超額收益視角下的五軸聯(lián)動數控機床

金屬切削機承載著國制造的未來五軸聯(lián)動數控金屬切削機床是國產機床主要突破方向金屬切削機床是現代工業(yè)發(fā)展的重要基石金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機，是制造機器的機，又被稱“工業(yè)母機或“機床。在一般的機器制造中，機床所承擔的加工工作量占機器制造工作總量的40-60，機床的加工精度和效率將直接影響其制造機器的質量與工作效率。機床作為金屬制品的核心設備，與金屬制品業(yè)值直接相。2021年，我國金屬制品業(yè)營業(yè)收入4.97萬億元占我國制造業(yè)生產總值的16而金屬制品廣泛應用于包括汽航空航天在內的各類制造業(yè)金屬制品行業(yè)與各類制造業(yè)息息相，機床在我國經濟發(fā)展中扮演了重要的角，是高端制造業(yè)的基，承載著中國制造業(yè)的未。五軸聯(lián)動數金屬切削機床技術門檻最高，是國產機床主要突破的方向。金屬切削機床按聯(lián)動軸數分類可分為三、四軸和五軸。五軸聯(lián)動數控機床是機床實現任意角度加工所需要的最少軸；是實現空間任意曲面加工的必備技是解決航空發(fā)機葉輪葉盤葉片船用螺旋槳等關鍵工業(yè)產品切削加工的唯一手；是衡量一個國家復雜精密零件制造能力技術水平的重要標準之。圖：金屬成型工藝分類微信公眾號沐風機械，高端機床自主可控迫在眉睫高端機床“卡脖子”嚴重，自主可控迫在眉睫。數控機床關鍵零部數控系統(tǒng)成本占比30，傳動系統(tǒng)成本占比20，核心零部件價值量占比較，是影響本土廠商競爭力的重要因。目前本高端機床的精密數控系電主軸滾珠絲杠、數控刀架、數控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等雖已形成一生產規(guī)模，但僅能滿足中低檔數控機床的配套需要，國產中高檔數控機床采用的功能部件仍嚴重依賴進。數控機床關鍵零部件供給結構表：數控機床關鍵零部件供給結構數控機床關鍵零部件供給結構零部件進口企業(yè)國產企業(yè)差距數控系統(tǒng)NUC，西門子，三菱，海德華中數控，科德數控，廣州國產數控系統(tǒng)在高精度，高漢等數控速度等性能方面與國際先進水平尚存在較大差距。國產高檔數控系統(tǒng)市場份額不超30%主軸Kessler，SCHR，CT，B，西風，BL等昊志機電，軸研科技，科電機，陽光精機等具備一定生產能力，技術需迭代提升絲杠HK，Reroh漢江機床，江門凱特等產品技術水平有待提升刀具山特維克，肯納，京瓷等株洲鉆石，廈門金鷺，華銳部分國產刀具已經達到日精密，歐科億等韓、歐美水平資料來源：華經情報網，中國機床行業(yè)綜合國產化率較高中高端機床國產化率仍有較提升空間根據德國機床制造商協(xié)）數據2021年中國機床消費額為36億歐元進口規(guī)模為3億元進口依賴度為6.63國產化率為73.37處于較高水平但從國產化率結構上中高端機床國產化率仍有較高的提升空以數控機床為例根據前瞻研究院數據2018年中國/中/高檔數控機床國產化率分別為82/65/6處于趨勢上行，相比2014年分別提升17pt/20pct4pct從市場份額來208年國內市場/中/高檔數控機床占比分別為10/30/60。機床按檔次分類表：機床按檔次分類機床按檔次分類種類劃分標準應用領域國內市場份額高檔機床4軸以上的加工中心、采用動力刀架的數控車床、銑復合數控機床、精度達到精密級的其他機床汽車、航空航天、工程機械、模具核電醫(yī)療、電子等領域復雜類零件10%復合加工中檔機床精度未達精密級的3軸加工中心、采用非動力刀架數控車床汽車、工程機械、電子、模具、閥等領域一般精度類零件的加工30%抵擋機床采用精度可靠性較低數控系統(tǒng)部分依賴人工操作加工精度較低；或非數控機床對精度要求較低的簡單車、銑加工等60%資料來源：華經產業(yè)研究院，行業(yè)觸底反盈利能力大幅提升市場規(guī)超千消費基數龐大根據中國機床工具工業(yè)協(xié)會測算022年我國金屬加工機床生額183.0億元人民271.1億美元同比增長5.1其中金屬切削機床生產額18.4億元人民（17.2億美元，同比增長3.3，約占金屬加工機床總產值63.5。2000-2020年中國機床行業(yè)伴隨大制造業(yè)的發(fā)展經歷了一個大周，可以分為四個階段。第一階：200-208年，消費金額穩(wěn)居世界第。2000年之后，我國經濟增速較高，制造業(yè)進入新一輪迅速發(fā)展期船舶汽車工程機械電子與通訊等產業(yè)蓬勃發(fā)展對機床的需求持續(xù)擴大自2002年起至今機床消費金額穩(wěn)居世界第一。