前言:
作为数控机床的“大脑”,我国数控系统市场规模持续扩容,2020-2024年年均复合增长率约为9.02%。目前市场由国际巨头主导,中高端领域替代需求迫切,不过华中数控等本土企业积极攻关突破,推动替代进程提速。同时行业持续向智能化转型,多款智能系统落地,为行业创新发展注入活力。
1.数控系统为数控机床“大脑”,可分为三大类型
作为数控机床的“大脑”,数控系统是决定其性能、功能和可靠性的核心部件,一般占到数控机床总成本的20%-40%。按照功能、性能水平不同,数控系统可以分为经济型、标准型和高档型数控系统三大类。其中,高档型数控系统技术壁垒最高,主要配套于五轴及以上高档数控机床、多通道复合机床、重型数控设备及高速高精、超精密机床,能够满足航空航天、军工、汽车、船舶等领域对高精度、复杂结构零件的加工需求。
三类数控系统对比
| 项目 | 经济型数控系统 | 标准型数控系统 | 高档型数控系统 |
| 电机类型 | 步进电机,不具有位置反馈控制 | 伺服电机,半闭环或全闭环控制 | 伺服电机,全闭环控制 |
| 加工 | 能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类零件 | 4轴以下(含4轴)联动 | 5轴及以上的插补联动功能 |
| 精度 | 0.02mm以上 | 0.01-0.005mm | 高静态精度(最小分辨率为1nm),还要求高动态精度(随动误差0.01mm以内) |
| 开放程度 | 通常不具有用户可编程的PLC功能 | 支持用户开发PLC功能 | 完备的PLC控制功能 |
| 应用场景 | 主要适配于经济型数控车床和铣床 | 主要与车削中心、全功能车床、铣削中心、立/卧式加工中心配套 | 主要与五轴及以上高档数控机床、多通道、重型数控机床及高速高精、超精密机床配套,可以满足航空航天、军工、通信、汽车、船舶等高精度复杂零件的加工 |
| 其他 | 无 | 无 | 具有多通道(两个及以上)数控设备控制能力,具有双驱控制、高速度等性能 |
资料来源:公开资料、观研天下整理
2.数控系统市场规模持续扩容,未来仍具备广阔发展空间
根据观研报告网发布的《中国数控系统行业发展深度研究与投资前景分析报告(2025-2032年)》显示,数控系统行业发展与数控机床行业高度相关。近年来,伴随制造业智能化、数字化转型的持续推进,我国数控机床行业发展势头强劲,市场规模稳步扩容,为上游数控系统行业提供了广阔且持续的市场空间。数据显示,我国数控机床市场规模从2020年的3260亿元增长至2024年的4325亿元,年均复合增长率约7.32%。
数据来源:公开资料、观研天下整理
在数控机床行业发展直接带动下,我国数控系统行业发展潜力持续释放,市场规模由2020年的205.84亿元上升至2024年的290.73亿元,年均复合增长率约9.02%,整体保持稳健发展态势。展望未来,我国数控系统行业仍具备广阔发展空间。核心原因在于我国机床数控化率与美国、日本等发达国家仍存在显著差距,提升潜力大。
数据来源:公开资料、观研天下整理
数据显示,我国机床数控化率从2015年的30%稳步提升至2020年的45%,2024年进一步达到约51%;而日本长期维持在80%以上,美国和德国也均超过70%。这一差距清晰预示着数控机床行业的增长潜力,作为核心部件的数控系统自然拥有庞大需求空间。预计随着制造业智能化转型持续深化,下游汽车、航空航天等细分领域需求升级,叠加设备更新换代、产业扶持政策推动,我国机床数控化率将持续提升,进一步拓宽数控机床行业增长空间,为数控系统行业发展注入强劲动力。
数据来源:公开资料、观研天下整理
3.数控系统市场由国际巨头主导,中高端领域替代需求尤为迫切
我国数控系统行业起步较晚,本土企业在技术与经验积累方面相对不足,而发那科(日本)、三菱(日本)、西门子(德国)等国际巨头凭借深厚的技术沉淀与丰富经验,长期主导我国市场,国产替代空间广阔。从2022年的数据来看,发那科、三菱、西门子位居我国数控系统市场前三,合计占据66%的份额,头部主导效应显著。
数据来源:公开资料、观研天下整理
细分市场中,差异更为突出:标准型与高档型数控系统因技术壁垒更高,对功能完整性、运行性能及可靠性要求严苛,本土具备量产能力的企业数量有限,与国际巨头差距明显;而本土企业大多集中于技术门槛较低的经济型市场。正因为如此,中高端领域长期依赖进口,叠加下游高端制造需求升级,替代需求尤为迫切。
4.数控系统国产替代进程提速,本土企业加速追赶
在国家政策支持、市场需求牵引的双重推动下,国内企业及科研机构积极开展研发创新,我国数控系统行业国产替代进程加速。以华中数控、科德数控、广州数控等为代表的国产厂商,核心竞争力持续提升,正快速追赶国外先进水平。
科德数控公司旗下的GNC系列高档数控系统实现了GNC60/61/62的数次迭代,GDU系列伺服驱动器实现了GDU/GDUA/GDUB/GDUC/GDUD的数次迭代,达到了国外先进产品的同等水平。华中数控对标国外先进的高档数控系统,攻克了数控系统体系结构、现场总线、高速高精、五轴联动等一批关键技术,成功研制了具有自主知识产权的华中8型高档数控系统,在功能、性能和可靠性方面达到国际先进水平。广州数控自主研制的机床数控系统可实现五轴联动加工、复合加工,服务于航空航天、国防、模具、汽车制造等高端领域。
总的来说,国产数控系统凭借性价比与本土化服务优势,叠加核心技术持续突破,未来有望在更多高端领域实现深度替代,进一步提升市场份额。
5.数控系统行业持续向智能化方向转型,国内企业积极布局
近年来,我国数控系统行业持续向智能化方向转型,通过融合人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术,在语音编程、工艺优化、故障诊断、预测性维护等核心环节实现落地应用。智能化升级让数控系统的自主学习与自适应能力持续提升,不仅显著降低人力成本,更有效提升了生产工作效率。
响应行业智能化升级需求,国内企业与科研机构积极布局智能数控系统研发。例如深圳先进院研究团队研发出高端智能五轴数控系统,实现了微米级的精密运动控制,全面整合国产供应链,并实现人工智能算法与大语言模型的落地应用。华中数控的“华中10型”智能数控系统,通过集成AI芯片与行业大模型,实现了“自主感知-学习-决策-控制”闭环。
北京凯恩帝旗下的AI智能数控系统,是CNC与AI大模型、机器学习、工业互联深度融合的下一代智能数控系统解决方案,具有高易用性、单机智能化、生产数字化等优势。华辰装备聚焦精密磨削装备数控系统核心技术攻关,成功研发华辰HCK2000智能磨削数控系统,搭载该系统的产品已交付客户并通过验收。
总的来说,国内企业与科研机构的持续攻关,推动多款高性能智能数控系统相继问世,为我国数控系统行业创新发展注入强劲活力。(WJ)
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