2023年工业母机专题研究报告.docx

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1、政策、宏观、产业升级周期共振下，景气度有望提升工业母机专题研究内容目录1、工业机床：高档数控机床是主流方向，国产市场空间广阔61.1、 工业母机：国之重器，高端制造业的皇冠61.2、 市场概况：工业机床，大而不强71.3、 民企崛起：10年发展，民企崭露头角102、2023年景气度判断：三个周期共振132.1、 政策周期：安全发展的要求推动国产替代132.2、 宏观周期：设备更换周期已经到来162.3、 升级周期：制造业升级，高端机床市场空间172.3.1、 汽车：新能源汽车扩产推动需求182.3.2、 航空装备：C919国产化带动高端机床需求192.3.3、 燃气轮机：我国燃气轮机市场规模不

2、断扩张203、国内工业机床市场规模测算的梳理213.1、 金属加工机床市场规模估算：官方数据口径计算213.2、 中高端市场测算的思路：根据进口的金额来估算233.3、 2021年五轴数控机床的国内市场规模超过100亿元244、产业链：应用场景的增加将推动技术迭代244.1、 数控机床：五轴联动机床244.2、 数控系统：工业母机的“大脑”274.3、 电主轴：皇冠顶端的宝石315、行业评级和重点关注336、风险提示34图表目录图1：科德数控KMC400S UMT五轴立式车铳叁合加工机床6图2： 2006-2021年中国金属切削机床和金属成形机床产量情况7图3： 2002-2021年全球机床生

3、产总值情况7图4： 2021年全球工业机床产值按国家市场结构分类（亿欧元、百分比）8图5： 2021年全球工业机床消费额按国家市场结构分类（亿欧元、百分比）8图6： 2001-2021年中国金属加工机床消费额情况8图7： 2020.01-2022.12中国机床进口额及数量9图8： 2020.01-2022.12中国机床出口额及数量9图9： 2012年-2023年1月日本对华机床当月出口金额（亿美元）及累计同比增长率9图10： 2009-2021年德国对华机床出口金额及进口金额情况（百万欧元）10图11：中国机床零部件成本结构占比（海天精工2016Hl成本结构）10图12：国产数控机床的主要问题

4、12图13：国产数控机床可靠性低的原因12图14：中国数控机床竞争格局12图15：金属切削、成形机床产量周期（单位：万台）16图16：信贷脉冲、金属加工机床同比增速和工业企业利润增速对比（左同比增速，右信贷脉冲指数）17图17： 2021年德国机床市场下游应用领域结构18图18：我国汽车销量及预期销量18图19：我国新能源乘用车销量及预期销量18图20：航空装备中数控机床需求19图21： 2015-2026年全球燃气轮机市场规模及预测20图22： 2019年H1全球存量燃气轮机行业市场格局20图23： 2019年全球发电行业发电量结构分布20图24： 2020年全球燃气轮机各功率市场结构21图

5、25： 2020年我国各类型燃气轮机市场结构21图26：预计2021年至2025年全球及中国五轴数控机床市场容量（左轴：亿元）24图27：五轴坐标示意图25图28：旋转五轴加工中心示意图25图29：数控机床基本结构图27图30：华中8型高性能数控系统29图31：华中9型数控系统30图32： 2015-2020年中国金属切削机床数控化率31图33： 2014-2018年中国数控机床国产化率31图34： 2010-2022.09日本机床订单量及数控化率31图35：电主轴结构简图32表1： 20112020年中国机床行业格局变化11表2： 2019年全球机床行业前十名机床厂商11表3：党的“二十大”

6、报告中与安全发展、产业发展中关于“安全”的重要论述13表4： 2019年以来工业机床相关政策14表5：主要商业银行对制造业支持力度的情况15表6：测算数据来源说明21表7：金属加工机床市场规模数据梳理22表8：进口金属加工机床的金额（亿美元）23表9：五轴联动机床的分类25表10：五轴联动数控机床优势26表11：国内主要五轴数控机床企业及基本情况26表12：国内外各档次代表性数控系统功能及性能28表13：电主轴核心技术32表14：国内外主轴电机品牌的对比331、工业机床：高档数控机床是主流方向，国产市场 空间广阔1.1、 工业母机：国之重器，高端制造业的皇冠工业母机是国家发展基石质量与性能关乎

7、国家产业发展的安全。工业母机又 称机床，可将金属毛坯加工成机器零部件，是制造机器的机器，广泛应用于传统 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 业等领域。机床代表了国家工业发达程度，质量与性能决定了一个国家的制造实 力与发展水平，是国家基础制造能力的综合体现，关乎国家工业、产业以及国防 的安全。图1 :科德数控KMC400S UMT五轴立式车铳复合加工机床资料来源：科德数控官网根据加工方式的差异，机床工具行业可分为金属切削机床、金属成形机床、机床 附件及其他机械四大子行业。其中金属切削机床行业是我国机床工具行业中经济 规模最大、地位最显著的工业领域。金属切削机床

8、是用切削、磨削或特种加工方 法加工各种金属工件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。金属切削机床包含：车床、铳床、锋床、钻床磨床等众多不同用途的细分品 类,其中铳床、钱床、钻床又可以统称为锋钱类机床。数控机床：在智能化逐步加深的过程中，数字控制的金属切削机床已逐步成为金属 切削机床的主流。数控金属切削机床通过计算机系统实现精度补偿和优化控制，排 除了系统误差,缩短了加工过程所需的辅助时间,具有高精度、高效率等特点，与非 数控金属切削机床相比，具有广泛的适应性。图2 : 2006-2021年中国金属切削机床和金属成形机床产量情况资料来源：国家统计局，Wind,国海证券研究所1.2