第二階：208-201年，行業(yè)快速擴。在“四萬億”政策的拉動下，機床產業(yè)受008年金融危機影響較小與挖掘機行業(yè)一大量資本涌行業(yè)快速擴201年消費額產值分別達到436億315.32億美元的最高峰2000201年GR22.93、24.40。第三階201-21行業(yè)產能出。012206年供給側改革前國內GP和投資增速緩慢下降制造業(yè)景氣回雖然2016年后下游制造業(yè)有回暖但是基建投資拉動乏力加之2018年中美貿易摩擦，制造業(yè)資本開支下降，機床行業(yè)2020年降至13.1億美，不及21年的一從供給端看，000年以來機床銷量高增帶產能過剩和高保有量激進的銷售政策也導致未開工新機占比較高從需求端看01年全球第五次制造業(yè)大轉移開部制造業(yè)外流導致需求下其中我國機床行中低端產（占比90）喪失成本優(yōu)勢快速轉移至東亞等，201-2019年間，我國金切削機床產量下降了51.63。第四階：201至行業(yè)觸底反彈盈利能力大幅提升2019年后金屬切削機床行業(yè)觸底反彈020、2021年我國金切機床產量分別增長735200年以海外制造業(yè)產能利用率受疫情影響嚴重下，在運、調試安、設備維護等方面也無法及時響應國內需。我國在嚴防嚴控防疫政策，快速脫離疫情影響，制造業(yè)部分回流，機床下游迅速回暖，也為本土優(yōu)秀機床民營企業(yè)帶來快速發(fā)展的機遇。2022年中國機床工具工協(xié)會重點聯(lián)系企業(yè)金屬切削機床營業(yè)收入同比下降5.6但是由于中國新能源汽車、航空航天等高端制造業(yè)快速增，下游需求結構優(yōu)；）國內行業(yè)競爭格局優(yōu)化，自主研發(fā)和盈利能力較強的民營企業(yè)成為行業(yè)主。金屬切削機床利潤總額同比增長63.8，明顯反。同時，金屬切削機床出口額43.9億美元同比增長20.4金屬切削機床進口額56.1億美元同比下降10.1。高附加值產品占比提，出口結構有所優(yōu)，進口依賴度降。挖掘機與伴宏觀期震上行國內挖掘機市經多年發(fā)展基實現進口替目前行業(yè)高度集本龍頭企業(yè)已成功躋身全球第一陣營。下文通過復挖掘機行業(yè)發(fā)展歷程探究其背后動因推演機床行業(yè)未來演繹路徑。圖：數控機床構成示意圖 圖：挖掘機構成示意圖SMASES, 鐵甲工程機械網，消費基數龐大從市場規(guī)模來看挖掘機與金屬切削機都屬于設備行業(yè)中市場規(guī)模最大的版市場規(guī)模均超千消費基數龐大。據中國工程機械工業(yè)協(xié)數據，201年工程機全行業(yè)實現營業(yè)收入965億，其挖掘機、裝載機、起重機銷量占比分比為56.97、23.5、13.08，據此測算221年挖掘機市場規(guī)模約為167億元。圖：主要工程機械市場規(guī)模占比 圖：主要金屬成型工具市場規(guī)模占比挖掘機 裝載機 起重機 其他 金屬切削機床 金屬成型機床 3D打印設備 壓鑄機工程機械工業(yè)協(xié)， 中國機床工具工業(yè)協(xié)會，前瞻經濟學人，貝哲思咨詢，全球來看均有數倍體量巨頭對209年世界機床排名第一山崎馬克528億美（約35億元人民約為國內營收最高機床廠商創(chuàng)世紀201年營業(yè)收入的7倍全球工程機械巨頭卡特彼勒202財年營業(yè)收入4105億元人民，約為三一重工2022年營業(yè)收的5.2倍。表：2019年世界P10數控機床企業(yè)營收規(guī)模排名企業(yè)名稱國家營（億美元）1山崎馬扎克公司日本5282通快公司德國4243德馬吉森精機公司德國日本3824馬格美國3265天田日本3216大隈日本1947牧野日本1888格勞博德國1689哈斯美國14810?，斂说聡?7資料來源：賽迪顧問，2010年前液壓件受制于人液壓件是挖掘機械的核心零部其成本在挖掘機械采購總成本中占比346對中國挖掘機械產品的競爭力具有直接影響2010年前中國在挖掘機液壓系統(tǒng)方面依然高度依賴進，日本的川崎重工和、德國的博世力士樂、美國伊是全球挖掘機液壓系統(tǒng)的主要供應商，主要供應歐美日韓等國際挖掘機品。由于海外液壓件廠對中國挖掘機廠商供貨周期較長且數量不國產挖掘機的產能遠遠跟不上市場的需求，致使本土挖機廠商在市場競爭中處于弱勢地。反觀小松、斗山、現代和三等品牌，都有自己的液壓系統(tǒng)生產線，可以自給自足，因此在中國乃至全球市場都有較的競爭力。圖：數控機床成本構成 圖：挖掘機液壓件（含油缸）價值量占比3%2%2%4%13%40%18%21%4%22%6%6%9%15%9%10%2%2%4%13%40%18%21%4%22%6%6%9%15%9%10%11%結構件控制系傳動系驅動系

