需求3年大涨113%,机床与机器人“梦幻联动”,推进国产替代

机床作为工业母机,是现代工业发展的重要基石,已经发展成为一个近9万亿产值的产业,释放着巨大的国产化替代潜力。数控机床作为国民经济的重要基础,能够为各个部门提供装备和手段,在智能制造和数字化转型的当下,发挥着重要的战略意义。

2021年,机床行业产值达到峰值285亿美元,体量巨大,但面对如此巨大的“蛋糕”,国内的高端产品仍依赖进口,我国数控机床企业主要定位于中低端市场。

需求3年大涨113%,机床与机器人“梦幻联动”,推进国产替代

2021年我国金属加工机床进口额74.6亿美元,同增25.4%;出口额53.2亿美元,同增32.7%,贸易逆差额为21.4亿美元。并且我国金属加工机床进口主要来源于日本、德国、中国台湾等国家和地区,2021年三者进口额合计占比超70%,机床进口高度集中的特点可能会带来高端机床装备和关键功能部件的供应风险,同时核心技术可能面临“卡脖子”问题。

这与机器人行业现状“如出一辙”。而在加紧实现国产化的道路上,机器人和机床正在互相配合,共同“奔赴目标”。

机器人企业入局机床

2021年12月,《“十四五”智能制造发展规划》中明确提出要研发智能立/卧式五轴加工中心、高精度数控磨床等工作母机。2022年下半年以来,扶持政策出台更是越来越频繁,今年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,在二十大上也强调将国家安全提到非常突出的地位,尤其是军工领域的自主可控,包含军工制造装备——高端五轴数控机床的自主可控。

与此同时,疫情后工业自动化生产优势明显,叠加国内人口老龄化问题深化、人工成本不断提高,工业自动化生产相关产品需求不断增加。2022年9月工业机器人产量为43009台,同比增长48.28%;1-9月,工业机器人累计产量为322544台,同比增长20.04%,同比增速有所回升。随着机器替代人的进程不断加速,工业母机结合工业机器人、激光设备的技术不断增加,将加速推动工业母机需求。

需求3年大涨113%,机床与机器人“梦幻联动”,推进国产替代

有研究机构数据显示,我国数控机床市场规模未来将稳定较快增长,到2024年将达到5728亿元,相较2021年的2687亿元大幅增长113.17%。

由于底层技术互通性,机器人代表性企业拓斯达也在数控机床领域的布局,成立子公司埃弗米,其产品主要包括五轴联动数控机床、高速加工中心、数控磨床等数控机床产品,以及主轴、转台、摆头、齿轮头、动力刀塔等核心零部件。打造了高刚性主轴技术、GTRT 齿轮驱动转台技术、齿轮传动双摆头技术等关键部件技术优势。

华中数控也形成了高、中、低三个档次的系列产品,拥有华中 8 型系列高档数控系统新产品。

机器人配合机床,助力生产制造

机床是制造机器的机器,即对金属、其他材料、工件进行加工成为所需的形状、尺寸的机器。数控机床全称数字控制机床,是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的系统具有处理控制编码或指令规定程序的能力,通过数控装置发出的控制信号,控制机床的运作,按照设计图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工,能较好的解决复杂、精密度较高、多品种的零件加工问题。

作为一种更加智能化、数字化的产品,数控机床通常由控制系统、伺服系统、传动系统、检测系统、机床本体及其他辅助系统组成。

在制造业实际使用场景中,金属和塑料是生产环节中最为基础的两种材料,将原材料转换为产品尤其是大型工件,往往需要机床,而加工过程中通常会引入工业机器人,完成搬运、打磨、喷涂等工作,起到辅助生产的作用。

在柔性制造中,二者的配合同样重要。

随着大批量生产达到瓶颈,消费者的个性化需求日益强烈。柔性制造适应了“大规模定制”生产批量小而品种多的特点,成为了制造业的“新概念”。而满足这种“柔性”的需求,在“执行”则需要更高的智能化水平,因此需要打通工业机器人、数控机床、各种专有设备,使其配合得宜、完成生产的要求。

共同跨越“国产替代”大关

从当前全球数控机床市场分布来看,主要集中在亚洲和欧美国家。其中,中国和日本的全球市场占比并列第一,占比均为32%;德国、美国、意大利的全球市场占比分别为17%、6%、5%。根据数据显示,2021年全球数控机床市场规模为5724.05亿元。2021年中国数控机床市场规模为2687亿元,同比增长8.65%,预计2022年市场规模约为2957亿元。

机器人同样面临国产替代的问题,受制于核心技术空心化,国产替代面临着技术壁垒。机器人的核心零部件占据了工业机器人本体70%的生产成本,是产业链的主要价值高地。而发那科ABB安川库卡之所以能一直把持工业机器人市场,其优势就在于其掌握了核心零部件这部分的关键利润点,因此具备较强的盈利能力。而部分内资品牌可规模生产零部件,往往还停留在满足中低端的需求。

无论是机床还是机器人,都需要机电一体化产品,精密传动装置、伺服电机和控制系统等均是核心技术,对于已经具备一定的资金、市场和技术实力的企业,通过打造产业链、合作或并购扩展产业版图,不断吸纳人才,发展技术,结合本土服务优势,未来有望真正实现对国外品牌的进口替代。

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