国内机床产业发展现状
1.1 机床也称工业母机
机床是指制造机器的机器，简称机床，也称工业母机。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。
图1 大型一体化压铸单元
（图片来源：小米汽车发布会）
机床包括金属切削机床、金属成形机床、木工机床三大类。机床类别众多，按加工方式划分，可以分为金属切削机床、金属成形机床、木工机床。此外，机床按是否使用数控系统，可以分为数控机床和非数控机床。
1.2 2023年机床工具行业经济运行情况
2023年，机床工具行业年初曾恢复性增长，但是受国际环境、地缘政治及下游装备投资乏力等因素影响，二季度开始持续下滑，全年营业收入、利润总额同比有所下降。
2023年，机床工具行业完成营业收入10974亿元，同比下降10.3%；机床工具行业实现利润总额1132亿元，同比下降35.8%。
表1 2023年主要分行业营业收入及同比情况
（数据来源：中国机床工具工业协会）
金属加工机床生产额与消费额
2023年我国金属加工机床生产额为1935亿元，同比增长1.1%。消费额为1816亿元，同比下降6.2%。
表2 2023年金属加工机床生产额与消费额及同比情况
（数据来源：中国机床工具工业协会）
2023年金属切削机床产量61.3万台，同比增长6.4%，自2023年9月以来，结束连续17个月的下降，恢复并保持增长；金属成形机床产量15.1万台，同比下降14.2%，延续自2022年6月以来的同比下降状态。
图2 金属成形机床产量同比增速情况
（数据来源：中国机床工具工业协会）
高端数控机床国产替代较为急迫
2020 年 12 月修订的《瓦森纳协定》中的限制清单包含制造设备、计算机和电子器件等高端技术产品，欧美日等国家限制了高端机床的出口。如表3所示，限制范围主要为重复定位精度高、可加工大型零部件的多轴联动机床。
表3 《瓦森纳协定》机床出口限制清单
机床类型 | 单向重复定位精度 | 单轴行程 |
两轴及以上的车铣机床 | ≤0.9μm | ≤1m |
四轴联动机床 | ≤0.9μm | ≤1m |
五轴联动机床 | ≤0.9μm | ≤1m |
镗床 | ≤1.1μm | |
三轴或四轴联动磨床 | ≤1.1μm | |
五轴联动磨床 | ≤1.1μm ≤1.4μm ≤6μm | ≤1m |
五轴联动数控机床国产替代较为急迫。五轴联动数控技术难度大、应用广，集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体。目前，五轴联动数控机床是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品加工的唯一手段。由于该类产品在技术上的复杂性，以及对航空航天、军事工业、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的重要影响。
五轴机床技术难度较高。五轴技术常见的难点包括：（1）数控系统编程复杂、难度大。（2）对数控及伺服控制系统要求高。（3）五轴机床的设计和制造更复杂和困难。
高端机床及上游核心零部件加速国产替代
3.1 高端数控机床仍有较大国产替代空间
五轴数控机床主要由精密数控系统、电主轴、滚珠丝杠、数控刀架、伺服系统等组成。根据中国机床工具工业协会数据，由铸件加工而成的底座床身等结构件成本占比 30%-40%，价格受钢材影响较大；数控系统成本占比约 22%；传动系统成本（丝杠、导轨等）占比约 20%；驱动系统（高速主轴和电机等）成本占比约 13%。
高端数控机床仍有较大国产替代空间。目前，我国数控机床企业主要定位于中低端市场，高端产品渗透率虽在提升但仍处于较低水平。
2022 年国内五轴机床市场规模首次突破百亿。五轴机床由于其发展空间较大，下游需求驱动力足够强，有着机床行业较快的增速和前景，2022 年，国内五轴机床市场规模首次突破百亿。目前中国的机床行业已经出现了一批优质企业，中国与机床制造强国的差距也在逐渐减小。
3.2 机床成本以原材料为主
如图3所示，机床产业链较为清晰。机床上中下游较为清晰，包括上游基础材料和零部件生产商、中游机床制造商和下游终端用户。上游基础材料和零部件生产商包括机床制造商提供结构件（铸铁件和铸钢件等）、传动系统（导轨、丝杠、主轴等）、数控系统等；中游是机床制造商，负责向终端用户提供满足其要求的各种机床和成套的集成产品；下游主要是汽车、消费电子、航天航空、船舶、工程机械等领域。原材料占机床成本大头。
图3 机床产业链示意图
（数据来源：华经产业研究院，国联证券研究所）
如图4所示，为机床行业成本构成情况，在机床生产过程中，原材料成本占比最高，为73.9%，其次是人工、折旧与其他制造费用，占比分别为 11.9%、7.9%和 6.4%。
图4 机床行业成本构成情况
（数据来源：华经产业研究院，国联证券研究所）
数控机床就组成而言，主要分为机床主体、传动系统和数控系统三大部分。以价值量来说，机床结构件、控制系统、传动部件和铸件为核心零部件。如图5所示，机床作为高端装备制造业的工业母机，下游行业广泛。下游应用包括汽车、通用设备、专用设备、航天、船舶、铁路、3C 产业等多个行业。根据观研天下数据，2022 年中国机床行业下游最大应用领域是汽车行业，占比 30%。
图5 2022年中国机床行业下游需求分布
（数据来源：观研天下）
目前国内数控机床上游核心部件严重依赖进口。根据《中国制造 2025》行动纲领，到 2025 年，标准型数控系统、智能型数控系统、主轴、丝杠、导轨国产化率分别为 80%、30%、80%、80%、80%，均具有较大提升空间。
来源：《铸造世界报》
编辑：于浩
校对：刘冬梅
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