我国数控机床行业正处向高端领域爬坡迈坎阶段 与AI深度融合将是大势所趋

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。相较于传统机床，数控机床能较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，其代表了现代机床控制技术的发展方向。目前我国数控机床行业正处在冲刺高端制造转折点，提升精度与稳定性是发展两大关键。此外AI赋能高端发展，其技术正在被广泛应用于机床的设计、制造、检测和服务等各个环节，推动推动机床智能化发展。未来AI与机床行业的深度融合将是大势所趋。

一、我国是全球最大机床消费国，消费额占全球 29%居首位

1、我国是全球最大机床消费国

机床是制造业的基石。目前我国是全球最大机床消费国。有数据显示，2023年全球机床消费额 6259 亿元。其中我国内地机床消费额 1811 亿元，全球占比约 29%，是全球最大机床消费国。

数据来源：德国机床制造协会，观研天下整理

2、汽车是目前我国数控机床主要最大应用领域

从下游应用需求来看，汽车是目前我国数控机床主要最大应用领域，需求占比达到40%；其次是航空航天领域，占比为17%；第三是模具领域，占比为13%。

数据来源：公开数据，观研天下整理

二、行业呈快速发展态势，但整体市场仍较为分散

1、我国数控机床已形成完整的产业链

根据观研报告网发布的《中国数控机床行业现状深度研究与投资前景分析报告（2024-2031年）》显示，经过多年的发展，目前我国数控机床已形成完整的产业链。具体来看，数控机床上游为数控机床所需的各类设备部件，包括数控系统、核心零部件、功能部件、电子元件等；中游为各类数控机床产品，可分为数控金属切削机床、数控金属成形机床以及数控特种加工机床等；下游为其应用领域，主要包括汽车制造、航空航天设备制造、船舶制造、模具制造、发电设备制造、冶金设备制造和通信设备制造等。

资料来源：公开资料整理，观研天下整理

2、市场规模不断增长

近年得益于国内制造业的快速发展和升级，以及数控机床行业技术的不断进步和创新，我国数控机床行业呈现出快速发展的态势。数据显示，2021年期间我国数控机床产业规模达到了3760亿元，同比增长15.3%。2023年我国数控机床市场规模达到约4090亿元，同比增长为8.77%。预计2024年我国数控机床行业市场规模将达到4325亿元，同比增长为5.75%。这表明我国数控机床行业在当前保持着稳健的增长态势。

数据来源：公开数据，观研天下整理

3、机床数控化率不断提升

机床数控化率不断提升。据中国机床工具工业协会数据，2023年我国机床数控化率为48%‌，金属切削机床数控化率为45.5%。不过对比日本机床数控化率维持在80%以上，美国和德国机床数控化率均超过70%来看，我国的机床数控率仍有较大提升空间。而根据国务院在2024年初印发的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新的行动方案》提出，要深入推进机床等传统设备再制造，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%。可见我国机床数控化率仍有较大的提升空间。

数据来源：公开数据，观研天下整理

4、整体市场仍较为分散，前9家代表性企业市场份额合计仅3.38%

目前国内数控机床市场竞争者众多，包括创世纪、华中数控、华鼎实业、秦川机床、浙海德曼、海天精工、日发精机、亚威股份、华东数控、山东威达、科德数控、沈阳机床、齐重数控等。从营收规模看，2023年中国数控机床行业中，创世纪、海天精工、纽威数控营收规模超过20亿元，处于领先地位。

虽然近年随着我国国产机床企业不断发展，业务规模较数年前有明显扩张，本土数控机床企业市场份额不断提高，加快了市场集中度提升，但整体市场仍较为分散。有数据显示，2023年我国数控机床行业中，创世纪、海天精工这两家领先企业合计占比仅为1.64%，前9家代表性企业市场份额合计仅为3.38%。

三、市场低端领域成绝对产量大国，中高端领域国产替代空间大

1、低端领域基本完成国产化，中高端领域国产替代空间仍较大

一般来讲，按划分标准，数控机床可分为低档、中档和高档数控机床。其中低档数控机床只能进行简单车、铣加工。中档数控机床精度指标高于国家对相关产品的标准要求，自动化程度高，加工效率较高，对人工操作依赖低。高档数控机床减少了多次装夹误差，提高了加工精度，且具有较高技术难度。适用了动力刀架的数控车床具备铣削功能，且具有较高技术难度。

数控机床的划分标准

数据来源：公开资料，观研天下整理

目前在中低端市场，我国数控机床国产化率要相对较高。尤其是在低端机床领域，我国已成为了绝对的产量大国，不仅能够大量满足国内企业需求，还能出口发展中国家。数据显示，2023 年全球机床行业产值约 6259 亿元。其中我国机床产值 1936 亿元，占全球比重31%。

但是在高端市场，国产化率仍较低，与发达国家仍有较大差距。有数据显示，目前我国在高端数控机床的国产化率仅6%。80%以上的数控机床的数控系统仍然使用进口产品，其中国外品牌在中高端数控系统市占率约为70%，高端系统占90%以上，可见国产替代空间大。

