机械设备行业深度报告2024：工业母机：高端加速突破产业未来可期.docx

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1、工业母机：高端加速突破，产业未来可期一行业深度报告目录1、工业母机：恰逢制造升级高端化机遇，需求磨底静待复苏61.1、 我国机床行业大而不强，高端领域被进口垄断61.2、 制造升级提振高端市场，政策设计助推产业升级91.2.1、 机床为强需求导向，制造升级是驱动力9122、自主可控为战略必须，政策设计助推产业升级161.3、 制造业景气度震荡磨底，机床设备强者恒强、静待反弹172、知日鉴中：需求助推产量高增，核心部件力挺高端升级192.1、 日本机床：需求拉动产值，核心部件助力高端突破，政策调控兜底202.1.1、 汽车、军工需求强劲，提振日本机床产量、竞争力212.1.2、 核心零部件给予高

2、端市场配套支持，员工“终身制”保证代际传承212.1.3、 三大法令支持产业突破，政府调控蓄力产值回升222.2、 国产机床已至突破前夜，关键在核心零部件配套、高端产品突破243、产业链配套：中高端核心零部件国产率低，国内厂商奋起直追253.1、 数控系统：机床最核心的“大脑”，高端国产化率低于10%263.1.1、 成本占比20%-40%,高端数控系统国产渗透率低263.1.2、 数据积累助力产品迭代，AI赋能缩短国内外代际差293.2、 编码器、光栅尺：数控机床的“眼睛”，高精度供货能力稀缺313.3、 滚珠丝杠：数控机床核心传动部件，高精度量产厂商稀少343.4、 主轴：电主轴为高端机床

3、必需环节，国产替代启动363.5、 转台：航空航天领域要求高，国产突破、台资逐渐退出384、高端产品：五轴联动机床、精密磨床为整机最强404.1、 五轴联动机床：高端制造不可或缺的“卡脖子”环节，国产化率10%404.2、 精密磨床：精密零部件生产的命门，高端依赖进口445、企业画像：关注品牌溢价、自主可控、出海等强逻辑466、受益标的486.1、 自主可控486.1.1、 华中数控：国内高端通用数控系统龙头，外资份额的有力抢占者486.1.2、 奥普光电：打破绝对式封闭式光栅尺国外垄断，高精度编码器量产486.1.3、 秦川机床：精密磨床老牌厂商，滚珠丝杠量产能力稀缺496.1.4、 昊志机

4、电：国内电主轴龙头，转台业务逐渐放量506.1.5、 科德数控：五轴联动机床执牛耳者，核心零部件自制506.1.6、 宇环数控：数控磨床隐形冠军，产品可与海外直接竞争516.1.7、 豪迈科技：轮胎模具全球龙头，高端五轴数控机床打开成长空间516.1.8、 拓斯达：埃弗米专注五轴机床，自主研发优势显著526.1.9、 日发精机：高端轴承产线龙头，进军丝杠磨床领域526.2、 顺周期53621、海天精工：龙门机床龙头，品类拓展+出海打造新增长极536.2.1、 纽威数控：产品布局全面，向五轴机床、自主可控发展536.3、 机床辅机546.3.1、 同飞股份：国产工业温控设备龙头，定位中高端领域5

5、47、风险提示55图表目录图1：机床按材料变形方式可主要分为金属成形机床和金属切削机床6图2：2022年我国机床产值世界第一6图3：2022年我国机床消费额世界第一6图4：电子、汽车、航空航天为我国机床主要下游7图5：国产机床精度保持上与国际水平差距较大7图6：我国高端机床领域基本被海外厂商垄断8图7：我国数控机床高端国产化率低8图8：我国机床数控化率不断提升8图9：机床由主体、传动系统、控制系统等构成8图10：核心零部件高端产品国产渗透率低9图11：上世纪末，日本发那科公司的数控系统产量在日本数控机床产量中占比始终在95%上下，实际是占领了我国数控机床市场11图12：进入20世纪，我国机床产

6、值快速攀升11图13：进入20世纪，我国机床产量快速攀升Il图14：21世纪以来，数控机床与汽车产业关联性加强12图15：2009年以来我国3C产业发展加速12图16：铝合金手机边框制程需要大量配套CNC机床13图17：钻攻中心加工手机外壳13图18：2021-2022年，数控系统下游中军工、新能源领域热度高13图19：苹果iPhone15pro采用钛合金中框14图20：荣耀折叠V2采用钛合金3D打印工艺14图21：2022年我国五轴加工中心销量逆势增长15图22：2022年机床工具净利扭亏为盈15图23：2020年以来机床工具利润水平提升15图24：2020年以来机床工具行业研发费用持续加大

7、16图25：制造业PMl指数连续震荡磨底17图26：2023年11月生产指数环比降低0.2PCt18图27：2023年11月新订单指数低于荣枯线18图28：2023年11月制造业固定资产投资累计环比提升18图29：我国设备制造业PPI指数持续磨底19图3()：我国工业企业利润同比好转19图31：2023年8月以来我国金属切削机床产量同比向好19图32：我国金属成型机床产量同比仍处于负区间19图33：日本、德国、美国、瑞士是世界主要数控机床生产国20图34：日本机床在高速发展的30年中，大致受到三轮需求刺激21图35：日本靠前的机床厂商总部集中于东京和名古屋附近22图36：日本知名核心零部件厂总

