2020年中国智能机床行业概览.pdf

2020年中国智能机床行业概览概览标签：高端装备制造、高端数控机床、伺服电机报告主要作者：文晗2020/0422020 LeadL概览摘要由于智能化机床正处于起步阶段，目前业内对智能机床还没有统一定义。日本马扎克公司对智能机床的定义是：能自行监控，可自行分析众多与机床、加工状态、环境有关的信息及其他因素，然后自行采取应对措施来保证最优化加工的机床。在加工制造过程中，智能机床可起到智能辅助决策、自动感知、智能监测、智能调节和智能维护作用，从而支持加工制造过程高效、优质和低耗的多目标优化运行。智能机床在普通数控机床的基础上新增了数据收集模块、控制模块和通信模块。按照机床的作用，智能机床可分为：智能车床、智能铣床、智能镗床、智能磨床、智能加工中心等。行业发展趋势中国机床需经历从“数控机床高端化”到“数控机床智能化”的过程未来中国智能机床行业的发展将实行“三步走”策略，第一步：突破核心零部件技术，实现数控机床高端化；第二步：在高端数控机床的发展基础上，提高机床智能化水平；第三步：实现智能机床的大批量生产。突破核心零部件技术，打好智能机床发展基础国际数控机床领先企业的核心零部件大多为自产，以保证机床质量。中国数控机床核心零部件外购比例极高，导致行业平均毛利率偏低。涉及外购的铸件包括床身、床鞍、工作台、立柱等机床基础大件，主要原因在于中国工业技术基础较差，工业技术体系存在短板，大量的底层技术实力不足。基于核心零部件可靠性提高，智能机床研究进展加速目前中国科研机构对机床智能化的探索尚处于起步阶段，还未取得实质性进展和显著的应用成效。由于对智能机床缺乏足够认识，从事智能机床研发的企业较少。未来，在核心零部件可靠性得到提高后，机床企业将投入更多精力到智能机床的自主感知和自主学习技术领域的研究工作中来。企业推荐：广州数控、凯恩帝、科德数控32020 LeadL名词解释-05中国智能机床行业综述-07智能制造概念-07智能工厂介绍-08定义与分类-09主要功能和技术理论-10发展历程-11市场规模-12中国智能机床行业产业链分析-13上游分析-14中游分析-15下游分析-16中国智能机床行业政策分析-17中国智能机床行业发展趋势-18中国机床需经历从“数控机床高端化”到“数控机床智能化”的过程-18突破核心零部件技术，打好智能机床发展基础-19基于核心零部件可靠性提高，智能机床研究进展加速-20目录42020 LeadL中国智能机床行业竞争格局分析-21中国智能机床行业风险分析-23中国智能机床行业投资推荐企业-24广州数控-24凯恩帝-26科德数控-28专家观点-30方法论-31法律声明-32目录52020 LeadL名词解释（1/2）ZigBee：也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层，主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。MES：面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块。闭环：也称反馈控制系统，将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。铣削：以铣刀作为刀具加工物体表面的一种机械加工方法。铣床有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、万能铣床和杠铣床。镗削：一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径切削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀（称为镗杆）。磨床：利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。滚丝机：一种多功能冷挤压成形机床，滚丝机能在其滚压力范围内冷态下对工件进行螺纹、直纹、斜纹滚压等处理；直齿、斜齿及斜花键齿轮的滚轧；校直、缩径、滚光和各种成形滚压。刀库：提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换。CNC系统：Computer Numerical Control，逻辑处理符号指令规定的程序，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。