發(fā)動上車駕駛液壓泵和馬液壓閥油工蓄能器與過濾器華經情報， 鐵架工程機械網，挖機行呈現明顯周期性挖掘機和機床平均使用年限一般在810年左右更新周期較為一致在沒有強外和內生變量驅動情下，挖掘機和機床行隨著我國宏觀經投資和資本支出波均呈現出成熟大行業(yè)的明顯周期。與金屬切削機床行業(yè)一，挖掘機銷量的波動也可以劃分為四個階：第一階：200-208年，整體保低基數下高速增。198-186年間國挖掘機平均產量100臺；1987-93年國內挖掘機平均年產量達200臺200年國挖掘機產量仍未突破000208“四萬億投資之前國內挖掘機市除20042005年的短暫調整整體保持高速增208年銷量約為000年銷量的10倍。圖：2001-2010年國內挖掘機銷量走勢（萬臺）7470%7470%6910%5680%4350%4490%1610%430%-830%124178288276301459772665952310%1665940%1614121086420201 202 203 204 20

206

207 208 209 21

7%6%5%4%3%2%1%0%-1%-2%銷量（萬臺） 同比增速（）中國質量萬里行，第二階段，208-01年，大量資本涌，行業(yè)高速擴。為應對次貸危，08年1月國務院常務會議近日決定對財政政策做出重大調整實行積極的財政政策同國家環(huán)?？偩职l(fā)文件自2008年9月30日起未獲得環(huán)核準證書的非道路移動機械柴油機不得生產、進口或銷售。財政刺環(huán)保政策催，挖掘機銷量同比增速轉，實現連續(xù)23個月正增。第三階段，20-20，刺激退，產能過剩，銷量持續(xù)低。201年5月至206年4月，強經濟刺激政策逐步退出需求端景氣度大幅下滑行業(yè)在前期大幅擴張之產能過剩，保有量高企價格戰(zhàn)白熱，挖機銷近60個月持低迷。第四階段201-至更新需求替代人工環(huán)保驅動行業(yè)景氣周期拉長龍頭份額提走向全球016年5至201年4月除個別月份外挖機銷實現0個月以上正增從行業(yè)結構來看國內市從分散走向高度集，本土龍頭企業(yè)開啟國際化，邁向全球龍頭出口銷量占比從2018年的9大幅提升至2022年42，國產挖掘全球競爭力進入兌現。2016年后機與金切削機走勢為背？我們注意到206年后挖掘和金屬切削機床的產量出現明顯的背也是208至205年一個上行周期和一個下行周期后的首次背。我們將從宏觀層面、行業(yè)層面和微觀層探究背原因：圖：金切機與挖掘機銷量對比同花順，宏觀層面：拉動國內經濟增長的驅動切換宏觀層面，2016年開始的挖掘機上行周期主要由房地投驅動。0022008年，出口外貿作為國內經濟的發(fā)動機，推經濟快速增，在此期我國房地產周期與經濟周期的波動比較一。200-208年次貸危機爆，2008年1月實行積極的財政政。此后房地產政策在一定程度上也成為了逆周期調控政策房地產上行周期被拉，中國進入到以房地產為代表的基建投資為經濟發(fā)動機的時。在“四萬億投資”強力拉動下挖掘機和機床行業(yè)都保持較高增206“供給側改革推基建投資增速快速下降制造業(yè)投資增速有所回，三大投資中僅房地產需求出現加，成為挖掘機銷量持續(xù)上漲宏觀驅動因。機床行業(yè)從201年強經濟刺激政策逐步退出開在制造業(yè)和基建投探底過程持續(xù)萎因此206年前拉動國內經濟增長的驅動切換，是導致挖掘機和機床行業(yè)銷量背離的宏觀因素。圖：房地產投資比重和挖掘機銷量 圖：制造業(yè)投資額和金屬切削機床同比增速同花順， 同花順，行業(yè)層面2016年后存量更新驅動挖機高增長行業(yè)層面，06年開始的挖掘機上行周期主要由存量更新驅動。2016年之后挖掘機下游需求強度弱于2008-01年但挖掘機的銷依保持兩位數的超高增單純房地產投資需拉動難以完全解釋016年的復強度，需要從業(yè)層面尋找更多驅動因素：存量更：挖掘機從21年下半年銷量開始下滑，整個市場保有量也出現了過。二手機供過于的情況一直延續(xù)至201-207年才開逐步出清從206年開始更新需求占總需求的比例超過50并且呈現出逐年上升的趨。機器換：隨著國內勞動力成本的提升和老齡化，終端用戶越來越趨向使用機械設備代替勞動。2010年之后隨著小挖產本土，在替代人力方面更具性價比優(yōu)，小挖銷量占比不斷上。圖：65歲及以上人口比重 圖：制造業(yè)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員工資總額同花順， 同花順，環(huán)保政挖掘機廢氣排要求持續(xù)提升更新周期被拉從007年0月1日開始非道路車執(zhí)行國一排放標準2009年0月1日開始執(zhí)行國二排放標準016年4月1日開始執(zhí)行國三排放標。從保有量來看我國挖掘機數量基礎龐大國三及以下排放標準的挖掘機保有量占比超75環(huán)保政策收緊伴隨著挖掘機震蕩上行的整個周期。圖：20162020年中國挖掘機行業(yè)相關政策一覽（一）圖：2016-2020年中國挖掘機行業(yè)相關政策一覽（二）前瞻產業(yè)研究院， 前瞻產業(yè)研究院，雖然挖掘機和機床更新周期較為一致，平均使用年限一般在810年左右。但是206年機床行業(yè)并未像挖掘機一樣迎來更新周。通過梳理2016年以來挖掘機周期上行驅動因，其原因主要有以三點：一是環(huán)保政策催化挖掘機更新周期提，并驅動大量存量更新需，導致挖掘機銷量高增長持續(xù)時間被拉長演繹了穿越周期的上行行。而機床行業(yè)存量更新主要受市場供缺口的自然擴張和收驅動，產能出清和需求結構升級過程緩慢。二是201年后全球第五次制造業(yè)大轉移開發(fā)達國家實的“再工業(yè)”政策將核心高端制造業(yè)收回本國，而我國中低端制造業(yè)也快速轉移至東亞等地我國機床行業(yè)主要以中低端為（市場份額90中低端產能出，拖累機床行業(yè)整體產量下。三是由于制造業(yè)投資萎，疊加疫情凍需求，下行周期中下游客戶更換設備意愿不強。行業(yè)產出清過程中，制造業(yè)企業(yè)延遲更新機，部分機床使用壽命超過10年，導致更新周期延后。2023-026年有望迎來機床行業(yè)更新需求爆發(fā)機床上一輪銷售高峰是在20-204年更新需求有在2021-024年爆發(fā)根據前瞻研究院的數200年我國機床保有量為80萬臺其中使用年限過10年的超齡機床占比超60，面臨翻新和報廢階段的機床總數不少于40萬臺，更新需市場空間規(guī)模龐大。微觀層：客戶群體不同導致切入供應鏈難度不同微觀層面挖掘機和機床下游客戶存在較大差。挖掘機終端產，整機標準化程度較，容易平臺，下游景氣度上行能夠迅速放。以2010年恒立液泵閥新產開始批量配套國內龍頭主機廠為轉折，本土挖掘機市進入門大幅降，國產挖掘機產能和性價比優(yōu)勢凸顯本土廠商以小挖為切入點，大幅搶占市場份額，行業(yè)集中度快速提升，龍頭銷量快速增，拉挖掘機銷量整體實現高速增。