大型数控机床产业投资分析报告

2003年大型数控机床产业分析报告 1 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 摘摘 要要 数控机床 NC 机床 就是采用数控技术的机床 即装备了数 控系统的机床 重量在 10 吨以上的数控机床属于大型数控机 床 30 吨以上的是重型数控机床 100 吨以上的是超重型数 控机床 目前占据世界数控机床贸易主要份额 代表着世界数控机床发 展水平是日 德 美三国 总体上说 日本数控机床的国际 竞争力是最强的 预计 2003 年我国数控机床市场 大型数控机床大致有 2500 台 的需求 总金额大约 37 多亿元 我国数控机床产业已经具备 了一定的实力 但 缺大少精 是目前我国数控机床产业存 在的最大问题 国产大型数控机床和高精度的数控机床还不 能满足需求 在 2002 年我国金属加工机床工业全年消费量超过 55 亿美元 成为世界第一机床消费大国和全球第一机床进口大国 其中 进口为 31 多亿美元 未来 10 年中国工业正处于生产方式的转型时期 机械制造业 对数控机床的潜在需求正在加速转化为现实需求 中国数控 机床还要继续这种快速发展的趋势 由于制造业技术水平的 提高 对大型加工设备的需求会有特别的需求 所以大型数 控机床会有特别的需求和增长 在中国加入 WTO 以来 关税的降低和许可证制度的逐步取消 以及对外开放的持续深入 我国大型数控机床产业面临着前 所未有的机遇和挑战 如何发展壮大 做好 装备中国 的 工作 是一个重大的课题 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 2 目录目录 1 大型数控机床产业概况大型数控机床产业概况 1 1 1 数控机床简介 1 1 2 大型数控机床的类型和特点 4 1 3 大型数控机床产业链分析 4 1 4 大型数控机床对制造业的影响 5 2 国外大型数控机床发展现状国外大型数控机床发展现状 8 2 1 代表国际先进水平的日 德 美三国 8 2 2 大型数控机床的发展趋势 9 2 3 部分进入中国市场的外国大型数控机床厂家 12 3 我国大型数控机床市场分析我国大型数控机床市场分析 14 3 1 大型数控机床的总体需求 14 3 2 大型数控机床主要用户概况 16 3 3 进出口情况及影响 18 4 中国的数控机床行业中国的数控机床行业 20 4 1 我国的数控机床发展概况 20 4 2 与国外先进水平的差距 23 4 3 缺大少精 的中国数控机床产业 24 5 大型数控机床产业的发展预测大型数控机床产业的发展预测 25 5 1 大型数控机床产业发展趋势 25 5 2 大型数控机床产业的 SWOT 分析 27 5 2 1大型数控机床产业的竞争优势 27 5 2 2大型数控机床产业的竞争劣势 28 5 2 3挑战与机遇并存 28 5 3 中国加入 WTO 对大型数控机床产业的影响 29 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 3 6 大型数控机床相关产业分析大型数控机床相关产业分析 32 6 1 数控系统 32 6 2 数控加工软件 33 6 3 功能部件生产 34 6 4 基础材料制备 35 7 大型数控机床产业相关政策规定大型数控机床产业相关政策规定 36 7 1 大型数控机床产业相关政策 36 7 2 部分地区性优惠措施 38 8 部分大型数控机床企业简介部分大型数控机床企业简介 39 8 1 部分数控机床厂家简介 39 8 2 部分重型机床厂家介绍 40 8 3 部分涉及大型数控机床产业的上市公司业绩 44 8 3 1沈阳机床 000410 44 8 3 2青海华鼎 600243 47 8 3 3 ST纵横 600862 50 9 大型数控机床产业投资价值分析大型数控机床产业投资价值分析 54 9 1 风险分析 54 9 2 投资机会 54 10 信贷建议信贷建议 56 表目录表目录 表 1 1 数控机床分类 2 表 2 1 三国数控机床产业指标比较 8 表 4 1 近 10 年我国数控机床发展概况 22 表 8 1 部分重点骨干机床厂数控机床产量 39 表 8 2 重点骨干机床厂数控机床产值和产值数控化率发展情况 40 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 4 表 8 3 沈阳机床基本财务数据 45 表 8 4 青海华鼎基本财务数据 48 表 8 5 ST 纵横基本财务数据 51 图目录图目录 图 1 1 大型数控机床产业链 5 图 1 2 大型数控机床与国民经济其他部门之间关系 6 图 3 1 大型数控机床占数控机床数量比例 15 图 3 2 大型数控机床占数控机床消费额比例 15 图 3 3 近 10 年我国数控机床消费 16 2003年大型数控机床产业分析报告 1 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 1 大型数控机床产业概况大型数控机床产业概况 1 11 1 数控机床简介数控机床简介 机床主要是用于金属外型加工 属于机床工具的范畴 数控 机床 NC 机床 就是采用数控技术的机床 即装备了数控系统 的机床 根据国际信息处理联盟 International Federation of Information Processing