数控系统是机床大脑，也是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈。面对日益复杂的国际形势，自主可控迫在眉睫，行业龙头华中数控将充分受益于数控系统的国产化进程。公司数控系统技术国内领先，一方面，公司长期保持高额研发投入；另一方面，公司积累的用户反馈数据有利于技术快速迭代。基于技术优势和产业链一体化的成本优势，公司产品力国内领先。预计随着技术继续突破和客户拓展加速，公司市占率将持续提升，业绩有望快速增长。公司是数控系统领域稀缺标的。首次覆盖，给予“增持”评级。
　　数控系统是机床大脑，是机床最核心的技术所在。数控系统是决定数控机床功能、性能、可靠性的最关键因素。高档数控系统技术是被“卡脖子”的关键技术，也是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈。数控系统的技术核心是运动控制的算法，需要长时间的迭代和经验积累才能形成竞争力，具有很高的技术和品牌壁垒。
　　预计2025年数控系统市场规模达223亿元，国产化率有望提升到50%。我们认为国内机床数控系统行业规模将持续增长，原因是：（1）机床需求量提升：短期看制造业景气度提升，中长期看机床更新进入高峰期以及下游行业新增需求旺盛共同推动；（2）机床数控化水平提升空间巨大：2021年我国新生产金属加工机床数控化率仅为36%，发达国家普遍在80%以上；（3）部分存量的高端机床，在政策主导下，有更换为国产数控系统的需求。我们预计2025年国内数控系统行业空间为223亿元。我国数控系统国产化较低，2021年仅25.4%，在政策的支持和国产品牌性价比逐渐突出的背景下，预计2025年国产化率提升至50%，国产替代空间达112亿元。
　　目前中高端市场由国外品牌主导，高技术壁垒下格局易于集中，预计华中数控份额将持续提升。数控系统行业集中度较高，国外品牌发那科、三菱和西门子占据中高端市场主导地位，2021年合计份额为65%（以金额计）；国内品牌中，以中高端产品为主的华中数控具备较强竞争力，2021年份额为3%。国内机床企业对国产系统的接受度越来越高，未来华中数控的市占率有望持续提升。
　　华中数控是数控系统领域稀缺标的。公司数控系统技术国内领先，部分高端产品，如华中8型高端数控系统1900余项功能对标日德产品的匹配率超过98%，对标率为国内最高。公司产品的性能领先性，与公司管理层深厚的技术背景、长期的高研发投入、持续的迭代都有关系。
　　华中数控坚持“一核三军”的发展战略。“一核三军”指以数控系统技术为核心，以机床数控系统、工业机器人及智能产线、新能源汽车配套为三个主要业务板块。尤其是机床数控系统、工业机器人及智能产线等业务之间，具有很强的底层技术协同性，未来发展前景值得看好。
　　首次覆盖，给予“增持”评级。我们预计2022-2024年公司营业收入16.4/21/25.8亿元，同比增长0%/28.0%/23.0%；归母净利润0.3/1.1/1.8亿元，同比增长4%/228%/67%，对应当前PE219/67/40倍。选取部分业务类似的科德数控、埃斯顿、汇川技术作为可比公司，2023年PE分别为66/81/34，平均值为60倍。考虑到公司龙头地位及其在中高端产品中较强竞争力，给予2023年70倍PE，对应目标价39.2元。首次覆盖，给予“增持”评级。
　　风险提示：下游制造业复苏不及预期风险；3C景气度继续下滑风险；原材料价格大幅上涨风险；国产替代进展不及预期风险。

研究报告全文：证券研究报告公司深度报告2023年03月28日华中数控300161SZ增持首次中游制造机械国产数控系统龙头最具潜力的国产替代者目标估值3920元当前股价357元数控系统是机床大脑也是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈面对日益基础数据复杂的国际形势自主可控迫在眉睫行业龙头华中数控将充分受益于数控系总股本万股统的国产化进程公司数控系统技术国内领先一方面公司长期保持高额研19870已上市流通股万16861发投入另一方面公司积累的用户反馈数据有利于技术快速迭代基于技术总市值股亿元71优势和产业链一体化的成本优势公司产品力国内领先预计随着技术继续突流通市值亿元60破和客户拓展加速公司市占率将持续提升业绩有望快速增长公司是数控每股净资产MRQ79ROETTM04系统领域稀缺标的首次覆盖给予增持评级资产负债率506主要股东卓尔智造集团有限公司数控系统是机床大脑是机床最核心的技术所在数控系统是决定数控机主要股东持股比例2783床功能性能可靠性的最关键因素高档数控系统技术是被卡脖子的关键技术也是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈数控系统的技股价表现术核心是运动控制的算法需要长时间的迭代和经验积累才能形成竞争1m6m12m力具有很高的技术和品牌壁垒绝对表现198856预计2025年数控系统市场规模达223亿元国产化率有望提升到50相对表现208361我们认为国内机床数控系统行业规模将持续增长原因是1机床需华中数控沪深30080求量提升短期看制造业景气度提升中长期看机床更新进入高峰期以及60下游行业新增需求旺盛共同推动2机床数控化水平提升空间巨大40202021年我国新生产金属加工机床数控化率仅为36发达国家普遍在080以上3部分存量的高端机床在政策主导下有更换为国产数-20-40控系统的需求我们预计2025年国内数控系统行业空间为223亿元我Mar22Jul22Nov22Mar23国数控系统国产化较低2021年仅254在政策的支持和国产品牌性资料来源公