导轨：金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。伺服电机：在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。5轴联动：在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。62020 LeadL名词解释（2/2）现场总线：近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。G代码：G代码是数控程序中的指令。一般都称为G指令，使用G代码可以实现快速定位、逆圆插补、顺圆插补、中间点圆弧插补、半径编程、跳转加工。AGV小车：Automated Guided Vehicle，装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。垳架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。82020 LeadL来源：工业和信息化部，头豹研究院编辑整理智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式中国智能机床行业综述智能制造概念新一代信息技术产业高档数控机床和机器人航空航天装备海洋工程装备及高技术船舶先进轨道交通装备节能与新能源汽车通用安全可靠性检测评价行业应用基础共性大规模个性化定制运维服务网络协同制造智能工厂设计智能工厂建造智能工厂交付智能设计智能生产智能管理智能物流集成优化识别与传感人机交互系统控制系统增材制造工业机器人数控机床及设备智能工艺设备工业无线通信工业有线通信人工智能应用工业大数据工业软件工业云边缘计算智能赋能技术智能服务智能工厂智能装备工业网络关键技术智能制造标准体系结构图针对智能制造这一新概念，智能制造发展规划（2016-2020年）给出了比较全面的描述性定义：智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造定义智能制造标准体系智能制造标准体系结构包括“基础共性”、“关键技术”、“行业应用”等三个部分，智能制造标准体系结构图主要反映标准体系各部分的组成关系。基础共性标准：包括通用、安全、可靠性、检测、评价等五大类，位于智能制造标准体系结构图的最底层，是关键技术标准和行业应用标准的支撑。关键技术标准：智能制造系统架构智能特征维度在生命周期维度和系统层级维度所组成的制造平面的投影，其中智能装备对应智能特征维度的资源要素，智能工厂对应智能特征维度的资源要素和系统集成，智能服务对应智能特征维度的新兴业态，智能赋能技术对应智能特征维度的融合共享，工业网络对应智能特征维度的互联互通。行业应用标准：位于智能制造标准体系结构图的最顶层，面向行业具体需求，对基础共性标准和关键技术标准进行细化和落地，指导各行业推进智能制造。https:/ LeadL来源：头豹研究院编辑整理建立智能化工厂是智能制造发展的内在要求，智能车间是智能工厂的重要组成部分，智能设备是智能车间的重要支撑中国智能机床行业综述智能工厂介绍智能制造具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征。建立智能化工厂是智能制造发展的内在要求。智能工厂框架图云服务器传输生产数据MES制造执行系统监控设备生产设备作业指令生产运行相关数据作业指令设定值测量值下订单客户智能车间仓储物流售后服务数据流、信息流智能工厂智能车间智能设备智能机床智能机床、智能设备、智能车间、智能工厂互为包含与被包含的关系。智能车间是智能工厂的重要组成部分，智能设备是智能车间的重要支撑，智能机床则是众多智能设备中的一种类型。智能工厂组成智能车间有别于传统车间，区别主要在于设备、通信方式、生产过程以及工作人员职责。智能设备和工作人员都接收云服务里的信息，并根据指令进行工作。智能设备主要完成工件的加工、运输和打包工作。工作人员完成对智能设备的操作和售后服务等工作。