IFIP 的定义 数控机床是一种装有程 序控制系统的机床 该系统能够逻辑地处理具有使用号码 或其 他符号编码指令规定的程序 这其中所说的程序控制系统 就 是数控系统 数控系统是一种控制系统 它自动阅读输入载体上事先给定 的数字值 并将其译码 发出指令 控制机床动作 完成机件加 工 数控系统由数控装置 可编程序控制器 主轴驱动及进给驱 动装置等部分构成 数控技术 numerical control 是一种近代发展起来的自动控 制技术 它用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一 种方法 简称为数控 NC 而数控技术的发展是为了适应机械 生产从大批量 品种单一的 刚性 生产模式 到小批量 多品 种的 柔性 生产模式的转变 金属外型加工主要是去除材料 得到需要的金属形状 去除 材料 主要靠车和铣 现在车床发展为数控车床 铣床发展为加 工中心 而高精度多轴机床 在加工复杂零件上实现了精度和形 状一次到位 对于航空工业中常见的带有复杂曲面和形状的零部 件 以前要经由车 铣 磨 划线 热处理等多道工序 周期长 达数月 加上特殊的技术和工艺要求 零部件报废率很高 采用 复合数控机床几天甚至几个小时就能干好 精度甚至比设计的还 高 零件精度高 就意味着使用寿命长 可靠性好 机床由手动 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 2 发展到数控 工人的劳动效率大幅度提高 而加工精度的改善也 非常显著 假如加工的零件变了 换个程序就可以了 人的因素 被降为最低 以前在工厂 工人掌握车制涡轮 蜗杆这样的复杂 曲面零件 没有十年八年的经验积累不行 现在用数控设备 只 要会编程 把参数输进去就可以了 加工变得简单了 刚毕业的 学生都会 这样 生产小批量 多品种的产品 质量就有了保证 美国是世界上最早研究和开发数控技术的国家 在第二次世 界大战期间 生产制造军事上需要的复杂曲面的工件 带动了早 期数控技术的发展 20 世纪 40 年代初 美国北密执安的一个小 型飞机制造承包商帕森斯公司 Parsons Corporation 利用全数字 电子计算机对机翼加工路径进行数据处理 并考虑刀具自身直径 对加工路径的影响 加工精度大为提高 1952 年美国麻省理工学 院在一台立式铣床上 装上了一套实验性的数控系统 成功地实 现了同时控制三轴的运动 这被认为是世界上的第一台数控机床 但这是一台教学研究实验性机床 1954 年 11 月 在帕森斯专利 的基础上 世界上第一台工业用数控机床由美国本迪克斯公司 Bendix Cooperation 生产出品 根据功能和具体技术细节 数控机床可以分为很多种类 表 1 1 数控机床分类 数控机床的种类控制系统类别执行机构类别加工对象类别 点位 直线控制开环 半闭环无锥度 圆弧的轴数控车床 轮廓控制开环 半闭环 闭 环 有锥度 圆弧的轴 点位 直线控制开环 半闭环齿轮箱 框架等箱 体 数控加工中心 特殊用途的轮廓控 制 开环 半闭环 闭 环 复杂曲面的零件轮 廓加工 点位 直线控制开环 半闭环箱体数控铣床 轮廓控制开环 半闭环 闭 环 平面轮廓的凸轮 样板 金属加工模 具 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 3 数控钻床点位控制开环 半闭环印刷电路基板 多 孔零件 开环 半闭环箱体数控镗床点位 直线控制 开环 半闭环 闭 环 精密箱体 数控磨床轮廓控制半闭环 闭环凸轮 轧辊 冲模 数控电加工机床轮廓控制开环 半闭环模具 数控金属成型机床点位直线轮廓控制开环 半闭环冲压加工 点位控制只要求精确的孔 点 坐标定位 直线控制不仅要 求准确的定位 还要求点到点之间按直线移动 并控制位移的速 度 轮廓控制能加工带有曲线或曲面的零件 一般是结合点位控 制和直线控制 利用差分原理进行插补 控制位移和速度 执行机构中开环 闭环 半闭环三类伺服系统的区别在于 开环伺服系统只有数控系统的数字指令控制伺服系统 驱动机床 运动 没有来自位置传感器的反馈信号 闭环伺服系统随时接受 来自位置传感器的反馈信号 根据反馈信号和插补器的差值进行 比较 做出修正 消除传动部件制造精度误差带来的影响 但存 在系统自扰动和 赝信息 拥塞的问题 设计调整难度大 一般 用于精度要求严格的场合 半闭环伺服系统将测量元件从工作台 电机端头或丝杠端头 这样闭环环路内不包括丝杠 螺母副及工 作台 可获得稳定的控制特性 通过采用高分辨率的测量元件 也能得到满意的精度和速度 目前 半闭环伺服系统应用最为广 泛 现代数控机床普遍具有两坐标或两坐标以上联动的功能 进 行各种位置的补偿 按可联动 同时控制 轴数 有 2 轴联动 2 5 轴联动 3 轴联动 4 轴联动 5 轴联动等 早期的数控机床的采用专门设计的逻辑电路 通用性 灵活 性和功能都较弱 被称为硬件式数控机床 即 NC 机床 随着计 算机和半导体行业的发展 对于不同的数控加工 编制相应软件 而硬件通用的软件式数控机床 即 CNC 机床 出现 与硬件式 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 4 数控机床相比 具有很好的柔性 flexibility 功能也可以进行二 次开发 目前 数控机床普遍采用 CNC 装置 通常所说的 NC 机 床也多指 CNC 机床 不再指硬件式数控机床 