司数据招商证券价比逐渐突出的背景下预计2025年国产化率提升至50国产替代空相关报告间达112亿元1日本机床行业竞争力崛起及其借目前中高端市场由国外品牌主导高技术壁垒下格局易于集中预计华中鉴2009-10-09数控份额将持续提升数控系统行业集中度较高国外品牌发那科三菱2五十年长青的德国机床行业和西门子占据中高端市场主导地位2021年合计份额为65以金额2009-10-193机床行业栉风沐雨行至大船计国内品牌中以中高端产品为主的华中数控具备较强竞争力20212021-09-16年份额为3国内机床企业对国产系统的接受度越来越高未来华中数控的市占率有望持续提升华中数控是数控系统领域稀缺标的公司数控系统技术国内领先部分高胡小禹S1090522050002端产品如华中8型高端数控系统1900余项功能对标日德产品的匹配率huxiaoyu1cmschinacomcn超过98对标率为国内最高公司产品的性能领先性与公司管理层深吴洋研究助理厚的技术背景长期的高研发投入持续的迭代都有关系wuyang2cmschinacomcn华中数控坚持一核三军的发展战略一核三军指以数控系统技术朱艺晴研究助理为核心以机床数控系统工业机器人及智能产线新能源汽车配套为三zhuyiqingcmschinacomcn个主要业务板块尤其是机床数控系统工业机器人及智能产线等业务之间具有很强的底层技术协同性未来发展前景值得看好首次覆盖给予增持评级我们预计2022-2024年公司营业收入16421258亿元同比增长0280230归母净利润031118亿元同比增长422867对应当前PE2196740倍选取部分业务类似的科德数控埃斯顿汇川技术作为可比公司2023年PE分别为敬请阅读末页的重要说明公司深度报告668134平均值为60倍考虑到公司龙头地位及其在中高端产品中较强竞争力给予2023年70倍PE对应目标价392元首次覆盖给予增持评级风险提示下游制造业复苏不及预期风险3C景气度继续下滑风险原材料价格大幅上涨风险国产替代进展不及预期风险财务数据与估值会计年度202020212022E2023E2024E营业总收入百万元13221634163820972580同比增长462402823营业利润百万元493443159248同比增长198-302726656归母净利润百万元283132106177同比增长8112422867每股收益元016016016053089PE222122712193668400PB5243434037资料来源公司数据招商证券敬请阅读末页的重要说明2公司深度报告正文目录一数控系统国产化迫在眉睫国产替代进程驶入快车道71工业母机亟需自主可控被卡脖子的数控系统是木桶最短板71我国机床行业大而不强核心零部件受制于人是不强主因72数控系统技术壁垒极高是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈112行业空间2025年行业空间预计为223亿元141机床需求量增长数控化率提升政策主导换脑工程数控系统行业稳定增长1422025年国内数控系统市场规模约223亿元国产替代目标空间约112亿元183市场格局国外品牌领先高端市场国内品牌进口替代潜力大191国外三巨头主导高端市场国内企业以耕耘中低端市场为主192政策产品客户端多管齐下国产替代进程有望加速21二国内数控系统龙头卓尔赋能进入发展新阶段231深耕数控系统行业二十五余载一核三军布局清晰232营收整体稳定利润有望回暖253卓尔智造全面赋能发展公司与智造板块企业协同发展26三持续高研发及产业链一体化是否有望成为中国的发那科27四盈利预测与投资建议32五风险提示34图表目录图1金属加工机床基本分类7图2五轴联动数控机床8图3五轴联动示意图8图4数控机床产业链全景图9图5我国数控机床下游行业份额9图6我国五轴联动数控机床下游行业份额9图72021年全球机床主要生产者10图82021年全球机床主要消费者10图9我国机床行业进出口额亿美元和贸易顺差额亿美元10图10我国机床行业进出口数量情况万台11敬请阅读末页的重要说明3公司深度报告图11我国机床行业进出口均价情况万美元台11图12我国高中低端机床销量占比11图13我国数控机床国产化率11图14数控系统工作原理11图15数控系统核心技术之多轴联动插补技术13图16数控系统核心技术之热误差补偿浙江大学13图172020年纽威数控的数控机床成本结构拆分14图182019年国盛智科的数控机床成本结构拆分14图192019年浙海德曼的数控机床成本结构拆分14图202021年分产品数控系统市场份额14图21配置国产数控系统后数控机床降本明显14图22我国数控系统行业核心驱动力15图23我国金属切削机床产量同比增速与PMI的趋势对比15图24我国金属切削机床产量累计同比与制造业固定资产完成额累计同比的趋势对比15图25我国金属切削机床历史产量万台及理论更新量万台16图26我国新能源汽车销量万辆和同比增速17图27汽车制造业固定资产投资增速17图282021-2040年我国新增交付客机量架17图29我国风电招标量GW与装机量GW17图30各国机床数控化水平17图31我国机床数控化逐渐提升17图32我国数控系统国产化率19图33数控系统国产替代空间增长19图34我国数控系统行业低中高档竞争格局20图352021年国内数控市场竞争格局按销售额20图362021年国内数控市场竞争格局按销量20图372021年国内各数控企业均价万元21图38公司历史沿革23图39公司产品布局24图40公司各业务营收情况亿元24图41公司主要业务营收增速24图42公司各业务营收占比25敬请阅读末页的重要说明4公司深度报告图43公司各业务毛利率