传统车间智能车间设备数控机床智能机床通信方式移动存储设备拷贝（U盘等）无线通信技术（WIFI/ZigBee）生产过程开环/半开环闭环工作人员职责零件加工，一人一台设备对机器进行监测，一人多台设备传统车间与智能车间对比102020 LeadL来源：头豹研究院编辑整理智能机床是能对自身进行监控，可自行分析众多与机床、加工状态、环境有关的信息及其他因素，然后自行采取应对措施来保证最优化加工的机床中国智能机床行业综述定义与分类机床指按所需形状及大小，透过切割、铣削、镗削、磨削、钻孔、剪切或其他定型方法，按可接受的精确度切割多余物料并进行抛光处理以制成工件的机器。由于智能化机床正处于起步阶段，目前业内对智能机床还没有统一定义。日本马扎克公司对智能机床的定义是：能自行监控，可自行分析众多与机床、加工状态、环境有关的信息及其他因素，然后自行采取应对措施来保证最优化加工的机床。机床和智能机床定义机床分类按材料成型方式按选择/移动控制方法金属切削机床金属成形机床其他传统机床数控高精密机床借切割或磨削等处理金属或其他刚性材料的特殊处理方法。子类别包括：加工车床、铣床、磨床等数控高精密类别，包括精密自动车床、精密刀塔车床、精密磨床、精密加工中心等金属成形是利用压力实现金属板或金属体成形，或进行分割、剪切、折弯及其他冲压处理的成形技术。子类别包括机械压力机、液压压力机等数控高精密类别（如精密滚丝机等）其他指用于加工非金属材料的机床，包括铸造机及木工机床传统机床指以传统受控方式（即非自动化）加工材料。子类别包括传统车床、钻床及铣床等配备数控系统的自动化机床，子类别包括精密自动车床、精密刀塔车床、精密滚丝机、精密磨床、精密加工中心等。智能机床本质上是数控高精密机床向智能化发展的产物机床分类按材料成型方式，可将机床分为金属切削机床、金属成形机床和其他机床。按选择/移动控制方法，可将机床分为传统机床和数控高精密机床。机床分类112020 LeadL来源：头豹研究院编辑整理智能机床可支持加工制造过程高效、优质和低耗的多目标优化运行。随着新一代技术的发展，基于八大技术的智能机床技术理论逐渐形成体系中国智能机床行业主要功能和技术理论智能机床由普通数控机床发展而来智能机床在普通数控机床的基础上新增了数据收集模块、控制模块和通信模块。按照机床的作用，智能机床可以分为：智能车床、智能铣床、智能镗床、智能磨床、智能加工中心等。智能机床主要功能在加工制造过程中，智能机床可起到智能辅助决策、自动感知、智能监测、智能调节和智能维护作用，从而支持加工制造过程高效、优质和低耗的多目标优化运行。智能机床技术理论智能机床主要功能能够感知其自身的状态和加工能力并能够进行标定能够监视和优化自身的加工行为能够对所加工工件的质量进行评估具有自主学习的能力2134自动感知智能调节和智能维护智能监测智能辅助决策多目标优化运行智能机床技术理论框架人、计、机一体化融合理论多源信息的感知理论与技术智能决策理论与技术智能执行理论与技术智能维护理论与技术智能机床综合能力评价理论与技术智能机床标准化技术智能机床支撑技术随着计算机网络、通信、人工智能技术的发展，基于八大技术的智能机床技术理论逐渐形成体系。相较于普通数控机床，数据收集、控制、通信模块在智能机床中发挥了重要作用。数据收集主要由现场布置的智能传感器来完成，智能机床的主要用途决定了智能传感器的类型，常见的智能传感器有力、温度、振动、声音、能量、液体、身份识别等智能传感器。控制模块主要基于数控程序在线调节算法、工艺参数智能决策与优化方法、执行部件协调技术、自动上下料控制技术等方法。通信模块则是基于无线通信网络技术。122020 LeadL来源：头豹研究院编辑整理早期低智能机床实现了自动化，但智能化水平较低，最近十年，随着互联网技术的提高，基于PC的开放式智能操作系统的机床可称为新一代智能机床中国智能机床行业发展历程0404030302020101添加标题2月，沈阳机床“i5”系列智能机床在中国数控机床展览会亮相。此后德马吉和发那科也开始研发类似的新系统，沈阳机床在智能机床软件研发方面取得了一定领先。添加标题9月日本马扎克公司在美国举办的第26届芝加哥国际机床制造技术展览会上展出具有四大功能的智能机床。同年，日本大隈公司展出了名为“thinc”的智能数字控制系统，谐音同“think”，表明其已具备思维能力。添加标题美国提出研究发展“适应控制”机床，但受制于相关自动化技术不成熟而进展缓慢。随后美国成立了智能机床启动平台（SMPI），加速智能机床研发。添加标题麻省理工学院和帕森斯公司合作，成功研制出了第一台示范数控机床。1952198020062014智能机床发展历史普通机床MAZAK 5轴加工机i5车床早期低智能机床主要以装载封闭式总线模式的数控系统为主要特征，虽实现了机床自动化，但数控机床的智能化水平仍然较低，运算能力低，无法与其他设备互联。