机械：五轴联动机床：高端制造之基，自主崛起东风已至

2022年11月10日 机械组 证券研究报告 五轴联动机床买入(维持评级)行业深度研究 市场数据(人民币） 国金通用设备指数 2314 沪深300指数 3714 上证指数 3048 市场优化平均市盈率18.90 投资建议 高端制造之基，自主崛起东风已至 深证成指11055 中小板综指11894 2728 2538 2348 2157 1967 1777 211110 220210 220510 220810 1587 国金行业沪深300 相关报告 1.《行业拐点渐至，坚定看好新一轮复苏-通用机械行业专题分析报告》，2022.10.17 2.《中证机床ETF获批，“自主可控”之路加速-机床行业深度报告》，2022.9.19 3.《春意渐浓，布局当下-通用机械行业深度研究报告》，2022.4.7 满在朋分析师SAC执业编号：S1130522030002manzaipeng＠gjzq.com.cn 李嘉伦分析师SAC执业编号：S1130522060003lijialun＠gjzq.com.cn �轴联动机床国产化率低，国内企业成长空间巨大，在当前国际局势紧张背景下“自主可控”必要性持续提升，政策、资金支持推动国内�轴机床产业链加速成熟，国产替代有望加速，建议关注科德数控、拓斯达、华中数控、海天精工、纽威数控。 行业观点 全球�轴机床市场超70亿美元，航空航天、新能源汽车产业需求旺盛：根据QYResearch数据，21年全球�轴机床市场空间74.8亿美元，预计以约 10%CAGR增速在27年达到138亿美元，下游应用以航空航天、汽车、军工为主，占比分别为39.9%/24.3%/13.3%。 国内企业市占率低，进口替代空间超百亿元人民币，成长空间广阔：2018年中国高端数控机床国产化率为6%，我们预计目前�轴机床国产化率仍低于10%，国产替代空间巨大，根据我们测算，国内21年�轴机床市场空间 103.09亿元人民币，25年有望达到186.83亿元人民币。国内企业规模与海外龙头差距较大，以德玛吉森精机与科德数控为例，2021年德玛吉森精机实现营收219.45亿元人民币（�轴占比约66%），科德数控实现营收2.54亿元人民币，2021年德玛吉森精机全球销量11574台，科德数控销量126台，而目前科德数控设备已不逊于同类型进口产品，成长空间广阔。 多轴联动为未来发展趋势，国内企业入局加速降本提升�轴渗透率：以�轴联动为代表的高端机床，具有提高加工效率、节约场地和人工成本等优势，满足制造业企业提升产品竞争力需求，将有越来越多企业选择�轴机床来提升产品竞争力。国内企业入局通过国产数控系统、功能部件将加速�轴机床 降本，有望推动�轴机床替代三轴机床，提升�轴机床渗透率。 产业链逐渐走向成熟，机床厂技术实力提升，构筑国产替代基础：�轴联动机床对于数控系统、摆头、转台等核心部件要求较高，进口限制与高进口成本限制了国产�轴机床发展。目前数控系统科德数控、华中数控�轴系统已逐步向西门子、发那科等海外龙头企业看齐。功能部件一方面部分制造业龙 头企业向机床产业链延伸，加速功能部件供应链成熟，一方面机床厂逐步实现了自研功能部件配套，基于自研专利技术在功能、控制精度、加工效率等方面向国际先进水平看齐。国内机床产业链走向成熟构筑国产替代基础。 �轴联动机床“自主可控”必要性强，政策、资金扶持下国产替代加速：�轴机床作为高端制造产业链核心，西方国家与日本对中国实行出口限制和监督使用政策，在目前国际局势紧张背景下有更加严格的趋势，推进�轴机床“自主可控”必要性强。目前制造业转型升级基金积极投资机床产业链公 司、华夏中证机床ETF、国泰中证机床ETF上市，对机床产业链带来积极资金支持，同时针对工业母机、高端制造领域扶持政策频出，我们认为一方面有望推动主机厂加强研发投入，在技术升级、功能部件自制等方面持续加码；一方面扶持也覆盖了机床产业链上游企业，有望加速核心部件供应链成熟，从而加速国产替代推进。 风险提示 宏观经济变化的风险、原材料价格波动的风险、核心部件进口受阻风险。 敬请参阅最后一页特别声明 -1- 行业深度研究 内容目录 1.�轴联动数控机床：高端制造之基，国内企业成长空间巨大4 1.1�轴联动机床广泛应用于高端制造业4 1.221年全球市场规模超70亿美元，国内市场空间约百亿元人民币6 1.3新能源汽车、航空航天等领域需求旺盛，有望为国内企业带来成长机遇9 1.4国内企业入局加速降本，有望推动�轴机床渗透率提升替代三轴11 2.资金、政策扶持下，�轴机床“自主可控”加速11 2.1技术：从功能部件到主机制造，国内�轴机床技术逐渐成熟，具备国产替代基础12 2.1.1数控系统：科德数控、华中数控已实现�轴数控系统从0到1突破13 2.1.2功能部件：供应链成熟、企业自制能力提升，从依赖进口走向百花齐放16 2.2“自主可控”相关政策、资金扶持，�轴机床国产替代有望加速18 3.投资建议19 4.