8、部多围绕东京、名古屋形成产业集群22图37：工业母机上游零部件主要包括机床主体、传动系统、数控系统、辅机及耗材25图38：核心零部件高端产品国产渗透率低25图39：工业母机领域中，最核心的是数控系统，接下来依次是编码器和光栅尺、滚柱丝杠、主轴等26图40：数控系统是机床最核心的控制部件27图41：科德数控2018-2019年高端数控系统毛利率超过60%27图42：1983年发那科数控系统税前利润率相比1972年提高15pcts27图43：2022年国内数控系统市场规模为135亿元28图44：2022年国内数控系统销量为37.9万台/套28图45：2022年我国数控系统海外厂商市占率约67%28

9、图46：我国主流数控系统依赖国外进口28图47：国产数控机床落地在先进应用场景，推动国产数控系统高端升级30图48：误差补偿等AI+技术有望助力数控系统技术突破3()图49：编码器应用于伺服系统31图50：光栅尺是光栅线位移传感器的简称32图51：机床是光栅尺主要的应用领域32图52：未采用光栅尺，机床半闭环控制32图53：采用光栅尺，机床实现全闭环控制32图54：我国编码器市场有望稳健增长33图55：多摩川、海德汉占据我国编码器42%的市场33图56：2022-2025我国光栅尺市场CAGR有望达13%33图57：我国光栅尺市场基本被外资垄断33图58：滚珠丝杠为常见的传动机构34图59：滚

10、珠丝杠在是高端机床的核心传动部件34图6()：我国中高端机床领域的丝杠、导轨市场基本由海外厂商占据35图61：主轴带动刀具或工件旋转36图62：电主轴省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节36图63：昊志机电在国内电主轴市场市占率约为21%38图64：机床转台是机床上用于固定工件的零部件38图65：配备了第五轴转台机床又叫双转台机床38图66：2020-2025年我国数控转台市场CAGR有望达12%39图67：数控转台可分为涡轮蜗杆/凸轮滚子/谐波/DD电机结构四种40图68：相比三轴机床，五轴联动机床具有多种优点40图69：五轴联动机床可实现复杂曲面加工(右图)41图70：五轴机床与国家高端制造

11、、航天军工的自主可控性息息相关41图71：航空航天关键零部件加工需要使用五轴联动技术41图72：新能源NEV为工业母机新赛道42图73：新能源NEV下游包含多种零部件42图74：协会重点联系企业五轴联动机床中，立式加工中心占比最高43图75：卧式、重型龙门机床价值量大43图76：我国五轴联动机床市场主被海外企业占据43图77：轴承内外圆需要经过平面磨削、内/外径磨削、沟(滚)道磨削等工序加工44图78：轴承磨削需要端面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床等数控机床44图79：瑞士MZ公司精密螺纹磨床打磨螺纹45图80：磨齿机可实现新能源车齿轮修型45图81：国产磨床与进口磨床价格差距较大46图8

12、2：关注品牌溢价、自主可控、产品出海、管理向好等强逻辑46图83：具有品牌溢价的机床企业营收增速跑赢行业47图84：下游涵盖3C、新能源、航空航天、半导体等领域48图85：JFT系列绝对式光栅尺曾荣获中国机床工具工业协会2020年度自主创新十佳49图86：定增项目聚焦五轴机床、核心零部件量产50图87：科德数控已实现数控系统、主轴、轴承、导轨、转台等核心零部件自制51图88：豪迈科技五轴数控机床具备性能、价格优势52图89：龙门、立加、卧加贡献海天精工主要收入53图9()：202()年起营收规模大幅增长，盈利能力提升53图91：纽威股份产品矩阵丰富54图92：同飞股份覆盖数控装备、电力电子领域

13、，向储能温控设备延伸54表1：本土机床企业规模较小，距国际厂商有量级差距9表2：机床“十八罗汉”形成10表3：钛合金中框相较铝合金加工难度大、良率低14表4：高端制造顶层设计叠加资金支持，工业母机产业深化赋能16表5：日本机床历经30年发展，产值跃升世界第一20表6：日本涌现出世界级零部件企业22表7：日本推出三大法令加速机床发展23表8：核心零部件、高端产品为高端机床突围关键24表9：国产零部件技术水平较海外厂商有一定差距26表10：国产企业自主研发数控系统28表11：高端数控系统技术壁垒主要在伺服电机、应用级前沿控制技术及可靠性等方面29表12：光栅编码器广泛应用于数控机床主轴、刀架、伺服

14、系统等位置31表13：高端精密机床需要配置编码器+光栅尺32表14：绝对式光栅尺不需要“回零”，更适合多轴数控机床33表15：2023年我国机床用滚珠丝杠市场空间约97亿元，2030年有望增长至190.6亿元35表16：电主轴替代机械主轴大势所趋37表17：我国每年主轴市场规模近百亿37表18：数控转台可分为凸轮滚子结构、涡轮蜗杆结构、谐波结构、DD电机结构四种39表19：2020年协会重点联系企业五轴联动机床全品类销售均价约为186.6万元/台42表20：2022年我国五轴联动机床市场空间约为113.3亿元43表21：精密磨床主要用于轴承、减速器、丝杠等机床、机器人核心零部件打磨44表22：

15、2020年我国磨床市场空间约为80亿元45表23：国产机床厂商实现部分核心零部件自制47表24：建议关注自主可控、顺周期及机床辅机领域551、工业母机：恰逢制造升级高端化机遇，需求磨底静待复苏1.1、 我国机床行业大而不强，高端领域被进口垄断机床是指制造机器的机器，亦称工业母机或工具机。按材料变形方式分，机床可分为金属成型机床和金属切削机床。切削机床中，又可按加工方式分成车、铳、刨、磨、镇、拉、钻、齿轮加工等多种类型。在高精密数控领域，卧式加工中心、立式加工中心、五轴联动机床等多种类别。数控机床是装有程序系统的自动化机床，精密度及柔性比传统机床更高。其作为典型的机电一体化产品,能够体现一个国家