9、、 市场概况：工业机床，大而不强德国VDW 口径下，2021年全球工业机床市场规模700亿欧元中国是全球最 大的工业机床消费市场。据德国机床制造商业协会（VDW）对全球市场的统计 数据，2002-2012年全球机床市场产值规模从345亿欧元增长至751亿欧元； 2020年全球经济受疫情影响机床产值下降幅度较大仅有592亿欧元。2021年 实现恢复性增长至709亿欧元。按欧元兑人民币平均汇率计算，2010-2021年 全球机床产值为5000-6000亿元。按机床类型来看,2021年全球金属切削机床、 金属成形机床分别为501亿元、207亿欧元。按区域来看，2021年中国地区 工业机床消费规模23

10、6亿欧元（人民币约1800亿元），全球占比34%。图3 : 2002-2021年全球机床生产总值情况资料来源：VDW,国海证券研究所图4 :2021年全球工业机床产值按国家市场结构分图5 : 2021年全球工业机床消费额按国家市场结构分类（亿欧元、百分比）类（亿欧元、百分比）资料来源：VDM,国海证券研究所资料来源：VDM,国海证券研究所中国自加入WTO之后迎来工业母机黄金十年金属加工机床消费额大幅上升， 至2011年达到最高点。自加入WTO后中国机床产业增长迅速，据中国机床工 具工业协会数据口径，2001-2011年中国金属加工机床生产额从39.7亿美元增 长至高点390.9亿美元，年均复合

11、增速为25.70%。此后随着国内经济结构的 升 级、供给侧改革去产能，国内机床消费经历了 10年的下行。2020年受到疫情 影响，金属加工机床消费额达到2011年以来低点213亿美元。2021年海外 疫情紧张导致供应链紧张，我国出口景气度较高，金属加工机床消费额恢复到279 亿美元（人民币约1800亿元）。图6 : 2001-2021年中国金属加工机床消费额情况资料来源：中国机床工具工业协会，VDW,厦门工博会公众号，智研咨询，国海证券研究所国产机床和进口机床的差距体现在：国产机床整体偏低端化，高档产品主要从 德日等机床发达国家进口 ,国产机床高端化具备较大的成长空间。（1 ）高端机 床市场8

12、0%被德日占据：德日品牌共同占据80%的高端数控机床市场，国产品 牌替代中高端市场空间较大。（2）进出口的机床产品均价差异较大：据国家统计局、海关总署数据，2021年我国进口金属切削机床均价8.37万美元（按 2021年平均人民币美元汇率计算，54万元），国产生产金属加工机床均价仅为 26万元，国产机床均价远低于进口机床价格。图7 : 2020.01-2022.12中国机床进口额及数量图8 : 2020.01-2022.12中国机床出口额及数量1000009000080000700006000050000300002000010000万美元6&Z0Z z&zoe gCMZOZ E&Z0CJ T

13、wwow 二&Z 6 二 Zoz Z，&OZ MZOZ 30Z 二 ZOZ 二，02。Z 60ZOZ goCMoe eoZOCM L ,Oeoe二 ZoZ 二S03 6.0ZOZ Zgg 90202 88S r70202进口金额 进口数flt（右）资料来源：海关总署，Wind,国海证券研究所出U金额出U数量（右）资料来源：海关总署，Wind,国海证券研究所日本对华出口高频数据呈现明显的3年周期属性,德国对华出口年度数据则经 历了 2012年高点后10年的下行周期。从长短周期来看,日本对华订单环比及 德国对华出口金额数据均处于底部,中高端的数控机床市场需求拐点或将出现。 据口本机床工业协会数据，

14、2022年1-12月日本对中国出口累计金额为28.9 亿美元，同比下降11.5%：据VDW统计，德国对华机床出口金额自2012年 以来持续下降至2020年最低点，2021年德国对华机床出口金额13.89亿欧 元，同比增长24.26%。图9 : 2012年2023年1月日本对华机床当月出口金额（亿美元）及累计同比增长率250.00%200.%150.%100.%50.00%0.00%-50.00%-100.00%H本对中国机床当月出口金额（亿美元）累计同比增长率图10 : 20092021年德国对华机床出口金额及进口金额情况（百万欧元）德国对华机床出口金额 德国对华机床进口金额资料来源：VDW,

15、 Wind，国海证券研究所1.3、 民企崛起:10年发展，民企崭露头角在本土机床市场需求结构升级过程中,民营企业悄然崛起。2011年本土机床市 场销售额达到顶峰后，市场需求结构改变，低端机床需求逐渐下降，国产中高档 数控机床面临与欧美、日韩等发达机床厂商的竞争，国有机床企业在转型中陷入 经营困境，沈阳机床、大连机床实施破产重整。部分民营机床企业抓住行业转型 机遇，定位中高档数控机床产品，围绕汽车、消费电子、高端装备等下游行业需 求进行产品开发，机床品质逐渐提升，与同等进口机床相比兼具价格优势，逐渐 在市场竞争中崭露头角，成为本土机床行业的骨干企业。图11 :中国机床零部件成本结构占比（海天精工2016Hl成本结构）结构件控制系统传动系统驱动系统刀库、刀塔及组件其他表1 : 20112020年中国机床行业格局变化2011年中国机床企业前十名2020年中国机床企业前十名