情况25图44公司营业收入亿元及同比增速25图45公司归母净利润亿元及同比增速25图46公司毛利率和净利率26图47公司期间费用情况26图48原材料价格对公司毛利率影响较大26图49公司股权结构26图50卓尔控股三大生态圈27图51发那科产品线拓展历程28图52发那科数控系统和机器人相关业务营收情况28图53发那科工业自动化业务FA累计产量万台28图54发那科机器人业务Robot累计产量万台28图55华中数控和其他公司研发投入对比29图56公司授权专利及计算机软件著作权情况29图57华中8型数控系统V24主要技术解决方案30图58公司线下销售与服务网络32图59公司iNC-Cloud数控云管家32图60华中数控历史PEBand34图61华中数控历史PBBand34表1低中高档数控机床分类8表2低中高档数控系统分类12表3高端数控系统技术壁垒12表4国内外代表性数控系统功能及性能表13表5我国数控系统市场规模亿元18表6国内五轴数控系统市场规模亿元交叉验证18表7国内五轴数控系统市场规模亿元交叉验证19表82015年以来中国机床产业链扶持政策21表9国内五轴联动数控系统与国外明星产品对比22表10国内数控机床企业数控系统采购情况22表11公司管理层技术背景深厚29表12高档数控系统核心零部件研制能力对比31敬请阅读末页的重要说明5公司深度报告表13公司数控系统客户资源丰富31表14公司业务拆分与预测33表15公司主要财务指标及预测33表16估值对比表34附财务预测表36敬请阅读末页的重要说明6公司深度报告一数控系统国产化迫在眉睫国产替代进程驶入快车道1工业母机亟需自主可控被卡脖子的数控系统是木桶最短板1我国机床行业大而不强核心零部件受制于人是不强主因工业母机作为制器之器其规模和技术水平代表国家制造业的发展水平机床是可以用于制造机器的机器也能用于制造机床本身高端机床对精度稳定性的要求极高是实现先进制造技术和装备现代化的基石所以机床又被称为工业母机或工具机机床是典型的基础性战略性产业历来是各国必争领域1一方面机床行业支撑着庞大的机械制造业根据中国机床工具工业协会数据机械制造业零部件中三分之一由机床加工完成2021年我国机械制造业产值达为26万亿元2另一方面机床的可生产品类精度质量和加工效率均能直接影响机械设备的先进技术程度和经济效益狭义的机床以金属加工机床为主按照工艺用途可划分为金属切削机床和金属成形机床1金属切削机床用切削磨削或特种加工方法加工各种金属工件使之获得所要求的几何形状尺寸精度和表面质量工艺主要包括车铣刨磨钻镗等2金属成形机床通过对金属施加强大作用力使其发生物理变形从而得到想要的几何形状主要包括折弯机剪板机冲床及锻压机床等产品根据中国机床工具工业协会的数据金属切削机床消费额约占机床总消费额的23按照是否配备数控系统可划分为数控机床和普通机床1数控机床装有数控系统的机床可以通过编制程序来实现自动化加工集微电子技术计算机技术测量技术传感器技术自动控制技术及人工智能技术等多种先进技术于一体与普通机床相比数控机床具有高效率高精度高柔性化及高集成化等特点2普通机床没有数控系统的机床多用于普通零件的加工场景其中数控机床是机床行业的重要发展方向图1金属加工机床基本分类金属加工机床均有对应的数控款机床金属切削机床金属成形机床数控加工中心其他数控机床普通机床激光加工折弯机等立式加工中心龙门加工中心数控车床数控磨床卧式加工中心其他中心数控镗床数控铣床其他数控车床资料来源中国机床工具协会中国机床工具工业年鉴招商证券从功能和性能角度可将数控机床划分为低档经济型中档标准型或普及型和高档三类敬请阅读末页的重要说明7公司深度报告1低档数控机床普遍为两轴或三轴机床采用精度可靠性较低数控系统部分依赖人工操作加工精度较低2中档数控机床为精度未达精密级的三轴或四轴加工中心采用非动力刀架的数控车床主要用于一般精度类零件的加工3高档数控机床通常同时具备高精度高复杂性高效高动态等特点例如五轴联动加工中心采用动力刀架的数控车床车铣复合数控机床精度达到精密级的其他机床等一般情况下高档机床可以兼容中低档机床的应用场景反之则不可表1低中高档数控机床分类档次划分标准五轴联动加工中心采用动力刀架的数控车床车铣复合数控机床精度达到精密高档数控机床级的其他机床中档数控机床精度未达精密级的三轴或四轴加工中心采用非动力刀架的数控车床低档数控机床普遍为两轴采用精度可靠性较低数控系统部分依赖人工操作加工精度较低资料来源纽威数控招股说明书招商证券五轴联动机床指最大联动轴数为五轴的机床是高档数控机床的代表五轴联动是指机床基本的直线轴三轴XYZ及附加的旋转轴ABC中的两轴五个轴同时运动同时可以任意调整刀具或工件的姿态实现对空间复杂型面的加工五轴联动机床的数控系统需具备RTCP旋转刀具中心点编程功能图2五轴联动数控机床图3五轴联动示意图资料来源科德数控官网招商证券资料来源科德数控招股说明书招商证券数控机床产业链上游包括数控系统机械部件和电子元件等下游包括汽车航空航天等数控机床产业链上游主要为设备部件包括数控系统机械部件钣焊件及铸件主轴单元导轨丝杆等和电气元件等国内各上游子行业在发展阶段技术壁垒竞争格局等方面迥异产业链下游应用较为广泛覆盖汽车航空航天模具工程机械3C电子医疗器械军工等制造业敬请阅读末页的重要说明8公司深度报告图4数控机床产业链全景图资料来源前瞻产业研究院中商产业研究院国盛智科招股说明书招商证券数控机床下游以汽车航空航天模具工程机械行业为主其中五轴联动机床在部分复杂场景是唯一加工手段根据前瞻产业研究院数据数控机床下游应用行业汽车航空航天模具工程机械的市场份额分别为401713和10五轴联动数控机床的重点应用市场为航空航天汽车制造和军工领域根据QYResearch数据对