目前我国数控机床核心零部件产品国产渗透率

资料来源：公开资料，观研天下整理

2、我国正处在冲刺高端制造的转折点，国内相关企业正在不断发力

数控机床是装备制造业智能制造的工作母机，是衡量一个国家装备制造业发展水平和产品质量的重要标志。在此背景下，国内相关企业不断发力，不断加大中高端数控机床自主研发力度，打破国外垄断，实现国产替代。例如南通国盛智能科技集团股份有限公司自主研发的GMB2520LX桥式五轴龙门加工中心设备，可保证机床在一定加工强度下所加工零件的精度，最高转速可达24000rpm，适用于复杂空间曲面的高精度加工，打破了国外垄断。沈阳精锐数控机床有限公司自主开发研制的翻板加工中心及五轴精密卧式加工中心等高端设备，其高精度和高加速度复合指标，达到国际先进水平。

当前我国正处在冲刺高端制造的转折点，高端数控机床存在较大的国产化空间。根据工信部发布的《<中国制造2025>重点领域技术路线图》明确了高档数控机床的发展目标，2025年，我国高档数控机床与基础制造装备，主轴、丝杆、线轨等中高档功能部件国内市场占有率将达到80%。预计未来随着政策的驱动，叠加我国高端机床研发领域、人才体系、市场转型等方面的问题不断解决，我国高端机床有望实现跨越式发展。

《中国制造 2025》规划下机床核心部件国产化率目标

资料来源：公开资料，观研天下整理

四、提升精度和稳定性是实现高端数控机床国产发展两大关键，AI加速赋能高端发展

1、提升精度和稳定性是实现高端数控机床国产发展两大关键

为突破高端数控机床发展，提升精度和稳定性是实现高端数控机床国产发展两大关键。

提升精度方面：上游核心零部件作为数控机床的基本组成部分，其品质是数控机床等智能制造装备产品性能和质量的重要保障。因此上游核心零部件的精度及可靠性对机床性能影响较大。

数控机床主要由机床主体、传动系统和数控系统三部分组成。其中机床主体是数控机床的主要组成部分，也是硬件部分，包括床身及底座铸件、主轴及变速箱、导轨及滑台、润滑、排屑及冷却等部分；传动系统是数控机床的重要“脉络”，主导数控机床各部分的有序进行及完成机床的工作使命，包括刀具、传动机械和辅助动力系统。数控系统是数控机床的大脑与核心，是完成各项功能和作业的精髓所在，分为驱动装置和控制及检测装置两大类。

资料来源：公开资料，观研天下整理

受技术壁垒等因素影响，我国数控机床行业上游零部件发展较为缓慢。虽然电主轴、滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、伺服系统等已形成一定的生产规模，但大多满足中低档数控机床的配套需要，国产中高档数控机床采用的功能部件依赖进口较为严重。

软件方面，目前国产主要瓶颈在于数控系统误差补偿能力，以及伺服系统加减速控制精度等不能满足高端数控机床要求。其中数控系统是核心控制部件（成本占比约 30%，而越是高端的数控机床，其数控系统的价值通常更高），是决定数控机床功能、性能、可靠性的最关键因素，也是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈。

硬件方面，国产主要瓶颈为丝杠/导轨、轴承、刀具等零部件及机身材料的热变形、刚性、应力、精度等问题。

因此可见，提升精度是我国发展高端数控机床的一大关键点。

数据来源：公开数据，观研天下整理

目前国内外厂商零部件技术水平对比

资料来源：公开资料，观研天下整理

稳定性方面：其实在当下国内外机床精度本身相差不大，更主要的是我们精度的保持性，机床的稳定性。而机床稳定性是一个复杂的工程化问题，涉及到原材料、设计、装配、维护、保养等整条链的工程化技术。

据了解，产品的成熟度、稳定度与应用端的测试验证息息相关。当前国产数控系统在各种应用场景下的测试验证还不够充分。尤其是软件类产品本身需要不断地进行用户反馈、迭代更新，以实现产品成熟度和稳定度的螺旋式上升。很多数控机床、数控系统，都需要经验丰富的大国工匠才能操作好、加工出更高精度的产品。因此可见，除了精度，稳定性也是我国高端数控机床的一个重要关键点。

2、AI加速赋能高端发展，推动机床智能化发展

智能机床是数控机床发展的高级形态，也是数控机床的发展方向。随着技术的不断成熟和成本的降低，AI将在机床行业中扮演越来越重要的角色。AI不仅能够提高生产效率和产品质量，还能够帮助企业更好地应对市场变化和客户需求。未来AI与机床行业的深度融合将是大势所趋，有望推动中国制造业向更高层次的智能化、数字化发展。

目前，在AI与机床行业结合方面，我国已经取得了显著的进展，AI技术正在被广泛应用于机床的设计、制造、检测和服务等各个环节。例如华中数控的9型数控系统是世界首台嵌入AI芯片的智能化数控系统，集成了AI芯片，融合AI算法，汇聚大数据，融合大模型，集成强算力，形成了真正的智能化数控系统平台，具备基于大模型的数控系统AI会诊、加工代码生成功能，实现全球数控系统市场的重大突破。

AI与机床行业结合也将提升行业精度与稳定性。例如华中数控通过融合AI，开发了基于大模型的故障诊断与处理决策支持系统，可通过对话式排查、反馈、学习等方式，实现可信生成式故障诊断与处理。目前，这个系统相当于具有1年至2年经验的工程师，而在未来，随着系统的不断学习提升，其将成为AI故障诊断专家。

不过，正如前文所述，产品精度、成熟度、稳定性方面的提升，离不开应用端持续不断的验证过程，当前我国机床的数控化率仍有较大的上升空间，因此智能机床产品距离真正的成熟，仍需历经持续不断的优化升级与迭代革新。（WW）