最近十年间，随着互联网技术的发展，基于PC的开放式智能操作系统替代了原有的封闭的总线式操作系统，基于互联网应用的机床可称为新一代智能机床。132020 LeadL来源：头豹研究院编辑整理预计未来五年，在数控技术的发展以及有力的政府政策的引导下，中国机床的数控化率将得到进一步提高中国智能机床行业市场规模1,148.0 1,185.0 1,246.6 1,350.1 1,313.6 1,287.3 1,306.7 1,345.9 1,406.4 1,483.8 05001,0001,5002,000201520162017201820192020预测 2021预测 2022预测 2023预测 2024预测亿元中国数控机床市场规模（按销售额统计），2015-2024预测中国数控机床市场规模（按销售额统计）年复合增长率2015-2019年3.4%2019-2024年预测2.5%2020年年初，新冠肺炎疫情席卷全球，机床最重要的下游行业，汽车行业与消费电子行业受到巨大冲击，尤其是汽车行业。2020年前三个月，汽车销量持续下滑。汽车生产端已逐渐恢复，但由于疫情还未完全控制，消费需求仍受到抑制。截至2020年3月底，中国汽车市场已连续21个月销量同比下滑，持续低迷，抑制了数控机床的市场需求，预计2020年数控机床市场发展增速将继续放缓。中国制造2025将数控机床和基础制造装备列为十大重点突破领域之一，提出开发一批精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统。加快高档数控机床、增材制造等前沿技术和装备的研发。以提升可靠性、精度保持性为重点,开发高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件，加快实现产业化。加强用户工艺验证能力建设。在国家大力支持智能制造背景下，智能制造基础共性和关键技术得到重点发展。中国数控机床市场规模由2015年的1,148.0亿元上升至2019年的1,313.6亿元，年复合增速达到3.4%。其中，2019年由于下游汽车与消费电子行业市场景气度不高，机床产销量出现下滑。2020年初，在新冠肺炎疫情的影响下，国民经济遭遇严重冲击，工厂订单减少，机床消费需求受到抑制，预计在疫情被控制后，下游工厂生产恢复正常，对机床消费需求将逐渐释放。总体来看，在强大的政策推动下，中国机床的数控化率将得到进一步提高。到2024年，预计中国数控机床市场规模将达到1,483.8亿元。政策推动数控机床高端化受疫情影响，机床下游行业低迷142020 LeadL来源：企业官网，头豹研究院编辑整理中国智能机床行业产业链分析中国智能机床行业产业链分为三个环节，产业链上游参与者为零部件供应商；产业链中游参与者为机床制造商；产业链下游应用领域为汽车、消费电子、航天工业、工程机械、电力、冶金等。中国智能机床行业产业链中国智能机床行业产业链分为三个环节，上游核心零部件依赖进口，中游竞争层级化分布明显，下游应用行业景气度近年来有所下滑机床制造商下游中游上游汽车国际成熟机床企业中国机床领先企业传动系统数控系统床身及底座铸件主轴及变速箱导轨及滑台润滑、排屑及冷却刀具滚珠丝杆液压系统驱动电机CNC系统PLC伺服控制模块直线导轨启动系统高速主轴位置检测模块零部件技术含量高，采购成本占比约34%采购成本占比约22%采购成本占比约40%机床主体日本、德国机床企业实力雄厚，占据高端市场中国机床企业基础较弱，与国际成熟企业技术差距至少在十年以上3C类电子汽车与3C类电子领域的合计消费占比为80%国防及航天能源设备船舶医疗器械其他领域152020 LeadL结构件40%控制系统,21%传动系统18%驱动系统13%刀库、刀塔及组件4%光栅尺2%其他2%在机床生产成本中，原材料占比最高，为73.9%，其次是人工、折旧与其他制造费用，分别占比11.9%、7.9%和6.4%。来源：中国钢铁工业协会，头豹研究院编辑整理中国智能机床行业产业链上游中国智能机床行业产业链的上游参与主体为零部件供应商。机床主要的零部件包括：结构件、控制系统、驱动系统、传动系统、刀库、刀塔及组件、光栅尺等。