应的市场份额分别为399243和133这些领域的部分复杂场景对加工精度曲面复杂度表面质量和加工效率有较高要求五轴数控机床是唯一的加工手段例如在航空航天领域五轴联动机床用于加工具有自由曲面的机体零部件涡轮机零部件和叶轮等在汽车制造领域用于加工大型柴油机曲轴和其他高精度汽车零部件图5我国数控机床下游行业份额图6我国五轴联动数控机床下游行业份额汽车航空航天模具工程机械其他航空航天汽车制造军工领域其他资料来源前瞻产业研究院招商证券资料来源QYResearch招商证券经过多年发展我国机床行业却大而不强我国机床行业之大机床产值和消费额长期排名世界第一1以产值计2021年全球机床行业总产值为709亿欧元中国产值为218亿欧元占全球308居全球第一同期德国日本分别占127126分别居第二名第三名2以消费额计2021年全球机床行业总消费额为703亿欧元中国消费额为236亿欧元以336的市场份额位居第一远超以12964的市场份额位居第二名第三名的美国德国敬请阅读末页的重要说明9公司深度报告图72021年全球机床主要生产者图82021年全球机床主要消费者中国德国日本美国意大利其他中国美国德国意大利日本其他192亿欧218亿欧元271236亿欧元308259亿欧元336元36857亿欧元8032亿欧元4690亿欧91亿欧63亿欧89亿欧元12740亿欧45亿欧元129元89元126元57元64资料来源VDW招商证券资料来源VDW招商证券我国机床行业之大出口额呈增长态势顺差逐年扩大根据中国机床工具工业协会数据我国机床工具行业进出口总体呈现增长态势2021年进出口总额3313亿美元同比增长296其中机床工具进口额呈现波动态势12021年进口1384亿美元同比增长2042022年1-9月进口949亿美元同比降低9622021年出口1929亿美元同比增长3722022年1-9月出口1579亿美元同比增长150自2019年6月以来机床工具进出口一直保持贸易顺差且顺差额逐年增大2021年顺差为544亿美元2022年1-9月顺差进一步扩大至629亿美元图9我国机床行业进出口额亿美元和贸易顺差额亿美元进口额亿美元出口额亿美元贸易顺差额亿美元20001500100050000-5002017201820192020202120221-9资料来源中国机床工具工业协会招商证券我国机床行业之不强出口以中低端为主进口以高端为主在我国机床行业进出口额处于同一数量级的背景下我国机床行业出口数量远高于进口数量根据海关总署数据2021年我国机床进口数量为107万台而出口数量为28431万台2022年1-11月我国机床进口数量为86万台出口数量为19455万台对应地我国机床行业出口均价远低于进口均价根据海关总署数据我国机床进口均价为77万美元台出口均价仅为003-004万美元台意味着我国机床行业出口产品价格普遍较低以中低端产品为主而进口产品以高端为主我国机床进出口均价都呈现缓慢上涨的态势说明我国机床行业结构逐年优化但价值量较高的高端产品仍依赖进口敬请阅读末页的重要说明10公司深度报告图10我国机床行业进出口数量情况万台图11我国机床行业进出口均价情况万美元台进口数量左轴万台出口数量右轴万台进口均价左轴万美元台503000出口均价右轴万美元台40250010015200080123015006009201000400610500200300002020202120221-112020202120221-11资料来源海关总署招商证券资料来源海关总署招商证券我国机床行业之不强高端数控机床国产化率较低根据调研和华经产业研究院数据我国高端机床销量占比约10中端机床销量占比约30低端机床销量占比约60根据前瞻产业研究院数据2018年我国低端数控机床国产化率约82中端数控机床国产化率约65高端数控机床国产化率仅6我国机床行业之不强数控机床核心零部件受制于人数控系统导轨丝杠电主轴等上游关键零部件自制率较低是我国高端数控机床实现自主可控的重要障碍其中数控系统是各个关键零部件中国产化进展最慢的一环图12我国高中低端机床销量占比图13我国数控机床国产化率高端机床中端机床低端机床高端数控机床国产化率中端数控机床国产化率低端数控机床国产化率10080604020020142015201620172018资料来源华经产业研究院招商证券资料来源前瞻产业研究院招商证券2数控系统技术壁垒极高是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈在所有受制于人的核心零部件中数控系统尤为关键数控系统是机床的大脑是决定数控机床功能性能可靠性的最关键因素数控系统的作用是将加工信息转换成机床各进给轴的位移指令主轴转速指令和辅助动作指令控制加工轨迹和逻辑动作从而加工出符合要求零件数控系统主要由数控装置伺服驱动系统IO单元构成图14数控系统工作原理资料来源中国战略性新兴产业研究与发展数控系统招商证券敬请阅读末页的重要说明11公司深度报告数控系统的档次决定数控机床的档次以五轴数控系统为代表的高档数控系统更是代表机床的最强大脑类似于前述机床分类参考中国自动化技术发展报告数控系统可基于行业应用状况分为低档经济型中档普及型和高档型1低档数控系统控制的轴数少精度低联动轴数为两轴或三轴主要与价格相对较低的数控车床数控铣床配套2中档数控系统联动轴数为三轴或四轴主要用来配套数控铣床全功能车车削中心立卧式加工中心3高档数控系统联动轴数为五轴或者五轴以上联动可与五轴联动等高档大重型数控机床配套高档数控系统在功能性能可靠性方面有更卓越的表现代表着机床设备的最强大脑表2低中高档数控系统分类系统分主轴转进给加分类联动轴数控制快移速度定位精度配套产品辨率速速度最高经济最高8主要与价格相对