控系统市场仍以外资为主,主要包括日本的发那科和三菱、德国的西门子、海德汉和马扎克。中端市场,华中数控和科德数控等国内企业面临外资企业的激烈竞争,其中华中数控凭借其在加工中心数控系统的深厚积累,正逐步向高端市场进军。科德数控专注于五轴数控系统开发,目前仍以自用为主。中低端市场由广州数控、苏州新代、凯恩帝数控等国产厂商占据主导。
(二)发展趋势
1.马扎克模式或成为数控系统发展重要方向
目前,数控系统发展模式主要有西门子模式、哈斯模式和马扎克模式3种。西门子模式下,数控机床整机企业与数控系统厂商互相独立,由数控系统厂商为整机企业批量配套。该模式的国内代表企业包括华中数控、广州数控、凯恩帝数控等。哈斯模式下,由整机企业自行开发数控系统,与其自产的数控机床配套销售。该模式需要巨大的研发投入,国内代表企业包括科德数控、北京精雕等。马扎克模式下,整机企业基于数控系统厂商提供的开发平台,自主研发数控系统,与其所生产的机床配套销售。该模式使整机企业所需的特殊控制、加工工艺等便捷地融入数控系统,以较少投入形成具备自身技术特色和自主知识产权的数控机床产品。马扎克模式或成为数控系统产业发展的最优模式,使数控系统厂商和整机企业能够以资产为纽带建立战略合作关系,实现整机企业、数控系统厂商、用户多方共赢。国内企业如宝鸡机床、秦川机床、华工激光等,通过与华中数控合作研发形成宝鸡牌数控系统、秦川格兰德牌磨床数控系统、华工激光三维五轴激光切割数控系统等产品。
2.计算机、信息通信与数控系统技术融合,促进数控系统向网络化方向发展
数控系统网络化即利用信息通信技术和智能传感技术,增强系统及设备的感知能力和互联互通能力,将人的部分感知与知识赋予型脑力劳动交由数控系统完成,实现对制造信息的纵向整合,提高设备利用率和制造效率。作为数控系统网络化基础的互联互通协议正实现快速发展,nc-link协议应用推广进入新阶段,目前已接入包括华中数控、广州数控、科德数控、西门子数控、发那科数控和倍福数控等国内外主流数控系统。此外,nc-link协议已接入大批企业设备,被广泛应用于超7000台设备,涵盖200多种型号的设备/系统,并在超100家工厂中得以实施。
3.数控系统与数字孪生、人工智能等深度融合,智能化是数控技术研发主战场
数控系统运行涉及大量数据获取和处理,目前遗传算法、人工神经网络、数字孪生等技术已在数控系统插补、热误差补偿、路径规划等领域不断渗透应用。已有较多ai应用尝试解决如何将数控机床中孤立、碎片化的大量数据转化成有效决策信息。具有自适应、自感知、自学习、自交互、自执行等特征的数控系统将是未来重要发展趋势。
西门子、发那科、海德汉等海外头部数控系统厂商均积极加大ai技术应用。如西门子推出了以数字孪生技术为基础搭建的工业云平台,发那科推出了基于ai的轮廓控制、伺服调整功能,海德汉推出了具备智能反向间隙补偿、智能机床前端点控制、智能图形化编程等的新款数控系统。国内华中数控推出的基于大模型的故障诊断技术、加工代码生成、工艺参数优化等功能,将人工智能、物联网等新一代智能技术与先进制造技术深度融合,在自主感知、自主学习、自主决策、自主执行等方面实现较大突破。ai应用或带来行业新一轮洗牌,智能化将是各数控系统厂商技术研发路线的主战场。
三、相关建议
(一)关注基于马扎克模式的高档专用数控系统开发与应用及相关企业
可关注基于马扎克模式,针对航空航天、船舶、轨道交通、汽车等领域,融合特定加工工艺开发的激光加工、电加工、高速车齿、高效磨齿、强力珩齿、复合材料制备、增减材复合加工、成形加工等系列高档专用数控系统的开发与应用。关注与国内头部数控系统厂商开展深度合作的数控机床整机企业。
(二)关注智能制造系统网络赌钱app下载的解决方案揭榜挂帅项目名单及相关企业
在实施以智能工厂、数字化车间、在线检测、远程诊断与云服务为代表的“智能制造试点示范专项行动”中,高档数控系统是其重要的组成部分。2023年度智能制造系统网络赌钱app下载的解决方案揭榜挂帅项目名单中,有多家数控机床整机企业名列其中,揭榜项目涵盖了面向智能制造的生产线总控系统关键技术与应用、基于人工智能的高档数控系统等,代表了行业内最前沿的技术挑战和创新方向。可持续关注智能制造系统网络赌钱app下载的解决方案揭榜挂帅项目名单及相关企业。
(国新基金)
注释
中国机床工具工业协会提出nc-link协议,能实现数控机床及其它智能化制造设备的互联互通。
免责声明
本文的分析及建议所依据的信息均来源于公开资料,我们对这些信息的准确性和完整性不作任何保证,也不保证所依据的信息和建议不会发生任何变化。我们已力求文章内容的客观、公正,但文中的观点、结论和建议仅供参考,不构成任何投资建议。投资者依据文章提供的信息进行投资所造成的一切后果,概不负责。文章未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。如引用、刊发,需注明出处为国新资讯,且不得对文章进行有悖原意的引用、删节和修改。
- 智能驾驶走向何方——高阶乘用车智能驾驶分析2024-08-26
- 新能源汽车产业 加速演进中的几个重要问题2024-08-13
- 全固态激光雷达产业 发展现状与机遇2024-08-06