挖掘機下游主要對應基建和房地產，行業(yè)增速對于宏觀經濟走勢“一階導數關，挖掘機銷量響速度快。圖挖掘機產業(yè)鏈，機床下游主是金屬加工制造。機床主被用于加工整機的零部商業(yè)模式偏向o，下游需定制化程度較高組裝依賴人工也受制于工程師團隊的經驗和水平機床品類眾多一家公司很難擅長多個品，規(guī)模擴難度較。行業(yè)增長邏輯與宏觀周期“二階導數”關系，相對于挖掘機在景氣度傳到上存在一定滯后性。機床銷需要較長時間切入客戶生產流程需要本國優(yōu)勢制造業(yè)緊密結合方能實現技術的迭代升。以C為例AC數控系統(tǒng)剛出時并不好用系統(tǒng)低效率精度低操作復雜即便如也填補了國內數控系統(tǒng)的空，FAC數控系統(tǒng)一經推出，便在國內迅速普及。經過不斷的本土廠商的反-改-再反饋-再改善，才有了如今的C數控系統(tǒng)。另一方金屬切削機床市低端內戰(zhàn)、中端爭奪、高端失守。中低端市場價格競爭白熱化，市場主體多為銷售導向的小規(guī)模廠商缺乏自主研發(fā)能力行業(yè)格局十分分散低端產品占比過，市場高端需求無法滿足，行中低產能出清過程中也拉低了金屬切削機床總體銷。圖數控機床產業(yè)鏈科德數控招股說明書，β視角：當時點已金屬削機置窗口期通過對導致2016年之后挖掘機和機床行業(yè)產量走勢背離因素的梳，我們認為當前時點國內金屬切削機床在宏、行業(yè)和內部結構方面已經出現拐，行業(yè)整體有望演繹β行情。以2016年為分水宏觀驅動因素轉換以206年為分水宏觀驅動因由基建房地產向高端制造業(yè)投資切基建投資加上房地產投資占GP的比重在207年底就已經見房地產拐點已經出房地產對經濟的拉動作用明顯減弱202年房地產開發(fā)投資負增長10；住宅銷售額下降28.3；住宅新開工面積下降39.8；個人按揭貸款下降26.5。隨著大地產周期的落幕，以高端制造業(yè)為代表的新興產業(yè)或將替代地產成為新的經濟周期引領。中國制造業(yè)增加值占全球比重從2012年的225提高到2021年的近0，持續(xù)保持世界第一制造大國地，預計今后還會以一個百分點左右的年增速上。2023年2月份，制業(yè)I為52.6，比上月上升2.5個百分點，明顯高于市場一致預期，也創(chuàng)下2012年5月以來的最高數值。圖房地產開發(fā)投資和制造業(yè)投資同比增速同花順，我們認為當下時點有望開啟新一輪的產能擴張周，其強度和持續(xù)性將超出市場預期。從供給端看2008年“四萬億投資產能大擴張之后201年開始出。2016年三季度開始，產能擴有重啟趨。但在隨后的中美貿易摩、金融去杠、新冠疫情需求凍結的輪番沖擊之，企業(yè)信心受到猛烈打擊，擴產意愿十分萎靡導致制造業(yè)投資負增長，工業(yè)產能利用率降幅近10，新一輪擴產周被迫中。201-020，是制造業(yè)投資增速長期大幅下行，制造業(yè)去杠、去產能完成的十年供給端產能充出清，中國制造業(yè)有了更好的起點和基礎。展望2023年，需求隨著疫情褪去強勁復蘇，工業(yè)生產高景，制造業(yè)投資加速修復，消費者信心持續(xù)回暖帶動社會零售不斷修。供需缺口持續(xù)擴大始于2021年的產能擴周期漸入佳，預計持續(xù)超預期演繹中長期來看，我國或將于2023年下半年進入主動補庫存階段，拉動機床等生產設備投資增長。進口替代進程和市場集中度提升有望加速以200供應小型挖掘機的國產液壓系統(tǒng)出現為標挖掘進口替代持續(xù)推2016年第二輪上行周期期間，存量更、機器換人和環(huán)保政策驅動行低端產加速出清市場集中度大幅提。行業(yè)集中度和盈利能大幅提，民營龍頭崛起2008-08年中國挖掘機市場集中度呈現倒“型變化208年四萬億投促成挖掘機銷量爆發(fā)式增長的同時，也引發(fā)大量中低端產能涌入行業(yè)市場集中度和競爭格快速惡。國內挖掘機市場4、從207年高點的54.2、80.9下降至202年低點的6.6、60.6從202年起，隨著經濟刺激進入尾聲，行業(yè)需求急劇收縮，中低端過剩產能開始逐步退出，市場集中開回升，到2016年，4、從202年低點提升至8.7、714；206年之后，隨著供給側結構性改革深入推，行業(yè)加速出清，行業(yè)集中度再創(chuàng)新高201620201業(yè)4從487左右提升至71.4。行業(yè)龍頭三一重在挖掘市場占有在第一輪周中從2010的6.0提升至206的17.7在216年開啟的第二輪中市場占有率提升至2021年的30。圖：國內挖掘機行業(yè)市場集中度 圖：三一重工挖掘機國內市占率變化1R8 R4資料來源：慧聰工程機械網， 工程機械工業(yè)協(xié)會，三一重工官微，與挖掘機行業(yè)一，金屬切削機床市場格局也經歷倒“型變。208年“四萬億”投催化機床產業(yè)強勢反彈，機床行業(yè)工業(yè)總產值在2010年實現了高達40.6的增長（歷史最高。201年金屬切削機床產量達到歷史峰值后就趨勢性進入下行通道2017-2019年我國金屬切削機床產量連續(xù)3年大幅負增長，19年產量僅相當于1年高點的約40行業(yè)開啟漫長的出清過從行業(yè)結構來看2009010年兩年大量資本進入行業(yè)，低端產能過大，重復建設嚴，此機床行國企龍，沒有及時調整產品結構、淘汰低端老式床產品錯失提升核心競爭力良。更具備競爭力和盈利能力的行業(yè)主體已完從國企到民企輪換市場集中度提升趨勢已經確行業(yè)盈利能力大幅改。2000年機床行業(yè)民營企業(yè)數量和產值占比不足20，歷經十年發(fā)，2010年民營企業(yè)數量占比達78.3產值占比9.5已經成為我國機床工業(yè)的中堅力量與之相伴是208年開始我國優(yōu)質民營機床上市公司盈利能力顯著好于國企上市公司。20202021年我國金屬切削機床行業(yè)觸底反彈分別增長7、352022年機床工具工業(yè)協(xié)會重點聯(lián)系企業(yè)中金屬切削機床營業(yè)收入同比下降5.6利潤總額同比增長3.8。在此輪上行周期國企機制等問題逐漸退出競爭，民企迎來重大發(fā)展機遇、填補國企原有市場和客戶的空。至此更具備競爭力和盈利能力的行業(yè)主體已完成輪。市場集中度提升趨勢已經確。據R測算，中國機床行業(yè)在2020年10仍不足30，2021年10不足40單一企業(yè)市場占有率不足6與00年挖掘機行三一重工市場占有率僅有7.27）面對的市場競爭格局十分相，市場集中度提和國產替趨已經非常明。圖：2020年中國數控金屬切削機床市場分散 圖：2020年1-10月我國挖掘機市場品牌格局5%4%4%4% 3%2%2%74%5%4%4%4% 3%2%2%74%2% 海天精工德馬吉森精紐威數控發(fā)那科