较低的数控车床两轴联动开环控制1m6000r-003mm型10mmin数控铣床配套min最高普及三轴或者半闭环反最高24003主要与数控铣床全功能车车削达1m10000r-型四轴联动馈控制40mmin0005mm中心立卧式加工中心配套min五轴或者亚微米主要与多轴多通道高速高全闭环反001高档五轴以上或纳米10000r40mmin1g精柔性复合加工的高档大重馈控制0001mm联动级min型数控机床和数控成套设备配套资料来源中国自动化技术发展报告招商证券我们为什么重点关注机床产业链上游中的数控系统尤其是高端数控系统1高端数控系统在技术复杂度关键技术数量可靠性通用配套性等方面壁垒极高纵观数控机床产业链高端数控系统是技术壁垒最高的板块之一技术难点在于技术复杂度高机械电气液压气动和控制等多学科复杂技术交叉关键技术众多上千个控制模块和功能用于满足机床控制需求可靠性要求高工作环境复杂数控系统的无故障运行时间一般要求在20000h以上应用需求众多数千应用场景对应高速高精度五轴联动复合加工多通道控制等复杂机床功能需求通用配套性要求高与多种数控机床配套等核心技术研发难度大know-how积累时间长而且对资金和人才的要求较高表3高端数控系统技术壁垒技术难点具体内容现代数控机床涵盖了机械电气液压气动控制等多种复杂技术其要求数控系统具有机电液控多学技术复杂度高科交叉多领域技术融合的能力关键技术众多围绕数控机床高速高精多轴复合多通道等控制需求数控系统有上千个控制模块和功能数控系统的工作环境复杂应具有在振动高温潮湿粉尘盐雾以及各种工业干扰源的环境下稳定可靠地可靠性要求高工作的能力目前数控系统可靠性指标MTBF一般在20000h以上数控系统不但要满足车铣钻镗磨刨拉齿轮螺纹组合等金属切削类机床需求而且要满足高速应用需求众多高精度五轴联动复合加工多通道控制等机床功能需求有数千个应用场景数控系统需要与数千种机床配套满足不同的应用场景需求数控装置伺服驱动系统和伺服电动机存在数千种配套性要求高规格和型号资料来源中国战略性新兴产业研究与发展数控系统招商证券数控系统核心技术包括多轴联动控制技术误差补偿技术是决定机床精度的关键多轴联动控制技术由数控系统控制多个坐标轴同步协调运动主要作用为控制执行机构按照算法设定的速度路径运行对执行机构运动部件的速度加速度等进行实时控制和调节其中插补技术是多轴联动控制器进行轨迹控制的核心直接影响加工精度和效率误差补偿技术一般包括误差建模误差测量补偿实施等步骤其中空间误差补偿一般为静态补偿模型叠加考虑温度和实际切削状态的动态误差补偿模型能够大大提高补偿效果直接影响加工精度敬请阅读末页的重要说明12公司深度报告多通道控制技术在每个通道独立完成各自工序的同时多轴间相互协作完成一项任务直接影响加工效率图15数控系统核心技术之多轴联动插补技术图16数控系统核心技术之热误差补偿浙江大学资料来源数控机床发展历程及未来趋势招商证券资料来源数控机床误差补偿关键技术综述招商证券国外企业早已积累大量高档数控系统核心技术而多数国内企业的技术仍不完备国外企业深耕高档数控系统核心技术在高端产品应用上占据绝对优势例如国外企业的高档数控系统大多具备高速程序预处理多通道多轴联动控制纳米级高精度插补技术样条插补技术空间刀补热变形补偿动态误差补偿智能误差补偿智能故障诊断双轴同步驱动RTCP等核心技术且可靠性较高平均无故障运行时间可达30000h使用寿命达10年国内高档数控系统一般平均无故障运行时间为10000h硬件本体质保为3年部分国内高档数控系统在核心功能上能够对标国外优势产品但在关键技术突破功能完备性可靠性方面仍存在一定差距表4国内外代表性数控系统功能及性能表可靠性分类级别代表品牌功能完备性性能及适用范围MTBF三环全数字驱控一体纳米级高速高精CADCAM多种样条曲线插补RTCP空间西门子海德曲线插补智能化自适应机床参数配国外顶尖刀补智能误差补偿3D仿真后置处理智能30000h汉置通过参数选择可以满足几乎所有设诊断MESERP1000M工业总线通讯备控制应用CAD简易CAM多种样条曲线插补三环全数字驱控一体纳米级高速高精发那科三国外一流RTCP空间刀补综合误差补偿3D仿真后曲线插补通过参数数据可满足车15000h菱NUM置处理智能诊断1000M工业总线通讯铣加工中心及各类专用设备控制简易CAMNURBS样条插补RTCP侧刃加位置环闭环控制微米级高速高精插新代亿图台湾系统工动态误差补偿2D仿真在线诊断100M补通过参数选择可满足车铣加工中10000h宝元工业总线通讯心及部分专用设备控制NURBS样条插补RTCP侧刃加工动态误位置环闭环控制微米级高速高精插华中广数国内高端差补偿2D仿真在线诊断100M工业总线通补具有车铣加工中心及部分专用10000h光洋KND讯设备控制系统加工效率一般通用插补功能刀具直线及半径补偿功能静态脉冲或总线闭环控制小线段前瞻插补华兴开通国内普适误差补偿2D仿真在线诊断100M工业总控制具有车铣加工中心及个别专3000h达丰广泰线通讯用设备控制系统加工效率较低资料来源中外高端数控系统差距分析及对策招商证券2高档数控系统是卡脖子关键技术在国际形势愈加复杂的背景下国产化迫在眉睫在对华高科技出口管制的指导性文件瓦森纳协定中协定成员国将以五轴联动数控机床为代表的高端数控机床及高端数控系统等关键部件视为重要战略物资禁止中国公开国际采购或禁止完全开放功能具体而言瓦森纳协定中主要限制了高端数控机床的轴数用途成品质量核心功能等其中大部分限制指标都取决与高端数控系统此外瓦森纳协定还直接限定了数控系统的功能可控制轴数等在高档数控系统被卡脖子国际经济政治形势愈加复杂的背景下国内数控系统企业迎来国产替代机遇有望培养出一批国内的优质数控系统企业3数控系统占数控机床