机床是制造业的核心装备,其本质是“制造机器的机器”,也被称为“工作母机”或“工具机”。它通过对金属、非金属等材料的坯料或工件进行加工,赋予其精确的几何形状、尺寸精度和表面质量,最终产出符合设计要求的机械零件。
1、行业基本情况
(1)机床的定义和分类
机床功能部件和附件行业的下游行业为机床行业,机床行业的行业发展态势直接关系机床功能部件和附件行业的发展态势。
机床又称工业母机,是用来制造机器的机器,应用广泛,下游包括机械、汽车、航天航空、船舶、磨具、发电等设备制造,在国民经济现代化的建设中起着重要作用,是工业制造能力的基础支撑。从分类上看,按照加工方式划分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床,按照是否使用数控系统可以分为数控机床和非数控机床。机床的分类情况如下所示:
金属切削机床: 铣床、车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨床、拉床、电加工机床、切断机床、其他机床 12 类。
金属成形机床: 主要包括液压机、机械压力机、冲压机、折弯机、冷锻机等。
木工机床:木工锯机、木工刨床、木工车床、木工铣床、木工钻床、开榫机、榫槽机、木工砂光机、以及修整、刃磨木工刀具的辅机等。
2、我国机床行业发展特点
(1)下游市场差异化、定制化和个性化需求增长
目前机床行业主要以通用型、标准化的产品为主,但机床下游汽车零部件、航空航天、工程机械等各类装备制造业的市场竞争激烈,各企业争相寻求差异化优势,下游产品逐渐多样化,致使下游企业对机床的制作材料、技术工艺、生产效率等方面的要求不断往差异化、定制化、个性化方向发展。机床生产企业需根据客户提出的整体生产工艺需求,从设计切割、研磨等方面定制出精密加工机床设备,还需进一步提供一体化的配套售后服务和产品升级服务等综合解决方案。
因此,在装备制造产业供给侧结构升级的大背景下,机床生产企业标准化的机床产品将难以满足装备制造企业的实际需求,市场主流将逐渐趋向非标准化、个性化的定制机床产品,刺激机床行业迎来新的增长点。
(2)智能化、数控化、集成化发展
机床智能化是先进制造技术的典型特征,已成为现代机械制造中高精度、高质量零件加工的重要方式。同时,机床制造智能化程度的提高有利于设备在加工过程中实现自适应控制、工艺参数自动设定、智能诊断与监控等,从而进一步提高设备的可控性、生产输出的稳定性及设备加工的效率。由此,制造工业升级转型过程中,机床的智能化趋势在中国智能制造发展中起着重要的作用。
由于精密制造技术的不断升级,机械加工的精度从亚微米、纳米级,过渡到数控机床的微纳级精加工。数控机床具有高分辨率、高精度的特点,能够有效解决复杂、精细、多品种的零件加工问题,对中国发展高端制造设备与新兴产业建设起到了关键作用。未来,随着下游产业的升级及机床的数控化率提升,机床工具产业将进行结构性调整,高端机床领域占据主要市场。
此外,为了提高机床的加工效率和质量,机床行业呈现机床功能集成化技术趋势。由多台机床整合为一台机床,形成一体化机床产品,以保持机床工作程序集中化,满足批量及快捷生产的要求,缩短加工周期,可降低企业的运作成本,并有助于大幅度提高加工效率,从而促进企业综合实力提升。同时,基于“互联网+”与中国工业 4.0 加速推进,加之加工精度是衡量国家制造业的重要指标,未来在机床工具产业升级过程中,中国机床行业将不断趋向智能化、数控化、集成化方向发展,从而使中国机床产品质量与性能得到全面提升。
3、机床行业发展概况
(1)全球机床行业发展情况
①全球机床行业产值攀升
2002 年以来,全球机床产值总体表现为震荡上行特征。2002 至 2023 年,全球机床产值从 345 亿欧元增长至 819 亿欧元,其中 2008 年爆发金融危机并迅速蔓延到实体经济,2009 年出现较大幅度下降,之后逐步走出低谷并迅速回升;2020 年受到宏观经济因素影响,下游行业对机床的需求受损,全球机床产值下降到 592 亿欧元。2021 年以来,全球经济逐步复苏,机床市场迎来了较强增长。
②全球机床行业生产及消费情况