1 21 2 大型数控机床的类型和特点大型数控机床的类型和特点 重量在 10 吨以上的数控机床属于大型数控机床 30 吨以上 的是重型数控机床 100 吨以上的是超重型数控机床 大型数控 机床的主要类型有单柱和双柱数控立车 数控刨台式镗铣床 数 控落地铣镗床 数控龙门镗铣床 数控卧式车床 数控立式滚齿 机等 还有在这些基础型号之上发展起来的加工中心 车削中心 和配备多工位交换台及自动物料存储运输系统的柔性制造单元 FMC 大型数控机床除了一般大型机床的特点外 还有以下的特点 一 大型数控机床加工的工件尺寸都较大 要求所配备的 CNC 系统 具有更大的最大指令值 Max Programmable Dimensions 也就是要有更大的内存容量 二 大型工件的加工时间更长 要求数控系统有更高的可靠 性 具体就是对平均无故障时间间隔 MTBF 指标的要求 三 大型数控机床都采用大功率的主轴及伺服单元 而且主 轴和伺服单元的协同性要求很高 四 大型数控机床要求装备更多的监控及检测系统 能够准 确及时地监控加工过程 保证正常的加工 五 大型数控机床的床身和机床传动链都较大 需要采取间 隙补偿及热变形补偿的办法提高加工精度 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 5 1 31 3 大型数控机床产业链分析大型数控机床产业链分析 大型数控机床由多个部件组成 其中可以分为数控系统 功 能部件 主机机体 量具刃具几大种类 由于数控技术的发展 数控加工软件也正在成为数控机床的重要组成部分 这些都涉及 到了诸多行业和部门 图 1 1 大型数控机床产业链 1 41 4 大型数控机床对制造业的影响大型数控机床对制造业的影响 自美国在 20 世纪 50 年代末搞出世界一台数控车床后 机床 制造业进入了数控时代 而传统的机械加工采取的对单个零件建 专用生产线 使用专用机床 尽管批量很容易上去 但一旦零件 参数变化 这条专用生产线就必须改造 生产人员也需要调整 冶金行业 基础材料 大型数控机床厂家 生产主机 总装 售后服务 维护 后续改造 数控系统 功能部件 数 控加工软件等提供厂家 交钥匙 调试 验收 最终用户 质检部门 行业管理部门 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 6 往往专业化越高 难度越大 不能迅速适应市场 现代的生产也 有大批量生产 但主要由单件 小批量构成 但不管是那一种 如果设备是数控的 适应起来就快 在机械工业中 大型设备的制造拥有基础性的工作母机地位 制造这些设备的零部件需要使用到大型机床 而这些设备的零部 件的批量都很小 技术要求却很高 而且种类有迅速增加的趋势 大型数控机床的应用 很好的适应和解决了这些问题 航天航空 石油化工 能源 交通 冶金等诸多行业对大型 设备的需求 都使得大型数控机床有了用武之地 图 1 2 大型数控机床与国民经济其他部门之间关系 冶金工业 大型数控机床 工作母机 冶金机械 电子工业 电子机械 加工设备 石化行业 矿业开采 石油开采炼 制设备 矿山设备 工 程机械 兵器工业 兵器部件 加工设备 电力工业电站设备 农业机械现代农业 飞行器零部件 加工设备 汽车 机车 船 舶制造 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 7 大型数控机床对制造业具有提升技术档次的作用 著名的 东芝 事件 就是日本东芝卖给苏联几台 5 轴联动的大型数控 铣床 使得苏联在潜艇用螺旋桨制造上了一个档次 降低了潜艇 水下运行的噪音 以至美国海军的声纳捕捉不到苏联潜艇的踪迹 事后经过调查 美国惩处了日本东芝公司 发展我国数控机床技术及产业 具有战略性 前瞻性 全局 性 我国在国民经济与社会发展第十个五年计划中指出 大力 振兴装备制造业 为各行各业提供先进技术装备 振兴我国装备 制造业 要以数控机床 重要基础件为重点 航空航天 工业 汽车 机车 船 舶制造业 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 8 2 国外大型数控机床发展现状国外大型数控机床发展现状 2 12 1 代表国际先进水平的日 德 美三国代表国际先进水平的日 德 美三国 目前 能够生产数控机床的国家很多 但是占据世界数控机 床贸易主要份额 同时也代表着世界数控机床发展水平是日 德 美三国 美国研制了世界第一台数控机床 但是由于人力成本和国内 产业结构的问题 目前其数控机床制造不是很强 而主要体现在 数控技术的开发和应用上 另外 美国还利用自身资本雄厚的优 势 将占据世界数控系统第一位份额的日本发那科公司 FANUC 控股 组成了新的 GE FANUC 公司 德国是典型的工具民族 在机械方面历来具有天赋 公认在 机械方面是世界第一 数控机床无非就是搞机电一体化 机械方 面德国没问题 就是在电子系统方面 德国的电子系统工业本来 就很强大 在 20 世纪六 七十年代 是德国执数控机床的牛耳 从 20 世纪七十年代起 日本大量从德国引进技术 消化后 大量仿造 经过努力 日本从 20 世纪九十年代起 就超越了德 国 成为世界第一大数控机床生产国 直到现在还是 他们在机 床制造水平上 有一些也走在了世界前面 如在机床复合 一机 多种功能 化方面 是世界第一 表 2 1 三国数控机床产业指标比较 国家日 本美国德国 年度 