核心零部件性能对机床性能起到决定性作用，中国高端数控机床核心零部件长期处于受制于人的局面核心零部件性能对机床性能起到决定性作用其他制造费用折旧人工原材料73.9%11.9%7.9%6.4%机床产品成本结构分析，2019年机床原材料成本结构分析零部件作用结构件主要是铸铁、钢材等产品，经过加工和精加工成机床床身、梁柱后，对机床起到结构支撑的作用，在原材料成本中占比最大控制系统由PLC（可编程控制器）、CNC系统、伺服控制模块、位置检测模块等组成，通过编程实现工作命令产生和传达，是机床的“大脑”传动系统包括导轨、滚珠丝杆、主轴等零部件，以及液压系统和启动系统等，主要用于辅助机床运动驱动系统由高速主轴、普通电机、伺服电机等组成。市场上，100万以下的机床产品通常使用的是普通电机，100万以上的机床产品大多使用伺服电机。相较于普通电机，伺服电机的售价是普通电机的3-4倍，但伺服电机在精确定位、高速性能、适应性稳定性、及时性等方面远超普通电机，成为高端数控机床的首选刀库、刀塔及组件 机床执行切削功能的部件光栅尺用于数控机床的测量反馈装置，常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差机床主要零部件分析机床原材料成本结构分析，2019年原材料是最大的成本项结构件的价格受钢材价格影响较大，中国钢铁工业协会数据显示，2020年1-2月，钢铁协会中国钢材价格指数（CSPI）持续向下，2月价格指数为100.4点，环比下降5.1点，降幅为4.8%，同比下降7.3点，降幅为6.8%。受新冠肺炎疫情影响，钢材需求受到抑制，钢材供大于求，是钢材价格持续下跌的主要原因。从零部件供应情况看，高端数控机床对零部件性能要求严格，机床制造商通常选择零部件性能优异的国外品牌，如英国西风的主轴、日本NSK的丝杆、德国力士乐的导轨、日本发那科的数控系统。由于工业基础薄弱，国产品牌在零部件的可靠性和稳定性上普遍不如国外品牌，高端数控机床核心零部件长期处于受制于人的局面。162020 LeadL来源：中国机床工具工业协会，头豹研究院编辑整理中国智能机床行业产业链中游中国智能机床行业产业链中游参与主体为机床制造商。机床主机厂家主要把握前端的产品和模块设计以及核心技术的研发，后端的核心部件生产和整机组装，其他的功能部件通过专业配套和整合设备资源采取外购的方式完成。功能部件的专业化使得主机厂家可节省固定资产投资，实现生产规模的快速提高，同时大幅度降低了机床主机的生产成本，形成主机、配套、系统相互依存的产业格局。中国智能机床行业产业链中游参与主体为机床制造商，2019年机床工具行业运行总体上呈下行趋势，主要经济指标普遍同比下降根据中国机床工具工业协会统计，2019年机床工具行业运行总体上呈下行趋势，收入、利润、产量、产值等主要经济指标普遍同比下降。固定资产投资增速持续回落是行业下行的主要原因之一。汽车、3C等主要用户领域持续下行，也是造成机床工具行业2019年深度下行的直接影响因素。2019年行业运行总体呈下行趋势项目进口金额（亿美元）同比（%）出口金额（亿美元）同比（%）机床工具总计133.0-19.6142.34.6金属切削机床57.6-28.628.88.5金属成形机床15.2-4.615.212.9机床功能部件（含零件）15.3-23.011.9-7.4数控装置15.00.011.44.1切削刀具16.3-4.429.11.6量具量仪1.9-12.71.8-7.8磨料磨具6.1-17.124.6-1.9机床工具行业及部分产品类别进出口情况，2019年主要经济指标同比变化营业收入累计完成营业收入同比降低2.7%，行业下行压力明显大于2018年利润总额累计实现利润总额同比降低23.8%，其中金属切削机床行业累计实现利润总额同比降低60.8%机床产量金属切削机床产量同比下降18.7%，其中数控金属切削机床产量同比下降27.6%。金属成形机床产量同比下降7.6%，其中数控金属成形机床产量同比下降7.2%金属加工机床订单情况2019年年初以来，金属切削机床和金属成形机床的新增订单一直同比下降，在手订单自3月份之后也一直同比下降产成品存货2019年12月末产成品存货同比降低8.8%。其中，金属切削机床行业产成品存货同比降低15.2%，金属成形机床行业产成品存货同比降低7.7%亏损企业比例2019年12月机床工具行业亏损面为15.1%。其中金属切削机床行业亏损面最大，为24.9%；金属成形机床行业为20.2%，工量具及量仪行业为11.5%，磨料磨具行业为12.5%中国机床工具行业主要经济指标同比变化，2019年172020 LeadL来源：中国汽车工业协会，工信部，头豹研究院编辑整理中国智能机床行业产业链下游机床作为高端装备制造业的工作母机，下游应用广泛，包括汽车、3C类电子、国防及航天、能源设备、船舶、机械、石油化工等行业。