成本比重20左右直接影响数控机床成本我们的估算方法是选取当年数控机床收入占比较高数控机床产品均以中高端为主的纽威数控国盛智科和浙海德曼作为代表以其招股书公告等公开信息为基础进行估算其中纽威数控和国盛智科产品以加工中心为主估算出数控系统在加工中心的成本占比约为205浙海德曼产品以数控车床为主估算出数控系统在数控车床的成本占比约为24敬请阅读末页的重要说明13公司深度报告图172020年纽威数控的数控机床成本结构拆分图182019年国盛智科的数控机床成本结构拆分数控系统功能部件铸件传动部件数控系统及配件传动系统钣焊类铸件类其他机床附件钣金件机制件其他202209资料来源纽威数控招股说明书招商证券资料来源国盛智科招股说明书招商证券图192019年浙海德曼的数控机床成本结构拆分图202021年分产品数控系统市场份额数控系统铸件钣金件气动元件铣床车铣复合立式加工中心车床电气元件导轨轴承泵类钻攻中心NC雕刻机雕铣机卧式加工中心卡盘刀架分度盘丝杆其他其他23224051532资料来源浙海德曼招股说明书招商证券资料来源MIR招商证券国产和国外品牌数控系统价差较大国产性价比优势明显以五轴数控系统为例华中数控产品价格区间为6-30万元其中标准款或常规功能款产品价格多为6-10万元精度要求特别高或有特殊功能的产品价格为20-30万元而西门子同类产品价格为30万元以上最高可达百万元参考日本进口数控机床均价我们以160万元数控机床为例假设国外数控系统和国内数控系统分别为32万元和10万元在其他零部件配置不变的情况下采用国产数控系统后数控机床可实现138的降本图21配置国产数控系统后数控机床降本明显数控系统万元数控机床其他部分万元180下降138160140120100806040200配套国外数控系统配套国内数控系统资料来源华中数控官方商城等招商证券2行业空间2025年行业空间预计为223亿元1机床需求量增长数控化率提升政策主导换脑工程数控系统行业稳定增长我们认为国内数控系统的需求量主要与三个因素有关敬请阅读末页的重要说明14公司深度报告1机床每年的需求量具有一定的周期性但长期来看属于成长性行业2机床的数控化水平提升国内机床数控化率还有很大提升空间3政策主导将正在使用的国外数控系统替换为国产数控系统这部分额外国产替代需求主要对应高端数控系统市场图22我国数控系统行业核心驱动力资料来源招商证券影响数控系统需求最直接的因素是每年的机床消费量我们对中短期及长期的机床需求持乐观态度我们预计232425年增速分别达到1020和20短期来看制造业景气度持续提升利好机床行业历史数据来看国内机床需求与制造业景气度的波动相关性较高PMI指数上行和制造业固定资产投资额增速提升一般会拉动机床产销量规模提升2023年年初至今制造业景气度持续提升1月PMI为5012月PMI上升至526较1月显著提升25pct高于临界点26pct制造业向好的趋势更加明朗预计制造业投资需求有望持续改善拉动机床行业发展图23我国金属切削机床产量同比增速与PMI图24我国金属切削机床产量累计同比与制造业固的趋势对比定资产完成额累计同比的趋势对比产量金属切削机床当月同比PMI产量金属切削机床累计同比60固定资产投资完成额制造业累计同比6010060404055505260202000050-50-202014-082018-022021-082015-022015-082016-022016-082017-022017-082018-082019-022019-082020-022020-082021-022022-022022-08-202014-022016-072017-012014-072015-012015-072016-012017-072018-012018-072019-012019-072020-012020-072021-012021-072022-012022-072023-012014-01-100-40-4045资料来源国家统计局招商证券资料来源国家统计局招商证券注为消除春节假期不固定因素带来的影响自2012年起部分统计数据1月免报1-2月合并发布图表空缺处均为此类数据此外机床的更新需求也将在未来几年迎来小高潮我们预计2021-2025年数控金属切削机床平均更新需求为248敬请阅读末页的重要说明15公司深度报告万台数控机床是机械制造业中的耐用消费品根据科德数控和海天精工招股说明书其使用年限一般为10年超龄服役数控机床的加工精度加工效率及可靠性均大幅下降企业往往选择报废换新或再制造翻新或升级改造经机械工业联合会及中机维协不完全统计2016年我国机床保有量超800万台如果按国际通用3年机床报废淘汰率进行保守估计当年将有20多万台机床报废闲置技术性或功能性淘汰如果按照机床年龄向前倒推10年估算2016年国内机床更新量约占2004-2006年产量的35-40根据国家统计局数据上一轮机床的产量高峰为2011年2012-2014年延续高位态势在剔除机床进出口影响的前提下考虑机床平均更新换代周期超过10年我们假设T年更新需求101112其中是T-i年仍未更新的机床产量考虑到技术进步及机床中高端产品结构优化设置更新比例为30测算显示2021-2025年是数控机床更新的高峰期更新需求将分别达225247246262262万台平均每年248万台图25我国金属切削机床历史产量万台及理论更新量万台金属切削机床产量万台理论金属切削机床更新量万台10090807060504030201001990199219891991199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212023E2025E2024E2022E资料来源国家统计