在生产端以及消费端,中国机床均为全球最大参与者。根据 GardnerIntelligence 发布《2024 年世界机床行业统计调查报告》,2024 年全球机床行业总产值约 834 亿美元,中国以 273 亿美元的产值位居全球第一,在全球市场中占据 32.73%的份额,全球产值占比较 2023 年仍有小幅提升。其次是德国和日本,占全球市场的比例为 13.07%、9.47%,其产值占比与 2023 年相比基本持平。全球机床行业前五大国家行业集中度高达 72%,反映出全球机床制造市场集中度较高。
2024 年全球机床行业消费额为 800 亿美元,中国同样以 246 亿美元的规模稳居市场第一,在全球市场中占据 30.75%的份额,其次是美国、德国,在全球需求市场中所占份额分别为 14.75%、6.63%,前三个国家的需求已经占据了全球机床消费的半壁江山。近五年,中国始终维持着全球机床市场供需两端的龙头地位,叠加制造业实体经济从 2022 年开始不断复苏,原本因经济环境停滞的部分需求也开始得到释放,未来市场将有更大成长空间。
在全球机床进出口贸易方面,德国、日本、瑞士等传统机床制造强国凭借深厚的技术积累和较强的市场竞争力在全球机床出口方面具备较强的优势,中国、美国为主要机床进口国。但中国机床行业长期的贸易逆差正逐步缩减,标志着国产机床正一步步走向本土化。
③新兴消费市场的发展情况
伴随着中国、日本、韩国工业产能转移至东南亚国家,其中以越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚为代表,东南亚国家机床消费量在快速增长。东南亚国家机床制造能力相对薄弱,机床产品以进口为主。根据思瀚相关数据,2024年东南亚数控车床市场规模已达 12.70 亿美元,预计 2025 年至 2030 年复合增长率将保持在 8.30%以上。伴随着泰国“4.0 计划”、越南“制造 2035”等政策推出实施,东南亚国家设备更新、产能升级将带动机床产品消费迎来新的增长。
我国作为全球机床制造产值第一,当前机床产品结构适合东南亚国家工业发展的现阶段需求,相较于德国、日韩等国家的机床产品更具性价比;我国机床产品覆盖众多工业部门,为东南亚国家提供丰富的机床产品选择并有较为完善的配套产业链,解决机床产品使用的后顾之忧;中国机床厂家具备良好的售前、售后服务能力和服务意识,无论是远程指导还是现场培训,中国机床厂商都具有相当的天然优势。
(2)我国机床行业发展情况
中国数控机床行业从无到有,现已成为全球最大的机床消费国和生产国。数控机床作为“工业母机”,是装备制造业智能化的关键设备,广泛应用于汽车制造、航空航天等多个领域。其产业链分为上游、中游和下游:上游聚焦于数控系统、核心零部件等关键设备部件的供应;中游为数控机床的制造环节,包括各类金属切削、成形及特种加工机床的设计与装配;下游则涵盖汽车制造、航空航天设备制造等多个重要应用领域。
①我国机床行业的生产消费情况
从生产端来看,根据中国机床工具工业协会《2024 年机床工具行业经济运行情况》,2024 年我国金属加工机床生产额为 2,050 亿元,同比增长 5.1%。2024年我国金属切削机床产量 69.5 万台,同比增长 10.5%,延续 2023 年的增长趋势;金属成形机床产量 16.0 万台,同比增长 7.4%,结束自 2022 年 6 月以来的下降趋势,恢复增长。
从消费端看,2024 年我国机床消费额为 1,856 亿元,同比增长 1.4%。
2025 年上半年,中国机床工具工业协会重点联系会员单位金属加工机床新增订单、在手订单同比分别增长 12.3%、14.6%,显示出机床行业发展后劲较为充分。另外,2025 年 1-6 月中国机床工具商品进出口同比继续增长,增幅较一季度扩大 3.4 个百分点。其中,进口结束自 2022 年一季度以来的下降趋势,转为增长;出口增幅较一季度扩大 2.3 个百分点,机床产品贸易顺差进一步扩大。
②我国机床产品的国际贸易及国产化情况
当前,中国数控机床行业在中低端市场已取得显著成就,我国机床消费市场的国产化水平在经过 2003 至 2008 年快速提升后,一直在 70%左右的水平波动,但高性能、高精密度的高档数控机床的国产化水平则较低,高端设备国产自主生产的弹性空间更大。