沃爾沃,3.40%卡特彼勒日產7.00.90%住友建機,0.70%神鋼,2.%日立,2.%小松中國2.90%國產其他,

歐美其他0.30%

現代,2.%斗山,6.70%山東

三一重工26.40%徐工,16.0%3.20%其他中聯(lián)重

柳工,8.30%

工,9.10%科, 雷沃,2.30%2.50%

山河智能,2.60%資料來源：華經產業(yè)研究院， 資料來源：中國工程機械工業(yè)協(xié)會挖掘機分會，核心零部件自主化率大幅提升，國產替代加速2001年國內市場液壓挖掘機自主品牌僅占7此后自主品牌市場份額開始持續(xù)上升2009年達到25.87。2010年之供應小型挖掘機的國產液壓系統(tǒng)出現打破了中國挖掘機液壓系統(tǒng)受制于人的尷局隨著整個液壓系統(tǒng)產業(yè)鏈配套的完善本土廠商以相對較低的價格優(yōu)勢大幅降低了我國挖掘機市場的進入門，挖機銷售價格近年來大幅下降約20-30左。國產挖掘機迎來了供量和銷量的大爆，國產品牌挖掘機銷量占比從209年的5.87提升至02年的0目前在中國的小挖市場恒立液壓的泵閥已占據40%的市場，中挖市場占有率達到20。根據國際流體動力協(xié)會統(tǒng)計，到200年我國已經成為全球最大的液壓市場，中國市場占全球市場的份額從2010年的26.93躍升至3.04。圖：我國數控機床國產化率 圖：2001-2010年自主品牌挖掘機市場份額變化情況9%8%7%6%5%4%3%2%1%0%