局招商证券最后新能源汽车航空航天风电等下游行业快速发展也催生了机床新需求以新能源汽车行业为例近年来在政策支持技术逐渐成熟的背景下新能源汽车行业发展迅速产能扩张和零部件一体化大型化精密化趋势带来机床增量汽车行业是拉动机床行业发展的主力汽车零部件的加工与制造需要大量数控机床汽车行业固定资产投资中的70用于采购生产设备其中70用于采购进口机床及锻压设备过去国内大型汽车集团采购的数控机床中进口占比较高我国新能源汽车行业快速发展数控机床产业链面临与汽车行业共同发展的重要机遇未来国产机床在汽车行业中的市占率有望逐步提升从量上看新能源汽车行业仍将快速发展2022年新能源汽车销量达6887万辆同比增长934同时汽车电动化也带来了自主品牌的崛起2022年自主品牌新能源乘用车国内销售占比达799从结构上看新能源汽车零部件向一体化大型化精密化发展增加了大型机床和高端机床的需求带来中高档数控系统的增量此外一体压铸等汽车制造新技术催生大型模具需求增加了模具制造行业的数控系统需求以上因素都为国内机床需求带来了新增量也为国产机床的发展带来了新契机其他诸如航空航天制造业风电等高端制造业都将在整体制造业中的占比越来越高长期利好机床的需求释放和高端化敬请阅读末页的重要说明16公司深度报告图26我国新能源汽车销量万辆和同比增速图27汽车制造业固定资产投资增速新能源汽车销量万辆同比增速15800180107001601405600120500100040080-5300604020020-1010000-20-152016201720182019202020212022资料来源中国汽车工业协会招商证券资料来源国家统计局招商证券图282021-2040年我国新增交付客机量架图29我国风电招标量GW与装机量GW7000招标GW新增并网GW60001205000103274000100300080200060100040050座级以上120座级以上250座级以上20涡扇支线客机单通道喷气客机双通道喷气客机020122013201420152016201720182019202020212022资料来源中国商飞招商证券资料来源每日风电金风科技招商证券影响机床数控系统需求的另一个重要因素是机床市场整体数控化水平提升借鉴美日德数控化历史我国机床数控化率提升空间大西方国家机床工业早在20世纪70年代末至80年代初就迈入数控机床时代目前日本机床数控化率超过90德国超过75美国超过802021年我国新生产金属加工机床数控化率为36其中金属切削机床数控化率提升至45金属成形机床数控化率仅为11受益于航空航天新能源等下游行业的结构化升级和企业自动化生产需求提升以及国家政策对数控机床的大力推进我国机床数控化率有较大提升空间我们预计到2025年国内机床的数控化率有望达到55远期也将向90以上发展图30各国机床数控化水平图31我国机床数控化逐渐提升金属切削机床数控化率美国80金属成形机床数控化率金属加工机床数控化率德国755040日本903020中国431000204060801002018201920202021资料来源纽威数控招股说明书招商证券资料来源国家统计局中国机床工具工业协会招商证券影响机床数控系统需求的第三大因素为部分存量机床数控系统的国产替代需求例如国家主导的04专项换脑工程就曾带来额外国产替代增量自2009年开始实施的高档数控机床与基础制造装备国家重大科技专项04专项围绕主机数控系统功能部件共性技术创新平台及应用示范工程等任务以及航空航天船舶汽车制造发电设备制造四大领域进行核心技术和重点产品攻关2017年04专项中纳入专门针对国产数控系统替代进口的换脑工程即国防军工领域用国产数控系统批量置换进口数控系统以大幅提升国防军工领域制造装备自主可控能力和安全水平敬请阅读末页的重要说明17公司深度报告换脑工程新增6000套军工企业换脑系统华中数控成为主力根据军工机床两协会代表及华中科技大学的军工企业数控机床换脑工程调研报告6000套军工企业在册数控机床需更换国产数控系统换脑工程重点支持华中数控广州数控大连光洋沈阳高精和航天数控等企业自主研发高档数控系统关键技术其中华中数控是换脑工程的主力承担国防军工领域80的换脑工程项目并于2019年实现了十大军工集团首次国产数控系统的批量配套与多家军工企业进行了合作04专项取得多项成果后续政策有望接力在04专项支持下国产高档数控系统和国产功能部件关键技术指标基本达到国际先进水平机床可靠性和精度保持性由专项实施前的600小时提高到目前的2000小时华中数控等国产高档数控系统企业市占率逐渐提升2022年9月首个中国主导的机床数控系统系列国际标准ISO23218-2正式发布表明我国在04专项支持下建立的高档数控系统关键技术标准体系成果得到国际认可2022年9月工信部表示将会同有关部门继续做好工业母机行业顶层设计统筹产业财税金融等各项政策积极推进专项接续22025年国内数控系统市场规模约223亿元国产替代目标空间约112亿元结合对以上行业驱动因素的分析我们估算2025年国内数控系统市场规模约223亿元根据VDW数据2021年我国机床消费额为236亿欧元即1704亿元2022年下游制造业受到疫情冲击影响投资需求下降导致机床行业需求进入底部区间预计2022年机床行业规模为1600亿元左右根据上节分析我们预计2023-2025年我国机床市场规模增速分别达到1020和20根据VDM和MIR数据预计2025年我国机床按消费额计的数控化率将达到55测算得到2025年国内数控机床市场规模达13939亿元我们选择国盛智科和纽威数控为例测算得到数控系统采购成本数控机床销售额的比例约为16预计2025年国内数控系统市场规模为2230亿元表5我国数控系统市场规模亿