汽车行业是机床最重要的下游应用领域，其次是3C类电子行业，据统计，约80%的机床应用于汽车与3C类电子行业的生产环节。近年来，汽车行业与3C类电子行业景气度有所下滑，叠加新冠疫情影响，汽车与3C类电子市场新增投资减少，未能充分释放对机床的消费需求。中国智能机床行业产业链下游应用广泛，汽车行业是机床最重要的下游应用领域，其次是3C类电子行业2020年一季度汽车产销降幅明显178.328.5142.201002003001月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月万辆2019年2020年中国汽车产量，2019/01-2020/03194.131.0143.001002003001月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月万辆2019年2020年中国汽车销量，2019/01-2020/03据中国汽车工业协会掌握的23家企业集团最新复工复产调查情况统计，截至2020年4月10日，整车生产基地全面复工，员工返岗率86%，复产情况达到去年平均水平的75%。但由于疫情仍在持续，仍有部分市场需求被抑制，但3月的车企销售情况已明显好于2月。随着国家有关政策的逐步落实，以及各地政府接连出台促进汽车消费政策，汽车市场将加快恢复，对数控机床的消费也将随之回暖。受疫情影响，中国汽车产销量出现大幅下降，2月份汽车产量同比下降79.8%、销量同比下降79.1%。3月汽车产销均超过140万辆，环比增长4.0倍和3.6倍，同比下降44.5%和43.3%，降幅明显收窄。手机出货量连续三年下滑5.2 5.6 4.9 4.1 3.9 7.7%-12.5%-16.3%-4.9%-20%-15%-10%-5%0%5%10%024620152016201720182019亿部中国手机出货量，2015-2019年3C类电子行业是应用数控机床的第二大行业。根据工信部数据，2019年中国手机出货量为3.9亿部，同比下降4.9%，手机出货量自2016年到达顶峰，从2017年起已连续下滑三年，2019年下滑幅度有所收窄，但仍显示出消费类电子产品市场增长动力不足，出现疲态。2020年，搭载5G技术的智能手机陆续上市有望成为手机市场下一个增长点，推动5G智能电子产品生态建设，有助于拉动对数控机床的需求快速上升。汽车产销量大幅下滑仍有部分消费需求被抑制5G手机有望成为手机市场消费的热点182020 LeadL中国智能机床行业相关政策政策名称颁布日期颁布主体主要内容及影响关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见2018-02国务院提出了研发推广关键智能网联装备，围绕数控机床、工业机器人、大型动力装备等关键领域，实现智能控制、智能传感、工业芯片与网络通信模块、中间件产品的集成创新促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）2017-12工信部鼓励新一代人工智能技术在工业领域各环节的探索应用，系统提升制造装备、制造过程、行业应用的智能化水平，着重在智能制造关键技术装备等方面率先取得突破高端智能再制造行动计划（2018-2020年）2017-10工业和信息化部到2020年，突破一批制约中国高端智能再制造发展的拆解、检测、成形加工等关键共性技术，智能检测、成形加工技术达到国际先进水平；发布50项高端智能再制造管理、技术、装备及评价等标准；初步建立可复制推广的再制造产品应用市场化机制；推动建立100家高端智能再制造示范企业、技术研发中心、服务企业、信息服务平台、产业集聚区等，带动中国再制造产业规模达到2,000亿元新一代人工智能发展规划2017-07国务院提出要围绕制造强国重大需求，推进智能制造关键技术装备、核心支撑软件、工业互联网等系统集成应用，研发智能产品及智能互联产品、智能制造使能工具与系统、智能制造云服务平台智能制造工程实施指南（2016-2020）2016-08工信部、发改委、科技部、财政部“十三五”期间通过数字化制造的普及，智能化制造的试点示范，推动传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业全面启动并逐步实现智能转型；“十四五”期间加大智能