80%80%75%70%65%60%55%50%45%2%3%5%6%6%214 215 216 217 2%3%5%6%6%

82%65%（） （） （）觀研報告網， 中國質量萬里行，我國挖掘機主機廠的國產替之路起步于小挖進一步打開來挖掘機市場內部結構持續(xù)優(yōu)化也驅動挖機高增長的重要動?；仡櫷诰驒C從跟隨到替代再到國際化的全過程，有兩個行業(yè)內部的結構變化趨勢值得深入研，探其背后的啟示。趨勢：我國挖掘機主機廠的國產替代進口之路起步于小，中國小挖快速增長，占比快速提，抗周期性強。大挖、中挖和小挖，對應的液壓系統(tǒng)技術要求各為不同，其中大挖對液壓系統(tǒng)的要求最高，小挖的要求最低2010年小挖-20t）/中挖20-0t）/大挖（30t）銷量占比分為40％/8％/12％。以200年小挖液壓系統(tǒng)取得自主突破為轉折，202年18月這一比例為5.78％22.44％1.78％。趨勢以016年更新替代驅動的挖掘機上行周期為起需求結構持續(xù)升級小挖加速替代裝載機。隨著國產化小挖機性價比快速提升小挖對裝載機替代開始加速挖掘機/裝載機銷比從2000年的0.4提升至04年089從205年開始這一趨勢進一步速205-20（14月年挖掘機與裝載機銷量比分別為1.32、1.54、1.83、2.1、.91、2.0、2.4、2.38，挖機銷量遠高于裝載機銷。探究上述兩個趨勢背后動，性價比、國產配套和下游需求為主要動力，驅挖掘機行業(yè)穿越周高增。下游行業(yè)高速增長期客戶通過嚴格的品控樹口碑進而占市場份額此客戶對于價格敏感度較低，本土設備供應商較難以性價比優(yōu)勢切入。伴隨下行周期到來，下游進入“勝者為王”階段，此時成本控制成為客戶首選要素，本土設備廠商高性價比產品迎來放量契機。以200年小挖自主技術突破為起隨著產業(yè)配套成部分國產廠商技術及穩(wěn)定性與國際龍頭相差無，迅速推出性價比極高的小挖產在20-206年行業(yè)下行周抓住替換試機機打入供應鏈一旦通過驗證就可以憑借性價比、優(yōu)質服務、快速響應等優(yōu)勢大規(guī)模替代進。與此同時行業(yè)下行周期低端產能不斷出清也為行業(yè)整體的結構升級夯實基礎隨206年隨著下游行業(yè)景度持攀升及人工成本持續(xù)上升，結構升級需求逐漸顯，具有自主配套優(yōu)勢的龍企以更新替換為契，大幅收割低端產能退出和國外廠商市場份，市場集中度和國產化率均大幅提，驅動行業(yè)穿越周。小挖占比提升體現的是性價比制約下的降替代小挖占比提升體現的是性價比制約下的降維替是應對國內低端產品紅海競爭和國外產品迭代升級價格戰(zhàn)的殺手锏。挖掘機與裝載機同屬于土方機械范疇，且前者操作靈活、節(jié)約油耗與最常用的L50型裝載機（鏟斗額定載荷5噸）相比68噸小型挖掘機單位時間燃油消耗量（約6升每小時）僅為0型裝載機的40％，價格為0型裝載機的2/3，同時臺班費也較。從投資回報期來看我國挖掘機的投資回報期為1.7年比裝載機短0.7年從功能來挖掘（13噸以下可替代裝載機的鏟運功能但裝載機無法替代挖掘機的深挖拆除等功能隨著液壓技術成和成本下十年間國產小型挖掘機價格至少下降0％性價比大幅提高，加替代裝載機。國內產業(yè)配套成熟是國產加速替代的轉折點挖掘機和裝載機國產化進同時起步于0年，但結果卻有天壤之，其關鍵在于產業(yè)配套體系，特別是核心零部件體系的國產化差異裝載機由于技術含量比較低其生產基本都是立足于國內配套件廠或者主機廠。2003年我國裝載機的銷量約5萬臺，已占據世界全球裝載機總銷量的50%。特別是2008年以來，突破17萬臺我國裝載機的產銷量已占據世總銷量的三分之二成為全球最大的裝載機產銷大國國產化的比例接近100。而在2000年以前，國內挖掘機核心零部件體還處于起步階。201年國產挖掘機銷量為1237臺其中外資品牌銷量占到93自主品牌僅占7直到2010年以液壓系統(tǒng)為代表的挖機核心零部件的突破，才給國產品牌發(fā)展帶來了前所未有的機，挖國產化進開始提。下游需求結構升級驅動行業(yè)穿越周期下游需求結構升級驅動更新?lián)Q，提供抗周期高增長動。隨著液壓技術的普，挖掘機制造成本下降，在很多工程建設場景中替代了其他土方設備（以推土機和裝載機為主在成熟的歐日發(fā)達國家挖掘機小型化趨勢非常明，小型挖掘機以其小巧、靈活、多功能、高效的獨特優(yōu)勢，日益成為土方工程應用的理想設備，用戶需求不斷擴。小型挖掘機可以替代各種功能單一、價格昂貴的專用機型，能夠替代很大部分的人力，滿足多樣化小型化的需。此外，液壓挖掘機生產邊際效益高于推土機和裝載機，企業(yè)更傾向于擴大挖掘機的生產規(guī)模上世紀90年代以來日本挖掘機與裝載機的保有量比值穩(wěn)定在5倍左右202年后加速提升至近8倍回看我一方人口外流使得我國農村勞動力短缺問題加農村勞動力成本持續(xù)上。另一方面我國持推進的城鎮(zhèn)化進程和新農村建設為可靠耐用的小型液壓挖掘機帶來了越來越大的市場需求2016-9年中國小挖微挖銷量年均復合增長率分別達32％36％相比于中大挖微小挖由于需求具有一定剛性，表現出更強的抗周期性。α視角：五聯(lián)數機床有演繹小行情從近年來挖掘機銷量高增長和進口替代歷程來，我們認：五軸聯(lián)數機床之于金屬切削機床小挖之于挖掘。