198719981987199819871998 产量 10 92130 17060 19870 54610 4231 产值数控化率 0 73060 7950 340 37120 510 5712 产值国内市场占有率 0 9570 9470 4370 48020 6730 541 产量国内市场占有率 0 9750 96430 2730 36570 5890 4867 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 9 出口额国际市场占有率 0 679810 12110 17630 90930 9496 进出口额比 10 56720 0020 01860 11690 1245 技术贸易额 0 23130 43160 532410 12720 1987 技术贸易收支比 0 06320 08110 75640 09110 0836 研究与开发经费占销售额比重 0 2990 32410 7140 7180 3330 3451 研究与开发人数 0 21660 28670 831310 1320 1334 数据来源 2002 1 3 生产率系统 带 的几项指标中以三国最高水平为权数 1 其余数据与之做比 较 美国数控机床的竞争力 在产出 国内市场方面明显不如日 本 德国 但是它在技术贸易 研究开发方面的竞争力最强 这 与其重视基础研究 技术出口较多有关 德国数控机床在仓储 国内市场占有率方面 竞争力高于美国 低于日本 但技术贸易 与研究开发也不及美国 在产出 国内市场 国际市场方面 日本数控机床国际竞争 力最强 但是 它在技术贸易 技术贸易收支比 研究与发展经 费占销售额比重 研究人数方面不占优势 与美国相比有较大差 距 总体上说 日本数控机床的国际竞争力是最强的 目前 由于三国人力成本高 都在退出小型 简单功能的数 控机床的生产 在继续输出数控技术和设备的同时 都加大了对 高附加值的大型数控机床和高精度数控机床的开发和制造 从我 国进口的三国数控机床情况看 也都是集中在它们高档数控机床 上 2 22 2 大型数控机床的发展趋势大型数控机床的发展趋势 随着各种先进制造技术的发展 超高速切削 超精密加工的 实现 柔性制造系统 FMS 迅速发展和计算机集成系统 CIMS 的成熟 都对数控加工系统提出了更高的要求 而数控 加工系统的核心正是数控机床 目前 大型数控机床正在朝着这 样几个方向发展 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 10 一 高速 高精度化 加工的速度和精度是大型数控机床的两个重要指标 直接关 系到加工效率和产品质量 现在 数控系统普遍采用位数 频率 更高的处理器 以提高系统的运算速度 同时 超大规模的集成 电路和多微处理器结构的采用 也大幅度提高了系统的数据处理 能力 这样就能提高插补运算的速度和精度 采用直线电动机直 接驱动机床工作台的直线伺服进给方式 其高速度和动态响应特 性相当优越 采用前馈控制技术 使追踪滞后误差大为减小 改 善转角切削的加工精度 为适应超高速加工的要求 大型数控机床采用主轴电动机与 机床主轴合二为一的结构形式 实现了变频电动机与机床主轴一 体化 主轴电机的轴承采用磁浮轴承 液体动静压轴承或陶瓷滚 动轴承等形式 而陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始投入实用 二 多功能化 配有自动换刀机构 刀库容量可 100 把以上 的各类加工中 心 在同一台机床上实现车 铣 钻 磨 铰 镗等多种工序加 工 现代数控机床还采用了多主轴 多面切削 即对一个零件的 不同部位进行不同方式的切削加工 数控系统由于采用了多 CPU 结构和分级中断控制方式 可在一台机床上同时进行零件加工和 程序编制 实现 前台加工 后台编辑 的并行加工 为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求 数控系统 具有远距离串行接口 甚至可以联网 实现数控机床之间的数据 通信 也可以直接对多台数控机床进行控制 三 智能化 现代数控机床引进自适应控制技术 根据切削条件的变化 自动调整工作参数 保持最佳工作状态 从而获得较高的加工精 度和较小的表面粗糙度 同时提高刀具的使用寿命和设备的生产 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 11 效率 现代数控机床还具有自诊断 自修复功能 在整个工作过 程中 系统随时对 CNC 系统本身以及与其相连的各种设备进行 自诊断 检查 一旦出现故障时 立即采用停机等措施 并进行 故障报警 提示发生故障的部位 原因等 还可以自动使故障模 块脱机 接通备用模块 以确保无人化工作环境的要求 而未来 的发展趋势是采用人工智能专家诊断系统 四 数控编程自动化 随着计算机应用技术的发展 CAD CAM 图形交互式自动 编程已得到较多的应用 是数控技术发展的新趋势 CAD CAM 图形交互式自动编程利用 CAD 绘制的零件加工图样 再经计算 机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理 从而自动生成零件加 工程序 实现 CAD 与 CAM 的集成 随着 CIMS 技术的发展 当前又出现了了 CAD CAPP CAM 集成的全自动编程方式 它与 CAD CAM 