制造实施力度，关键技术装备、智能制造标准/工业互联网/信息安全、核心软件支撑能力显著增强，构建新型制造体系，重点产业逐步实现智能转型中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要2016-03十二届全国人民代表大会四次会议在高端装备创新发展过程中提到高档数控机床，明确提出研制精密、高速、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统，以提升可靠性、精度保持性为重点，开发高档数控系统、轴承、光栅传感器等主要功能部件及关键应用软件中国制造20252015-05国务院对未来十年中国高档数控机床的发展方向作出规划，未来十年，中国数控机床将重点针对航空航天装备、汽车、电子信息设备等产业发展的需要，开发高档数控机床、先进成形装备及成组工艺生产线中国智能机床行业政策分析多项利好高端制造、智能制造政策颁布与实施，为智能机床在下游行业的应用营造良好的政策环境来源：头豹研究院编辑整理中国是世界最大的机床消费国和进口国，国产中高端机床长期自我供给不足，仍然需要依靠进口，为改变中高端机床核心技术对外依存度高的局面，中国多个管理部门出台了一系列促进中国高端制造、智能制造发展的利好政策，为机床关键技术突破营造良好的政策环境。192020 LeadL来源：工信部，头豹研究院编辑整理国产高端数控机床核心零部件长期依赖进口，国产化率低，提高国产高端数控机床的精度、可靠性、效率是摆脱这一现状的必然要求中国智能机床行业发展趋势（1/3）未来中国智能机床行业的发展将实行“三步走”策略，第一步：突破核心零部件技术，实现数控机床高端化；第二步：在高端数控机床的发展基础上，提高机床智能化水平；第三步：实现智能机床的大批量生产。当前中国数控机床的单机技术仍未成熟，核心零部件外购比例高，多数需从海外进口，高端数控机床主要依赖进口。为扭转这一落后局面，中国制造2025将数控机床列为“加快突破的战略必争领域”，制定这一战略目标主要基于数控机床产业的战略特征以及发展阶段特征，国产机床产品在加工精度、可靠性、效率、自动化、智能化和环保等方面与发达国家的机床产品相比还存在一定差距，产业整体竞争力不强。因此，发展高端数控机床是中国机床生产制造商当前的首要目标。支撑国防和产业安全的战略需求现代国防装备中许多关键零部件的材料、结构、加工工艺都有一定的特殊性和加工难度，用普通加工设备和传统加工工艺无法达到要求，必须采用多轴联动、高速、高精度的数控机床才能满足加工要求新科技革命的战略高地在新技术（智能制造、能源互联网、新一代信息技术）革命浪潮的推动下，机床行业集成创新趋势明显，世界领先企业加快推进新技术向机床产业融合，网络化技术和智能化技术加快向机床产品集成应用，越来越多的国际著名机床零部件企业和整机企业正加快推进新技术在数控机床的集成应用满足用户领域转型升级的重要支撑机床行业下游用户需求结构出现高端化发展态势，多个行业都将进行大范围、深层次的结构调整和升级改造，对于高质量、高技术水平机床产品需求迫切，总体上来说，中高档数控机床市场需求上升较快，用户需要更多高速、高精度、复合、柔性、多轴联动、智能、高刚度、大功率的数控机床锚定中国装备制造业全球竞争地位数控机床和基础制造装备是制造业价值生成的基础和产业跃升的支点，是基础制造能力构成的核心，唯有拥有坚实的基础制造能力，才有可能生产出先进的装备产品，从而实现高价值产品的生产全球制造业格局调整的战略支点美国、日本、德国分别提出发展先进制造业计划，促进工业技术的高端化中国制造2025提出要加快发展高端数控机床中国机床需经历从“数控机床高端化”到“数控机床智能化”的过程202020 LeadL来源：头豹研究院编辑整理未来在相关利好产业政策的支持下，国产数控系统有望获得更多的应用机会，以加快产品更新迭代中国智能机床行业发展趋势（2/3）突破核心零部件技术，打好智能机床发展基础 国际数控机床领先企业的核心零部件大多为自产，以保证机床质量。中国数控机床核心零部件外购比例极高，导致行业平均毛利率偏低。涉及外购的铸件包括床身、床鞍、工作台、立柱等机床基础大件，主要原因在于中国工业技术基础较差，工业技术体系存在短板，大量的底层技术实力不足。铸件性能和质量直接影响装备的运行水平和可靠性，大多机床企业选择部分外购的形式补齐短板。高端数控系统95%为进口，机床企业通常由发那科、西门子、三菱、海德汉等先进厂商采购，特别是五轴联动等部分高档机型配套的数控系统领域，中国长期处于空白，还需持续加大投入研究高端数控机床关键核心技术。