套用以小挖為代表的挖掘機進口替代驅因框架，從性價比、產業(yè)套和下游需求來看，我們認為五軸聯(lián)數控機床正處于爆發(fā)前夜，有望進入穿周期的高速增長區(qū)，創(chuàng)造α收。五軸聯(lián)動數控機床滲透率持續(xù)提升性能：五軸機床通過更高加工效率、更小占地面積與能耗帶來經濟性，對三軸機床具有一定替代性。5軸加工中刀具在Y和Z軸上線性移動并可繞X和Z軸旋轉可以從任何方向接近工同時進行刀具直線運在整個路徑上都可保持最佳切削狀三軸加工由直線進給軸Z進行加切削刀具方向在沿著整個切削路徑運動過程中保持不，刀尖的切削狀態(tài)不可能實時達到完。圖：三軸加工的局限性 圖：五軸機床移動示意圖明利鋼材官網， 明利鋼材官網，由于在加工過程中刀具對于工件的角度可以隨時調整，避免了刀具的加工干涉，因此五軸聯(lián)動數控機床可以完成三軸聯(lián)動機床不能完成的許多復雜加工對于航空航天、汽車等領域的企業(yè)，新產品零件及成型模具形狀日益復雜，精度要求也快速提高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五軸數聯(lián)動機床可以好地解決新產品研發(fā)過程中復雜零件加工的精度和周期問題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產品的成功率。圖五軸側面加工的優(yōu)勢IM，新產品更新周期縮短成本被迫降低傳統(tǒng)工藝不能滿足交期要。從汽車工業(yè)開始幾乎所有的工業(yè)領域都面臨著提高交貨速度和降低生產成本的要求在汽車制造業(yè)、家用電器行業(yè)、電子制造行業(yè)、紡織行業(yè)和化妝品制造業(yè)的客戶，都期望得到最精良的產品以及盡可能短的交貨期。全球市場變化日新月，為了及時滿足市場要，供應鏈成員企業(yè)越來越注重柔性和靈活，在選擇合作伙伴，將交貨期看作關鍵因，往往選擇那些能對市場需求進行快速反應的企。而且，在全球供應鏈，跨國公司紛紛實“0庫存管理”“JT生產（JT的基本原則是在正確的時間生產正確數量的零件或產品即時生要求我國出口制造企業(yè)的交貨周期越來越短、速度越來越快。圖三軸、五軸斜面加工對比示意圖IM，五軸聯(lián)大幅提升加工效率和質。五軸可以從以下幾個角度提升工件的表面加工質量1）使用長徑比較短的刀具，提升加工穩(wěn)定性2）減少放電的工藝，整個表面更均勻3）使用球刀的側刃加工，提升工件表面質量用放電加工方需要6個小時才能完成的部現在用五軸切削機床進行加工只需要7分。五軸聯(lián)動數控機床加工效率相當于普通三軸機床的23倍由于只需要一次裝無需等待操作人員頻繁操作，大幅縮減操作人員勞動強。同時五軸機床還可以使用更短的刀具進行加工，提升系統(tǒng)剛性，減少刀具的數量，避免了專用刀具的產生，大幅降低刀具成本根據全球五軸機床龍頭德馬吉森精機披露數據，其使用10臺五軸機床替換50臺立式五面加工機床，帶來了更高加工量、更小占地面積，并且節(jié)約能耗42%。價格方面五軸機床高價格高成本基于其采用的數控系統(tǒng)擺頭等核心部件成本較目前國產數控系統(tǒng)、功能部件技術成熟度不斷提升隨著未來產量上升帶來的規(guī)模效國產五聯(lián)動數機床成本將不斷降低。以科德數控為例，其自研數控系對外售價低于西門子840D平均價格的50。公司的五軸機床定價約為國外可對標產品售價的1/2到2/3。同時，公司針對民用領域客戶，打造了高性價比、高加工效率、高國產化率的德創(chuàng)系列五軸機床產品價格對標國外三軸機設備全面的規(guī)格型號能夠滿足民用市場對加工效率、占地面積、節(jié)約人員等多樣化經濟性需求。圖：五軸機加工代替放電工藝 圖：五軸機床“”M。 AM，國內產業(yè)配套已經實現0到1突破從技術成熟度和國內產業(yè)配來，國內已經實從0到1突破。目前中國的機床行業(yè)已經出現了一批領頭羊企業(yè)，中國機床制造強的差距也在逐漸減?？频聰悼芈氏韧黄屏烁叨宋遢S聯(lián)動加工中心，并且實現了自主可，公司各類型機床設備均配套自主研制的高檔數控系統(tǒng)、伺服驅動、電機、電主軸、擺頭、轉臺等關鍵功能部件，整機自主化率85，國產化率95?？频聰悼卦诖韽碗s精密零件制造能力的五軸聯(lián)動數控機床領域已經實現批量銷售，精度等性能指標不國外先進水平。表：科德數控與海外進口五軸機床性能對比對比項目哈默42科德數控M800SU工作臺承重1400kg1400kg主軸轉速15000(HSK-63)rpm18000(HSK-63)rpm主軸功率29kW38kW快速線性移動Z454540mmin484848mminC軸轉速2565rpm2570rpmA軸驅動機械傳動單驅力矩傳動單驅C軸驅動力矩電機直驅力矩電機直驅A軸擺角±130°±130°數控系統(tǒng)海德漢NC640科德NC62系統(tǒng)定位精度Z0008mm0005mm定位精度C6′5′重復定位精度Z0005mm0003mm重復定位精度C5′3′刀庫容量4242刀具最大長度300mm300mm刀具最大直徑80125(鄰位空刀）mm80125(鄰位空刀）mm資料來源：科德數控招股說明書，下游需求結構升級驅動從1到100從下游應用看更新?lián)Q代需求將提供抗周期動，驅動行業(yè)從1到10。