系统编程的最大区别 是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与 直接从系统内的 CAPP 数据库获得 五 可靠性最大化 大型数控机床的可靠性 一直是用户最关心的主要指标 数 控系统采用更高集成度的电路芯片 采用大规模或超大规模的专 用及混合式集成电路 减少元器件的数量 提高可靠性 通过硬 件功能软件化 以适应各种控制功能的要求 同时采用硬件结构 机床本体的模块化 标准化和通用化及系列化 使得既提高硬件 生产批量 又便于组织生产和质量把关 还通过自动运行启动诊 断 在线诊断 离线诊断等多种诊断程序 实现对系统内硬件 软件和各种外部设备进行故障诊断和报警 利用报警提示 及时 排除故障 利用容错技术 对重要部件采用 冗余 设计 以实 现故障自恢复 利用各种测试 监控技术 当生产超程 刀损 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 12 干扰 断电等各种意外时 自动进行相应的保护 六 控制系统小型化 数控系统小型化便于将机 电装置结合为一体 目前主要采 用超大规模集成元件 多层印刷电路板 采用三维安装方法 使 电子元器件得以高密度安装 较大规模缩小系统的占有空间 而 利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管 将使数 控操作系统进一步小型化 这样可以方便地将它安装在机床设备 上 更便于大型数控机床的操作使用 2 32 3 部分进入中国市场的外国大型数控部分进入中国市场的外国大型数控机床厂家厂家 中国国际机床展览会 CIMT 是中国最大的国际机床工具展览 会 它得到中国政府的批准和支持 从 1989 年起 每两年 逢 单年 举行一次 已成功地连续举办了七届 取得了巨大成就 受到海内外各界的欢迎和好评 成为世界四大国际机床展之一 第八届中国国际机床展览会 CIMT 2003 于 2003 年 4 月 16 日 至 22 日在北京国际展览中心举行 中国国际机床展览会 是我国目前规模和影响最大的机床行 业展览 从第一届至今 数控机床和数控技术都是展会的核心和 亮点 同时也是国内厂家了解国外数控机床 国内厂家展示自身 实力的好机会 每届展览会都可以说是外国数控机床在中国的 路演 CIMT 2003 作为中国加入 WTO 之后的第一次的大型机床展 示盛会 国外展团的销售情况很是喜人 成交额大大超过上届 如德国 DMG 公司在展会期间就接受了 1200 万欧元订单 瑞士 MIKRON 公司的全部展品都销出去了 美国 Cincinnati 公司在展 会上销售了近二十台机床 德国 美国和瑞士等国展团都对展会 的成交情况表示满意 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 13 目前 进入中国市场的外国数控机床厂家很多 主要是以日 本 美国和欧洲为主 台湾和韩国的影响主要在低价位的数控机 床上 大型数控机床的进口中 以日本的加工中心为代表 品牌 主要有牧野 大隈 川崎精机和日立等 美国的产品主要集中在 锻压设备上 典型的就是美国 Cincinnati 公司的数控金属压床 欧洲产品中 德国和瑞士提供的主要是大型的精密数控机床 价 格奇高 但是对中国输出的技术限制较少 而法国 西班牙 英 国对我国有零星的出口 往往还提供优惠的出口信贷条件 前东 欧国家的数控机床 在我国过去占有一定地位 但是目前与世界 先进水平差距很大 基本已经不向中国出口 据了解 日本几家著名企业 2002 年 10 月份以后都增加了对 华投资 如川崎精机 牧野 大隈等 而美国 意大利 瑞士 英国等国家的机床制造商都加强了对中国市场的投入 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 14 3 我国大型数控机床市场分析我国大型数控机床市场分析 3 13 1 大型数控机床的总体需求大型数控机床的总体需求 2003 年是 十五 规划执行的高峰年 国家重点项目 重点工 程 重点任务将全面铺开 市场需求呈现较高的增长 将进一步 拉动企业的技术改造和设备更新 2003 年启动和续建的部分重大 工程有 三峡右岸的发电机组制造 西气东输中段的全面开工及 沿线各省 市的引进工程 南水北调工程 北京 上海 武汉 天津 重庆 长沙等大 中城市的地铁 轻轨工程 而西电东送 等国家重点工程都会对相关产业带来市场的需求 这些都会直接 或间接使大型数控机床行业的市场总额增加 根据中国机电信息网报道 我国机床工具行业工业总产值从 1999 年止跌回升以来 始终保持两位数增长 2002 年机床工具 工业总产值达到了 730 亿元左右 同比增长 15 5 其中金属切 削机床工业总产值达 180 亿元左右 同时数控机床比例快速上升 在 2002 年前三个季度 数控 机床同比增长 24 1 是机床行业的重要增长点 数控机床 2002 年产量为 24803 台 产值 85 亿元 预计 2003 年将突破 100 亿元 预计 2003 年全国机床工具行业工业总产值增长速度在 15 左右 产值达到 840 850 亿元 而机床制造业工业总产值预计增长 15 16 产值大约 290 亿元 而 2003 年机床进口总额预计将达到 35 亿美元 我国机床的 总体市场大约为 580 亿元 按目前大约 44 的数控机床占据机床 