中国数控系统成熟度不足的重要原因之一在于难以进入市场，缺少应用机会意味着难以取得进步。日本、德国、美国等发达工业国家，进入机床行业早，积累了丰富的工业应用经验，建立了强大的行业壁垒。对新系统而言，只有通过实际的应用才能发现问题，进而加快产品更新迭代，因此优先支持国产系统和产品将是未来相关产业政策的着力点。零部件涉及外购的部件名称外购情况是否属于核心部件对产品质量的影响铸件床身、床鞍、工作台、立柱等机床基础大件部分外购是影响机床精度、稳定性、加工性能传动系统主轴传动中的主轴、丝杠传动中的丝杠和精密轴承、线轨外购是影响机床精度、稳定性、加工性能、速度、效率数控系统数控系统外购是影响机床精度、稳定性、加工性能、速度、效率电气元件电气元件外购否影响机床稳定性功能部件数据转台、齿轮箱、直角头部分外购是影响机床精度、稳定性、加工性能、速度、效率、复合化、多轴化、功能拓展性刀库、刀塔、光栅尺、编码器外购是中国数控机床企业零部件来源222020 LeadL来源：华中数控官网，头豹研究院编辑整理未来对智能机床的研究将主要集中在智能机床的自主感知和自主学习技术两个方向，持续提高机床的智能化水平中国智能机床行业发展趋势（3/3）基于核心零部件可靠性提高，智能机床研究进展加速目前中国科研机构对机床智能化的探索尚处于起步阶段，还未取得实质性进展和显著的应用成效。由于对智能机床缺乏足够认识，从事智能机床研发的企业较少。未来，在核心零部件可靠性提高后，机床企业将投入更多精力到智能机床的自主感知和自主学习技术领域工作中来。通过数据收集模块达到自主感知智能机床自主感知需要通过数据收集模块完成，用数据化分析代替人员经验判断。数据收集模块主要用于工况信息和设备信息的收集。工况信息包括工件加工过程中刀具的材料、切削速度、切削温度等信息。设备信息包括机床各关键部件的参数，以便对设备进行健康评估、预测设备故障，对设备提前进行检修。日本马扎克现已通过自主研发的监控软件Smooth Monitor AX，分析所采集的设备运行数据，将生产过程可视化、可感知，再进行改善。传统的数控机床故障一般分为：主机故障和电气故障。在进行设备信息收集时，按照故障类型，可确定传感器类型。故障类型具体故障所需传感器主机故障车床主轴旋转速度不一速度传感器车床主轴加工精度降低，主轴噪声变大，温度升高激光位移传感器、温度传感器刀具温度过高速度传感器、温度传感器电气故障机床本体的电气故障、伺服放大及检测部分故障、计算机部分故障机床自诊断警报信号交流主轴系统故障电压传感器智能机床传感器需求分析在新兴技术基础上，进行自主学习华中8型智能数控系统2017年，华中数控正式推出8型智能数控系统，该系统在大数据、云计算和新一代人工智能技术的基础上，建立了开放式技术平台。通过大数据的可视化、大数据分析、大数据深度学习和理论建模仿真，从大数据中挖掘智能数控机床的健康特征、工艺参数和加工质量三者间的关系，完成知识发现，并且形成决策，使得数控加工更精、更快、更智能。特征：大数据智能的算法库误差补偿NCUC高速现场总线多通道、多轴联动控制技术前瞻预读功能复合加工自主学习是智能机床发展的另一大难点。现实生产加工过程情况复杂多变，智能机床需要在不确定环境下，通过大量的数据训练实现深度学习，分析已有的案例，自主学习相关控制和决策算法，并在实际工作中不断提升这种能力。232020 LeadL来源：中国机床工具工业协会，头豹研究院编辑整理行业竞争层级化分布明显，由于未能掌握核心零部件技术，高端数控机床市场由外资品牌占据，中端市场外资品牌与国产品牌共同竞争，低端市场主要是民营企业中国智能机床行业竞争格局（1/2）中国机床工具市场化程度较高，产业集中度不高，市场处于充分竞争状态。总体而言，高端市场由外资品牌占据，国产品牌空白；中端市场外资品牌与国产品牌共同竞争，多数国产品牌集中于低端市场。目前由于中国还未掌握数控机床的核心技术，国产高端数控机床产品与日本、韩国、德国所生产的机床产品相比，精度、速度、稳定性仍有较大不足，部分数控机床不具备智能化功能。而技术门槛较低的普通数控机床则是中国机床企业竞争的主要领域。中国机床工具市场化程度较高，产业集中度不高，市场处于充分竞争状态。总体而言，高端市场由外资品牌占据，国产品牌空白；中端市场外资品牌与国产品牌共同竞争，多数国产品牌集中于低端市场。目前由于中国还未掌握数控机床的核心技术，国产