元2019202020212022E2023E2024E2025E我国机床消费额亿元15501149351703816000176002112025344YOY-37141-61100200200机床消费额数控化水平440450460480500520550我国数控机床市场规模亿元682067217838768088001098213939数控系统价值占比160160160160160160160我国数控系统市场规模亿元1091107512541229140817572230YOY-15166-20146248269资料来源VDWMIR国盛智科招股说明书纽威数控招股说明书招商证券未来国内五轴联动数控机床市场规模约百亿对应五轴数控系统市场规模近30亿元1根据MIR数据2020年国内五轴联动数控机床市场规模为682亿元同比增长84预计2022年将达到888亿元考虑到新能源汽车行业和航空航天行业发展快速且高端化趋势明确对于五轴等更先进的加工装备的需求大幅增加而且随着工件加工要求向更高精度更高效率更大批量更复杂形状等方向发展五轴联动数控机床的售价也将随之提高所以我们预计2025年国内五轴数控机床市场规模约百亿元考虑到五轴数控系统是高端数控系统的代表我们对五轴数控系统成本占比取值40测算得到采购成本数控机床销售额为28预计国内五轴数控系统市场规模约28亿元表6国内五轴数控系统市场规模亿元交叉验证2018201920202021E2022E2025E国内五轴联动机床市场规模亿元5566296828038881000五轴数控系统价值占比280280280280280280国内五轴数控系统市场规模亿元156176191225249280YOY13284177106资料来源MIR各公司公告招商证券敬请阅读末页的重要说明18公司深度报告2根据中国机床工具工业年鉴数据2018年协会重点联系加工中心销售五轴机床594台2019年销售五轴机床780台根据前瞻研究院2018年高端数控机床国产化率仅6因此估算2018年国内五轴机床销量为9900台假设2019年高端数控机床国产化率为7-8测算得到2019年国内五轴机床销量为9750-11143台预计2025年国内五轴机床市场空间约为一万台按照五轴数控系统30万元台计算国内五轴数控系统市场规模约30亿元表7国内五轴数控系统市场规模亿元交叉验证20162017201820192025E国产五轴机床销量台45904660594078007800高端机床国产化率5060607080国内五轴机床销量台91807767990011143975010000五轴数控系统单价万元300300300300300300国内五轴数控系统市场规模亿元275233297334293300YOY-154275126-15资料来源中国机床工具工业年鉴前瞻研究院招商证券当前数控系统国产化率较低2025年国产替代空间有望达到1115亿元我国数控系统市场空间稳定增长但国产化率一直处于较低水平根据MIR数据2018年之前数控系统国产化率不足202021年达2536其中较难啃下的硬骨头主要是高档数控系统为了保障国家经济利益国防安全和产业安全摆脱国外进口限制及适用范围国家相关部门和关键领域企业均在积极推进数控系统国产化进程我们假设2025年数控系统国产化率达50测算出数控系统国产替代空间为1115亿元图32我国数控系统国产化率图33数控系统国产替代空间增长30国产替代市场规模亿元国外品牌市场规模亿元252502020015150101005500020182019202020212019202020212022E2023E2024E2025E资料来源MIR招商证券资料来源VDWMIR国盛智科招股说明书纽威数控招股说明书招商证券3市场格局国外品牌领先高端市场国内品牌进口替代潜力大1国外三巨头主导高端市场国内企业以耕耘中低端市场为主国外数控系统企业主导高端市场国内企业以中低端为主我国高档数控系统市场长期由发那科西门子三菱海德汉等国外知名企业主导中档市场是国产与进口数控系统的主战场华中数控广州数控等国内企业具备较强竞争优势低档市场基本被国内企业占据敬请阅读末页的重要说明19公司深度报告图34我国数控系统行业低中高档竞争格局资料来源中国战略性新兴产业研究与发展数控系统中国自动化技术发展报告招商证券国外品牌发那科三菱和西门子占据主导地位广州数控和华中数控市占率逐渐提升根据MIR数据按销售额来看2021年发那科三菱和西门子三大数控系统巨头的市场份额分别为3418和13合计份额为65同比提升1pct按销量来看三大巨头的合计份额为42侧面印证了发那科三菱和西门子以中高端数控系统为主高苏州新代台湾是台湾新代集团设立在国内的子公司2021年销售额市场份额为8以中低端市场为主国内规模较大的数控企业主要是广州数控华中数控2021年国内广州数控华中数控销售额市场份额分别为13和3广州数控的产品ASP较低按销量的市场份额达29华中数控以五轴数控系统等中高端产品为主销量与销售额市场份额基本齐平图352021年国内数控市场竞争格局按销售额图362021年国内数控市场竞争格局按销量发那科三菱西门子发那科三菱西门子苏州新代台湾广州数控华中数控苏州新代台湾广州数控华中数控其他其他111134223414122988131815资料来源MIR各公司公告招商证券资料来源MIR各公司公告招商证券发那科三菱和西门子销售均价远超平均价格国内企业中华中数控均价稍高国外三巨头发那科三菱西门子销售均价远超整体均价34万元国内企业销售均价则低于整体均价其中广州数控产品均价不足2万元华中数控的中高档产品比例更高其五轴联动数控系统等中高端产品具备一定竞争力销售均价稍高敬请阅读末页的重要说明20