总体消费比率 我国数控机床有 250 多亿元的市场需求 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 15 图 3 1 大型数控机床占数控机床数量比例 5 95 大型数控机床 普通数控机床 数据来源 机床工具信息网 图 3 2 大型数控机床占数控机床消费额比例 5 95 大型数控机床 普通数控机床 数据来源 机床工具信息网 那么 2003 年我国数控机床市场上 大型数控机床大致为 2500 台的需求 总金额大约 37 多亿元 从 2002 年拉动大型数控 机床需求的几个要素来看 这些要素在 2003 年将继续拉动对大 型数控机床的需求 从各个主要市场看 轿车 重型汽车等重要车型的销售量从 东向西逐步扩展 轿车个人购买已成为主流 个人购车 使汽车 工业火爆异常 市场需求的旺盛刺激了汽车及零部件的生产能力 和装备水平的改善和提高 对大型数控机床的需求将持续存在 北京现代 上海通用 浙江吉利 长春一汽 东风汽车 广州本 田等国内主要汽车生产厂家 2003 年购买设备都将有较大投入 而军工行业的需求是最引人注目的 在航空航天 兵器制造 军 用舰艇等领域 2003 年的技术改造将继续增加 大型数控机床需 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 16 求将进一步扩大 民营企业正在进一步渗透到制造业和轻工业 其技术水平和加工能力的提高也依赖于装备的改善 在浙江 广 东 江苏 山东 河南等地 民营企业在模具 农机 注塑机 中低压电器等方面都将进行设备改造和扩大生产规模 对大型数 控机床的需求也将增加 但是 由于目前的需求相当部分是以发行大量国债 加大固 定投资的积极财政政策引导的 出现波动的情况也是可能的 而 汽车 航空 特种设备制造行业都可能受到国外产品的冲击 图 3 3 近 10 年我国数控机床消费 单位 台 0 10000 20000 30000 40000 50000 19931995199719992001 数控机床市 场消费量 数据来源 机床工具信息网 从上图可以看出 我国的数控机床消费存在一定的波动和起 伏 在 1998 年就出现了一个低谷 也正是这年我国出现了物价 的负增长 可见 数控机床的消费是很大程度受固定投资规模的 影响 而作为大型重装备的大型数控机床受到的影响就更大 3 23 2 大型数控机床主要用户概况大型数控机床主要用户概况 在发达国家 汽车 航空一直是机床工具行业的最主要用户 汽车业对机床的需求量约占机床总需求量的 50 左右 机床工具 行业随着汽车业发展而上升 随其萧条而下降 根据 2003 年 4 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 17 月 9 日的 中国工业报 报道 经中国机床工具工业协会调研 目前我国机床消费量近 50 的份额由汽车工业占有 而沈阳第一 机床厂 济南一机床 长城机床厂 南京数控机床公司 上海第 二机床厂 大连大力电脑等厂家的数控机床 在几大汽车公司的 生产现场都基本得到了用户的认同 近年来 以轿车为代表的我国汽车产业进入快速发展期 2002 年汽车产量为 3477162 辆 轿车生产为 1062340 辆 提前三 年实现 十五 规划目标 据三大汽车制造厂和九个骨干厂统计 2002 年共投入技术改造资金 261 亿元 其中国产设备占 20 金 额为 20 亿元 汽车零部件企业技术改造资金投入近 73 亿元 其 中 42 亿元与机床工具行业有关 目前 我国汽车产业呈现百花齐放的局面 各省市都把汽车 业作为省市经济发展的支柱产业加以发展 国有企业 合资企业 私营企业都来加入这行业 参与竞争 随着我国向全面小康社会 目标迈进 汽车的需求量将愈来愈大 因而对机床工具行业的发 展的影响也愈来愈大 必将成为机床工具行业第一重要用户 汽车及其零部件行业都采取大批量生产的方式 但是总的批 量构成中具体生产的品种和种类有很大变化 体现为基本型号上 的多种变型 同时生产的周期也大大缩短 所以加工设备必须从 刚性自动化向柔性自动化的方向转变 譬如汽车壳体类零件的加 工 正从组合机床自动线逐步向高速加工中心组成的柔性生产线 方向转变 轴类和盘类零件加工 则以数控车床 数控磨床为基 本设备 普通机械制造大多属于中 小批量乃至单件生产范畴 也是 大型数控机床的一大用户 覆盖的行业很多 以模具行业为例 1996 2001 年期间 中国模具产值的年均增幅达到 14 5 今后几 年仍将以两位数的增幅继续上升 目前 我国的模具行业正在向 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 18 精密化和大型化发展 而金属成型模具的需求是一个新的热点 这些都需要使用以加工中心为代表的大型数控机床 电子信息产品制造是高新技术产业的代表 现正以年均 20 左右的速度增长 2005 年其工业产值将达到 2 5 万亿元的规模 尽管电子信息产品制造中金属加工工作量不大 但由於生产总量 很大 故所需机床也不算少 对加工精密模具的大型数控机床也 有需求 军工机械制造行业目前正在进行大规模的技术改造 对大型 数控机床有很大的需求 比如航空工业 飞机构件外形与空气动 力学有关 大多采用整体结构 需要多坐标高速数控铣床和立式 加工中心 而且航空发动机的机匣 叶轮和叶片 也必须采用大 