根据中国机床工具工业协会《2024 年机床工具行业经济运行情况》,2024 年中国金属切削机床消费金额为 1,163 亿元,进口额为 48.30 亿美元(按照 2024 年美元平均汇率 7.12 折算人民币为 343.90 亿元),按照 40%-50%比例计算数控机床消费金额为 465.20 亿元至 581.50 亿元,低档机床主要由国产厂商提供,假设进口机床基本为中高档数控机床,则中高档机床国产化水平为26%-40%左右。2024 年我国金属加工机床形成贸易顺差 27.2 亿美元,较 2023 年同比增加 61.90%,如果以前述方法对 2023 年中高档机床国产化水平进行测算仅为 20%-30%。
综上,我国在低档机床确定市场地位后,通过技术创新迭代逐步在中高端机床领域抢占市场份额并取得明显效果。我国机床行业贸易逆差在 2011 年至 2012年达到峰值,随后进口额整体呈现下降趋势,出口额稳步提升,虽然高端机床部分仍受海外龙头企业垄断,但在国内企业崛起的趋势下,已在中低端机床市场实现国产自主,以及从日、德、美等机床强国到我国的产业转移。
需要注意的是,我国金属加工机床进出口价格仍存在较大差距,进口均价远高于出口均价。根据华经产业研究院及观研天下数据显示,2024 年中国机床进口均价为 8.39 万美元/台,出口均价约 617 美元/台,进口价格是出口价格的约 136 倍,反映出我国机床产品档次相对较低,仍存在国产化不足的挑战,需要加快技术创新和产业升级步伐,中高端机床发展任重而道远。
4、行业技术水平和技术特点
中国机床行业规模全球第一,但面临“大而不强”的尴尬处境。改革开放以来,从机床生产量和消费量来看我国已成为全球第一,但德日美等国机床厂商仍占据全球中高端机床市场的主导地位。我国机床行业“大而不强”,单一国产机床企业在国际市场上并不具备充分的市场竞争力。
(1)目前中低端机床已基本实现自主生产,但与进口产品仍存在差距
目前国内中低端机床已基本实现自主生产,但是高端机床仍依赖进口,主要是因为机床产业环境、技术水平仍与先进国家存在较大差距。可靠性差是当前国产机床普遍存在的问题。精度和稳定性是国产机床最需要解决的问题,另外国产机床故障率较高,其中漏水、漏油问题尤为明显。
可靠性差的原因在于国产机床设计加工及装配质量差、关键零部件质量差。这些反映出的是中国机床行业人才短缺以及机床工业基础薄弱。目前我国机床行业人才缺少制约了行业的发展,需要大量的数控机床技术人才。而由于行业技术人才的短缺,导致行业基础技术能力较弱,也制约了国产机床性能的提高。同时,以数控系统为代表的基础及核心功能部件与国外差距较大。
(2)高档机床产业规模较小,综合技术水平亟待提高
高档数控机床是实现我国产业升级的必需设备。五轴联动数控机床为高档数控机床的代表性产品,主要用于高端装备部件的核心平台,是我国实现向高端制造升级的必需设备。与普通机床相比,高档数控机床具有高速、高精、多轴联动、智能、复合、网络通信等特征。近几年国产数控机床在产品数量和品种上都取得了较大进步,同时产品技术与质量也得到较为明显的加强。受限于我国机床工业基础薄弱,我国高档机床整体规模和市场占比还比较小,与我国全球第一大机床生产国和消费国的地位并不匹配。
部分国产高档机床静态出厂精度与国外领先水平接近,但动态性能和精度保持还存在差距。以五轴立式加工中心为例,科德数控股份有限公司、纽威数控装备(苏州)股份有限公司、沈阳机床股份有限公司研制的一系列五轴立式加工中心机床定位精度 5-8μm,重复定位精度 2.5-3μm 与国外第一梯队厂商产品相当。但国产机床精度往往下降较快,国产的数控系统、功能部件等不能满足长期使用要求,各部件匹配度较差,部件质量及寿命问题较大;产品环境适应性普遍不佳,受温度变化引起的精度波动较大。
(3)目前受国外禁运等因素影响,我国还有大量高端机床需要攻克技术
我国高档数控机床从建国初就长期面临严峻的技术封锁,西方国家从过去的“巴统清单”到“瓦森纳协定”就一直把五轴数控系统及五轴联动数控机床作为战略物资,实行出口许可证制度,对包括中国在内的诸多国家实行了严格的技术封锁,机床制造的关键核心技术也一直被美国、德国、日本等国家垄断。虽然我国机床工具行业在这些年的高速发展过程中取得了巨大的进步,但仍有大量高端机床需要攻克。
我国机床关键部件需要进口,中高档数控系统以及配套的主轴、伺服电机等均依赖进口。随着国家政策支持力度的加大,国内主要机床企业也在加大对机床关键部件的研发,国产化水平将逐步得到提高。我国五轴数控机床、大型/重型加工中心、卧式加工中心、高度复合化数控机床、数控磨床、制齿设备等各类高端数控机床与国外同行相比还存在较大差距,未来还需重点攻关。

