数控机床是工业母机中的战斗机

工业母机这股大风是怎么吹起来呢?

当然是从北京吹起的。

2021年8月19日，高层在会议上将工业母机位于首位，排序在高端芯片、新材料、新能源汽车之前，体现出其重要地位。工业母机就是机床，也就是生产机器的机器。

很多人都抱怨我国机床技术含量不高，今天就来介绍一下工业母机中最靓的仔——数控机床。数控机床，听上名字就高大上，尤其是高端数控机床的水平、品种和生产能力反映了国家的领先技术水平。目前我国的机床制造业处于全世界机床产业发展的先进阶段。

对于制造业大国而言，高端数控机床已成为兵家必争之地。

简单来说，数控机床就是装备了数字化信号控制技术的机床，数控装置是数控机床的大脑。它较普通机床具有加工精度高、生产效率强、具有故障诊断能力的优点。

先别惊讶，还有而高端数控机床在数控机床的基础上，又集合了高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等先进功能。

中国数控机床行业属于千亿级别的市场。据中商产业研究院数据预测， 2020年受疫情影响，数控机床市场增速回落，中国数控机床产业规模为2473亿元，但2021年数控机床产业规模将创新高，预计将达3576亿元，同比增长44.61%。同时，据中国机床工具工业协会统计，1-6月，协会重点联系企业中，金属切削机床(数控机床一般分为金属切削机床和成型机床)新增订单同比增长41%;在手订单增长20.6%;产量增长30.7%;营收增长50.7%;利润总额15.5亿元(去年同期为亏损2.1亿元)。

图片来源：中商产业研究院

蛋糕足够诱人。

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我国机床行业的悲惨历史

我国机床行业起步较晚，新中国成立后确定的18家国有骨干企业，即所谓的“十八罗汉”，代表了当时国内机床发展的最高水平。经过改革开放40多年的研究和探索，中国已经完成了从“制造弱国”向“制造大国”的转变，并且在数控机床方面已经获得一些成就，但与发达国家相比仍处于落后的阶段。沈阳机床厂(000410)曾经是国内外机床领域的王者，然而 2019 年 8 月，沈阳机床厂宣布负债 800 亿并面临破产重组，2020 年重组后还在继续严重亏损。目前，除了济南二机床，中国机床行业十八罗汉基本全军覆没。

图片来源：兴业证券

国内数控机床的玩家一共有三个阵营(如下图)。其中最高端的第一阵营主要被实力雄厚的日本、美国、德国等跨国公司垄断。我国高端数控机床领域的基础薄弱，尚有部分核心技术还未掌握，已成为严重制约我国向制造强国迈进的卡脖子问题。2019年我国高端数控机床国产化率仅约7%，数控机床每年进口数量超过1万台，金额已接近30亿美元。

图片来源：浙海德曼招股书

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我们和国外的差距在哪里?

综合来看，我国高端数控机床的差距主要体现在如下几个方面：

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行业集中度较低

机床行业的下游是零部件加工企业。这些企业的需求千差万别。比如，有的加工轴承，有的加工铲子。即使是同类型机床需要加工的产品也完全不同，举个例子，甲企业需要加工平头型螺丝刀，乙企业需要加工十字型螺丝刀。加工需求的不同，出厂前的机床定制需求也就千差万别，所以整个机床行业无法像手机企业一样形成一个大型统一的公司，来生产一件单一的产品既能卖给企业甲也能卖给企业乙。

从行业特征上来看，机床企业整合难度较大。国外高端数控机床企业起步早、发展快，多以百年老店为主。如德国的德马吉森精机、日本的大隈等，行业已呈现寡头趋势。企业拥有完善的工业数据库、研发和产品体系和全球化布局的能力。头部企业既能满足企业甲、又能满足企业乙的需求。反观国内，我国机床行业的现状行业较为分散、没有统一的产业模式，未能形成规模效应。据统计，我国2019年数控机床CR10(排名前十的总和，用来衡量行业集中度)不到30%。

图片来源：Wind数据库

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核心技术水平较低

我国高端数控机床的技术水平方面的差距主要体现在四个方面：可靠性水平、复杂零部件加工水平、检测技术水平、智能化水平。其中，机床可靠性和智能化两个因素水平最为关键，决定了一台机床的价值水平。机床可靠性主要由静态特性、动态特性、热力特性三大特性决定。国内更注重定位精度等静态特性指标，忽视对动态特性和热力特性带来的误差的研究。这带来的后果是，机床静态性能和动态性能协调性不高，高速加工的同时难以保证高精度;机床热误差控制相关技术不成熟，长时间连续工作情况下，难以保证高精度。关于智能化，现在高端数控机床已经开始从数控自动化向数字智能化方向发展，设备联网，芯片融入AI控制技术已经是逐渐从实验室走向生产线的技术了。从 2016 年开始国内就陆续出现黑灯工厂(工业4.0)项目，但这些技术主要被国外垄断的，国外企业及其注重对知识产权的保护，导致我国与国外的差距越来越大。

图片来源：数控中国论坛

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人才储备不足

机床行业是资本密集型和技术密集型行业，专业度极高，越是高端的数控机床，越是需要能够熟练掌握机床调试的技术人才。但是类似的人才在我国十分稀缺。培养成熟的机床技术工程师至少需要三年的培养周期，导致了我国高端机床产量的严重不足。无法生产高端机床就无法培养能够掌握高端机床的新技术人才，导致机床行业陷入了恶性循环。

据公开信息报道，机床行业在人才上出现了断代，所以建立一个有利于机床工程师进行技术创新的环境很重要。虽然中国的教育基础很强大，但在技术人才培养上却比较轻视。欧美发达国家美国、德国等的教育体制重视对工程师的培养，相当比例的年轻人会选择去技术学校学习。而我国在这方面的重视程度明显不足，技能类人才培养体制机制尚不完善。

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未来如何赶超?

滴水成渊，汇流成河，从量变的积累到质变的飞跃，仍需要一个长期的过程。

展望数控机床未来，我国需要加大高端数控机床的投入，实现国产替代，最终抢占行业的制高点。从机床的价值链(包括研发、生产、销售、服务等)来看：

一方面，在机床研发方面可以借鉴国外的经验，与科研院所、大学与企业密切合作，专注于技术创新，从源头攻克关键核心技术，加强知识产权保护，抢占行业的制高点，完成技术的研究与储备，最后由企业实现机床产品化的最后一公里;

另一方面，要加快数控机床领域人才培养的相关政策，加强人才队伍建设，建立人才实训基地以满足高素质复合型技术人才的培养需求，持续提升我国高端数控机床的制造“本领”。

数控机床，工业母机中的战斗机，我国怎能落后?