机床行业全球发展现状和行业主要壁垒分析
机电yjbzj220132024/7/11
机床作为“工业母机”，下游应用领域极其广泛，是我国由“制造大国”迈向“制造强国”的重要基石。因此，国家密集出台了一系列产业政策支持公司所属行业的发展，数控机床被写入了12个省市十四五规划纲要，《中国制造2025》战略纲领中明确提出：“2025年中国的关键工序数控化率将从现在的33%提升到64%”；《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》提出“到2027年，规模以上工业企业数字化研发设计工具普及率、关键工序数控化率分别超过90%、75%”。强有力的政策支持鼓励和扶植了数控机床制造领域内企业的进一步发展，力争推动我国机床行业达到国际同行业水平，为公司经营发展提供了良好的政策环境。
一、全球机床行业概况
机床是制造机器的机器，在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器制造工作总量的40%~60%，是现代工业发展的重要基石。按照运动控制方法，机床可分为传统机床和数控机床，传统机床主要通过人工手动控制完成切削工作，加工的精度和效率较低，而数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，较好地解决了复杂、精密、批量、多品种的零件加工问题，是一种典型的机电一体化产品，代表了现代机床控制技术的发展方向。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床，大幅提高了生产效率和自动化程度。由于机床精度、稳定性等技术指标都直接影响产品的质量与水平，因此机床行业的技术水平和产品质量是衡量一个国家制造业发展水平的重要标志。
根据应用分类，金属加工机床可分为金属切削机床、金属成形机床和木工机床，其中金属切削机床是最主要的一类机床，占金属加工机床总量约2/3。根据VDW（德国机床制造商协会）统计，自2000年以来，全球金属加工机床行业产值总体呈上升趋势，2019年和2020年受到全球公共卫生事件及贸易环境紧张等影响，全球产值出现下滑。2020年全球金属加工机床行业产值为4,654.50亿元（以当年末欧元兑人民币中间价折算，下同），较2019年下滑约20%。2021年至2022年，世界各国逐步恢复生产经营，全球公共卫生事件给经济带来的不利影响逐渐消除，全球机床市场产值恢复增长态势，2022年达5,960亿元，较2020年增长约35%。
图表：世界机床产值（单位：十亿元）
数据来源：VDW，以2022年末欧元兑人民币中间价折算为人民币
全球金属加工机床产业主要集中在中国、德国、日本、意大利和美国等国家。自2011年以来，中国一直保持着世界第一机床生产和消费大国的地位。2022年全球分布情况如下：
图表：全球机床主要生产国和消费国
数据来源：VDW，以2022年末欧元兑人民币中间价折算为人民币
二、机床行业主要壁垒
1、技术壁垒
数控机床整体由机床主体、传动系统和数控系统三大部分组成，其通用技术涉及多项学科及多项先进技术领域，例如微电子技术、伺服驱动技术、监测监控技术和传感测控技术等，要求数控机床制造企业必须具备扎实的理论基础和较高的研发水平。同时，由于数控机床应用领域广泛，不同下游行业对技术工艺和产品形态的要求各不相同，因此在行业通用技术之外，数控机床制造企业还同时需要具备多学科的技术融合能力，以针对不同下游行业进行个性化研发设计。
2、成套设备提供壁垒
随着行业的发展，下游客户对数控机床制造企业的服务要求日益提升，由过去的简单交付转变为集产品设计、设备交付、人员培训、安装调试及售后维护等于一体的全流程服务，对数控机床制造企业整体的系统设计和开发能力提出了更高的要求。本行业厂商不仅需要熟悉上游行业所提供的各类关键零部件性能，还应当具备较高的成套设备生产能力和系统集成能力，才能够提供符合下游行业用户需求的成套和成线产品。
3、资金壁垒
由于数控机床制造企业在日常营运和研发投入等方面均需大量流动资金，且资金的投入和成品的产出存在周期性，因此对本行业厂商的资金实力要求较高。同时，数控机床制造企业在建立完整制造链的过程中，需要大量资金投入才能形成规模效应，提升产品竞争力。
4、品牌壁垒
由于数控机床的可靠性和稳定性直接决定了加工零部件甚至整个生产线的品质和良品率，且数控机床本身属于价值较高的固定资产投资，因此下游客户对机床设备的产品质量、技术性能和售后服务等要求较高，最终选择受设备品牌和市场口碑因素的影响较大，而一个良好品牌的建立不仅需要可靠的产品质量和完备的售后服务，更需要经受长期的市场检验，对新进入企业形成了一定壁垒。同时，受到定制化需求和替代成本的影响，下游客户一旦建立起对品牌的信任，通常会具有较高的忠诚度，形成客户粘性。
三、机床行业周期性特征
机床行业自身的周期性主要与下游行业发展周期及机床设备更新周期相关，下游行业的发展趋势与机床更新周期相结合，共同影响了机床行业的周期性。其中下游行业需求起着更为重要的作用，而下游行业需求取决于制造业的发展。在制造业快速发展时期，机床行业也随之扩张，机床更新需求波动带来的周期性影响得到削弱；制造业发展放缓时期，受机床寿命等影响，机床呈现出一定的周期性。
目前我国机床行业正处于新一轮上升周期，同时我国机床数控化率不断提升，2002年不到10%，2021年提升至40%以上，后续有望持续提升，从而不断推动数控机床行业的上行发展。
从更新周期来看，机床设备受使用频率、保养水平和使用环境等因素的影响，其一般寿命约为5-10年。根据10年的更换周期计算，我国金属切削机床在2011-2014年形成产量高峰，2021-2023年，我国金属切削机床产量分别为2011-2013年的70%、72%、84%，预计我国机床行业将迎来大规模替换需求。
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