新能源汽車、航空航天等領域對高端金屬切削機床需求旺盛，有望為國內企業(yè)帶來成長機遇五軸數控機床下游主要應用在航空航天、汽車、軍工等領域。根據QYeserch數據，五軸機床在航空航天、汽車、軍工三個行業(yè)的銷量占比分別為39.9/24.3/133其中汽車領域主要用于生產氣缸缸體以及汽車零部件航空航天領域主要生產飛機葉盤、發(fā)動機等精密零部件。其他航空航天軍工汽車圖其他航空航天軍工汽車數據中心，受加工需求精細、復雜化、定制驅動，機床更新?lián)Q代有望加速。目前大多數國內制造企業(yè)所使用的機床仍以2-3軸為（有趣的是，挖掘機不僅底盤可以前后行走，上面的駕駛室，挖斗和大臂組成的工作機構也可以繞著底盤旋轉，具有5個自由；而裝載機裝載機的底盤為四輪驅動底盤，前輪可以拐彎，后輪為固定軸橋，駕駛艙和工作裝置無法旋轉，只有3個自由度。挖掘機、裝載機結構上的差別與五軸、三軸機床十分相似。且數控化率仍處于相對較低的水平，因此往往難以滿足日益增長的加工精細度需求?，F有設備的加工水平與下游加工需求的不匹配，將推動機床的更新?lián)Q代加速。圖五軸聯(lián)動機床在非航空航天領域的典型應用華經產業(yè)研究院，五軸聯(lián)動數機床市空間測算五軸聯(lián)動機床處于滲透率市場集中度和國產化率三重驅動下的爆發(fā)式增長前夜通常來說一項新技術或者一個新興產業(yè)，在滲透率達到10之前被稱之為導入期，發(fā)展相當緩。而一旦越過10這一閥值，發(fā)展速度加快進入成長期而當滲透率超過90則進入成熟期由此預估五軸聯(lián)動機將在接下來較長的一段時期隨著下游需求放，維持持續(xù)高增長參考小型挖掘機滲透率和國產化發(fā)展歷，我們認為五軸聯(lián)動機床滲透當下時點類似與200年小型挖掘與此同經過于202年的金屬切削機床行業(yè)長達10年的下行周，行業(yè)“過度出清，市場格局和國產替代有望演繹挖掘機2016年后加速提升態(tài)。即2010年開始的小挖滲透率快速提高疊加2016年開始的市場集、國產化率的加速提升。小挖滲透率年均提升1.4個百分。因挖掘機與裝載機的替代關，以挖掘機占兩者總銷量重來測算挖掘機滲透以小挖占挖掘機比例測算小挖滲透率受益于201-206年間挖掘機替代裝載機以及小挖占比快速提小挖滲透率從16.96提升至33.65，年均提升2.78個百分；0162022年小挖占比趨于穩(wěn)定，小挖滲透率提升有所放，從33.65提升至44.69，年均提升1.84個百分。表：挖掘機及小型挖掘機占比201020162022挖掘機占比4351%5358%6793%小型挖掘機占比3898%6280%6578%小挖滲透率1696%3365%4469%國產挖機占比2830%5020%8000%龍頭市占率（三一重工）650%1770%32%國工程機械工業(yè)協(xié)會，小挖國產化年均提升4.6個百分以國產挖機銷占代表國產化率受益于200年之后供應小型挖掘機的液壓系統(tǒng)國產，2010-016年挖掘機國產化率從28.3提升至50.20，年均提升3.65個百分；2016-02年隨著供給側結構性改革深入推進，行業(yè)加速出清，行業(yè)集中度再創(chuàng)新。收益于，挖掘機國產化率從50.2提升至0（假設222年國產挖機比80年均升4.6個百分國產替代伴隨市場集中度提升呈現加速趨。行業(yè)龍頭三一重工市占率206-222年均提升2.8個百分。三一重工挖機產品210、206、202年市場占有率為6.501.732（假設三一在02年挖機占比市占率為32010206年以每年.86個百分點提在經歷212-016年行業(yè)下行出清階段龍頭市占率加速提016202年均提升.38個百分。圖：挖掘機與小挖占比圖：挖掘機、裝載機銷量0% 0000%0% 5000%0% 0% 0% 0% 0% 0%0%0%500 0%000 0%500 0%0%

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0 07080900010203040506070809000102挖掘機占比 小型挖掘機占比 小挖滲透率 國產挖機占比 挖掘機 裝載機 挖掘機占比中國工程機械工業(yè)協(xié)會， 中國工程機械工業(yè)協(xié)會，五軸聯(lián)動數控機場滲透：據R數據：2021年數金屬切削機床的市模69億。據數據，2021年國內五軸聯(lián)動數控機床市場規(guī)模80.3億元，占比達1.3，以此作為五軸聯(lián)動數控機床滲透率預測起點。五軸聯(lián)動數控機床龍頭市占率：020年國產五軸聯(lián)動機床占率前五廠商合計比約3，單家廠商平均占比約8.6，假設其201年以挖掘機龍頭市占率提升速度.38增，則221年行業(yè)龍頭市占率約為10.98。五軸聯(lián)動數控機床國產化：根據科德數控招股說明019年國產五軸加工中心銷售量為780臺若以每年10的增速增長則221年國產五軸加工中心銷售量為94臺對應五聯(lián)動數