型数控机床加工才能保证加工质量和生产效率 其它国防工业的 情况虽与航空工业不尽相同 但都将其制造技术的改造建立在数 控加工的基础上 尤其对大型数控机床有很大的需求 3 33 3 进出口情况及影响进出口情况及影响 根据 2003 年 3 月 28 日 人民日报 报道 在 2002 年我国 金属加工机床工业总产值和进口额分别达到近 30 亿美元的高水 平 全年消费量超过 55 亿美元 我国首次成为世界第一机床消 费大国和全球第一机床进口大国 2002 年中国机床进口突破了 30 亿美元 海关总署综合统计 司数据显示 进口机床 124132 台 金额 31 50502 亿美元 与 2001 年相比 分别增长了 23 2 和 31 1 而 2003 年第一季度 进口机床 28719 台 金额 8 90093 亿美元 与 2002 年同期比较 分别增长了 23 6 和 51 1 预计 2003 年全年的机床进口总额能 达到 35 亿美元 2002 年我国出口机床近 3 亿美元 2003 年将有 3 5 的增长 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 19 率 据统计 近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床 数控磨床 数控特种加工机床 数控剪板机 数控成形折弯机 数控压铸机等简单机型 基本属于劳动密集型 2000 年 数控机 床出口额占机床出口额比重达到 14 64 为历史最高水平 我国出口的数控机床品种以中低档为主 国际市场上大量消 费的专用数控机床 成套设备我国则出口较少 而且我国机床出 口以援外为主 以出口到香港地区 东南亚及东欧等市场为主 近几年我国机床出口多元化发展趋势明显 开始向南美 中东 荷兰扩展 对英国 加拿大出口额也较前几年大幅度提高 美 欧 亚是目前我国机床产品出口的主要市场 占我国出口份额依 次为 1 4 1 5 和 1 6 而中国数控机床的进口 高档产品主要来自德国 瑞士 中 档偏上产品主要来自日本 美国 中档偏下产品主要来自台湾省 以 2001 年的加工中心进口作为例子 从这 5 个来源地进口的加 工中心占同年进口的全部加工中心的比重 在数量上占 94 9 在金额上占 92 6 可以看出 国产生产的加工中心就是相对台 湾省产品 价格上不占优势 相对某些日本产品的价格优势也有 限 而与价格上占有优势的国外同一档次的名牌产品相比 则在 产品质量 结构创新 品牌信誉 外观造型等方面存在一定差距 目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床 数 控车床 数控铣床为主转向以加工中心 专用数控机床 成套设 备为主 这正是我国机床行业的弱项 在我国进口的数控机床中 以加工中心为代表的大型数控机床的比例逐渐增加 花费的外汇 是出口所创外汇的多倍 我国大型数控机床基本上没有出口 而进口的大型数控机床 最大的问题就是价格很高 而国产大型数控机床的技术水平和价 格优势如果适当结合 完全可以消除进口大型数控机床对国内市 场的影响 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 20 4 中国的数控机床行业中国的数控机床行业 4 14 1 我国的数控机床发展概况我国的数控机床发展概况 我国数控机床的发展一直受国家经济发展状况 数控技术发 展水平和国家的扶持政策等因素的影响 我国数控机床的发展经 历了这样三个阶段 一 初始发展阶段 1958 1979 年 这一阶段 我国数控机床发展十分缓慢 特别是受到电子技 术发展以及国产数控系统可靠性差的瓶颈限制 使我国的数控机 床未能形成产业 我国这一阶段初期的数控系统采用电子管器件 体积庞大 性能简单 难以商品化 尽管这一阶段末期的数控系 统 开始使用集成电路数控系统 但由于国产电子器件性能及制 造工艺质量不稳定 难以赢得客户 在此期间 我国共生产数控机床 4180 台 其中 50 60 为线 切割数控机床 二 引进技术消化阶段 1980 1991 年 为了促进我国数控机床产业化 突破瓶颈 带动相关产业发 展 1979 年以后 国家大力支持机床行业 通过引进技术与自主 创新相结合的方式发展我国的数控机床产业 在 六五 七五 八五 三个五年计划期间 我国有 80 余家企业通过许可证贸易 合作生产 购买样机 来料加工或合 资生产方式 先后从日本 德国 原西德 美国等十多个国家 引进与数控机床生产及应用有关的数控系统 伺服系统 机床电 器 刀具控制系统和各种附件及测量技术 促进了我国数控机床 行业发展和技术水平的提高 但在引进技术中也存在一些问题 从整个行业的技术引进状 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 21 况来看 引进散件组装的技术多 而引进设计 开放技术较少 数控主机引进较多 数控配套产品项目较少 引进许可证贸易的 多 合资生产的少 引进的高水平技术少 有些产品和技术甚至 是淘汰产品和市场面狭窄的产品 为了促进我国数控机床产业更快的发展 我国在引进技术 消化吸收的同时 开展科技攻关和技术开发 使我国数控机床和 数控系统初步形成了产业体系 有了一定数量的数控主机厂 数 控系统及数控配套产品生产 三 飞速发展阶段 1992 年至今 由于我国市场经济体系的逐步完善和建立 特别是 1992 年 以来 国民经济的快速发展拉动了数控机床产业的发展 国民经 济的快速发展拉动了数控机床产业的发展 在经过十多年的发展后 我国的数控机床产业初具规模 不 仅改变了数控机床严重依赖进口的局面 还部分出口 五轴 及 以上 联动数控机床是现代国防工业急需的战略性装备 也是制 造现代模具的基础装备 一直被西方某些大国列为对我禁运的战 略物资 1999 年 江苏多棱机床公司率先推出我国第一台 5 轴联 动龙门加工中心 接着 北京第一机床厂于 2000 年 桂林机床 厂于 2001 年 济南第二机床厂 上海重型机床厂在 2002 年相继 推出 5 轴联动龙门镗铣加工中心 目前我国数控机床的可供品种 规格已超过 1400 种 且以每年增加 100 种左右的速度在增长 产量也有很大的提高 1992 年以来数控机床产量以年均 18 的速度增长 预计 2003 年我国数控机床产量将突破三万台 提前三年完成 十五 规划目标 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 22 表 4 1 近 10 年我国数控机床发展概况 年份 19921993199419951996199719981999200020012002 数控机床产量 台 74509478622372918142905170789007140531884224803 机床产量数控化率 3 24 12 33 64 64 967 589 610 6 数据来源 国家统计局 国产数控机床国内市场占有率 按产量计达 50 以上 国产 数控机床在产品技术水平和产品质量上也发展很快 为重点工程 和国防建设提供了一大批高水平的数控装备和成套设备 国产数控系统经过近 20 年的发展 基本上掌握了关键技术 建立了数控开发 生产基地 培养了一批数控人才 初步形成了 自己的数控系统产业 作为 八五 攻关开发的成果 华中 号 中华 号 航天 号和蓝天 号 4 种基本系统建立了具有中国自 主版权的数控技术平台 具有中国特色的经济型数控系统经过这 些年来的发展 有了较大的改观 产品的性能和可靠性有了较大 的提高 逐渐被用户认可 在市场上站住了脚 在数控制造技术开发方面 也取得了可喜的进步 华中理工 大学凭其在计算机集成制造系统 CIMS 领域取得的显著成绩 从世界范围的 20 多所参评大学中脱颖而出 荣获国际制造工程 师协会 SME 1999 年度 大学领先奖 此前 清华大学曾于 1994 年获此奖项 而北京第一机床厂也曾荣获 1995 年度的 工 业领先奖 国际制造工程师协会 SME 是国际制造业的权威 组织 6 万多名会员遍布世界 70 多个国家和地区 为了提高制造 业的竞争能力和技术创新能力 特别加快计算机集成制造系统 CIMS 技术的开发应用 该协会从 1985 年起设立两项年度性 国际大奖 大学领先奖 和 工业领先奖 分别授予在 CIMS 技术的研究和应用方面取得突出成就的大学和企业各一名 在关键的大型数控机床方面 通过国家组织 攻关 的方式 武汉重型机床厂和北京第二机床厂分别与大连理工大学合作 先 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 23 后为航天部门提供了大型数字化仿形三轴联动和四轴联动控制的 数控立车和数控镗铣床 为打破国外限制 发展国家航天事业作 出了贡献 北京第一机床厂研制成功的 XK4860 型五坐标数控螺 旋桨铣床 提供给大连红旗造船厂用于加工直径 2 5 6 1M 的 10 万吨级远洋轮用的螺旋桨页面 桨壳和叶根 东方机床厂生产并 提供了轨距 6M 轨长 20M 的数控火焰切割机 广泛用于船用大 型钢板下料 齐齐哈尔第一机床厂提供的 CK4012 型数控旋风车 床 用于加工直径 1 2M 长 12M 重 120 吨的船用柴油机大型 曲轴和用于加工柴油机汽缸套的 CK93200 型数控镗铣床等 这些都是我国数控机床产业取得的成就 我国数控机床产业 很好的支持了我国很多行业的发展 提供了重要的基础装备 4 24 2 与国外先进水平的差距与国外先进水平的差距 中国与日本都是在 1958 年研制出本国的第一台数控机床 我国在 1958 1960 1962 1965 1973 1978 年曾先后三次在 全国掀起数控机床的研制 生产 攻关高潮 但由于缺乏技术基 础 机床车体设计实力差 各种机 电 液 气配套基础元部件 数控系统不过关 工作不可靠 故障频繁 且由于发展数控机床 整个方针 政策 方法 步骤 措施错误 表现为一哄而上 又 一哄而下 先后三起三落 到 1979 年为止 我国数控机床无法正式生产 也无法投入 使用 在此 20 年中 交了许多学费 做了不少虚功 浪费了无 数人力 物力 财力 教训至为深刻 而日本在此阶段 规划周 密 科学行事 步子扎实 在努力发展大量大批生产自动化 高 效自动化机床 自动生产线的基础上 确实使主机设计本领过硬 配套元部件 数控系统过关 不断发展数控机床 至 1979 年日 本数控系统年产量达 14235 套 数控机床年产量达 14317 台 超 2003年数控机床投资分析报告 中国证券市场研究设计中心研究开发部 北京国经联信息技术研究中心 24 过了美国的当年产量 7925 台 从此年起 日本数控机床之年产 量长期居世界第一 而我国数控机床到 1999 年 产量是 9007 台 尽管近年来我 国数控机床产量以很高的速度增长 在 2002 年达到 24803