风险提示21 图表目录 图表1：带有刀库、换刀装置的数控机床被称为加工中心4 图表2：主要加工中心分类5 图表3：X/Y/Z直线坐标轴联动加上A/B/C旋转坐标轴中的两个构成�轴联动5 图表4：�轴机床摆轴通过工作台倾斜、主轴倾斜实现6 图表5：�轴机床广泛应用于高端制造业，受到西方发达国家封锁6 图表6：2021年全球�轴机床市场规模74.8亿美元7 图表7：2020年�轴数控机床行业CR5达到62%7 图表8：2020年�轴数控机床行业CR10达到81%7 图表9：全球数控机床龙头企业7 图表10：国内21年�轴市场空间约百亿元人民币，25年有望达到186.83亿元人民币8 图表11：高档数控机床国产化率略有提升但仍处于低位8 图表12：德马吉森精机2021年营业收入220亿元人民币9 图表13：科德数控2021年营收2.54亿元人民币9 图表14：德马吉森精机2021年全球销量超万台9 图表15：科德数控2021年�轴机床销量126台9 图表16：�轴数控机床主要下游应用占比情况9 图表17：山崎马扎克�轴数控机床在汽车领域应用10 图表18：山崎马扎克�轴数控机床在航空航天领域应用10 图表19：22年1-8月日本出口中国机床订单在去年高基数下保持正增长10 图表20：月度数据看日本出口中国机床订单底部已现需求开始回升10 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 行业深度研究 图表21：新能源汽车与航空航天领域有望为国内企业带来成长机遇11 图表22：�轴机床通过更高加工效率、更小占地面积与能耗带来经济性，对三轴机床具有一定替代性11 图表23：多轴联动机床为未来发展趋势11 图表24：�轴机床相比三轴机床增加/升级了�轴数控系统、摆头、转台等12 图表25：过去国内中端、高端功能部件市场占有率较低13 图表26：在“04专项”推动下，国产功能部件已经取得长足进步13 图表27：国内数控系统技术实力已逐渐向海外龙头看齐13 图表28：国产高端数控系统基本实现核心器件配套14 图表29：华中数控系统满足�轴加工需求15 图表30：华中数控智能产线网络拓扑图15 图表31：国产谐波转台性能优异16 图表32：科德数控�轴机床基本实现功能部件自研配套17 图表33：埃弗米自制核心功能部件性能优异17 图表34：济南二机床双摆角铣头项目通过国家验收18 图表35：近年来多部门发布政策支持中国高端数控机床发展18 图表36：转型基金部分投资项目19 图表37：�轴机床投资地图20 图表38：重点公司盈利预测与估值20 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 行业深度研究 1.�轴联动数控机床：高端制造之基，国内企业成长空间巨大 �轴联动数控机床作为高端制造业之基，广泛应用于航空航天、汽车、军工等领域。根据QYResearch数据，21年全球�轴机床市场空间74.8亿美元，预计以约10%CAGR增速在27年达到138亿美元。目前市场份额主要被国际龙头企业垄断，国内企业收入规模、销量等均与国际龙头企业差距较大，未来空间巨大。目前国内航空航天、新能源汽车产业需求旺盛，有望为国内企业带来发展机遇，同时国内企业入局有望加速降本，提升�轴机床渗透率。 1.1�轴联动机床广泛应用于高端制造业 机床主要由基础部件、主轴部件、进给机构、数控系统、辅助装置等构成。加工中心指带有刀库和自动换刀装置的数控机床，可使工件在一次装夹后，自动连续完成铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻螺纹、切槽等多工序的加工，如果加工中心带有自动分度回转工作台或者主轴箱能自动改变角度，还可使工件在一次装夹后自动完成多个面和多工序的加工。因此，加工中心除了可加工各种复杂曲面外，非常适用于各种箱体类和板类等复杂零件的加工。 图表1：带有刀库、换刀装置的数控机床被称为加工中心 来源：《数控机床》，《数控系统编程与操作》，国金证券研究所 加工中心按照布局方式分类，主要包括立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、复合加工中心等。 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 行业深度研究 图表2：主要加工中心分类 来源：《数控机床》，科德数控官网，国金证券研究所 按照数控系统进行分类，数控系统控制几个坐标按照需要的函数关系同时协调运动称为坐标联动，按照联动轴数分为二轴联动、二轴半联动、三轴联动、四轴联动、�轴联动等。�轴联动数控加工主要指在一台机床上至少有5个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），并且5个轴可以同时插补进行零件加工。 图表3：X/Y/Z直线坐标轴联动加上A/B/C旋转坐标轴中的两个构成�轴联动 来源：《现代数控机床及控制》，国金证券研究所 �轴机床结构包括工作台倾斜型、主轴倾斜型和工作台/主轴倾斜型�轴加工机床。 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 行业深度研究 图表4：�轴机床摆轴通过工作台倾斜、主轴倾斜实现 来源：《�轴数控机床》，国金证券研究所 �轴联动数控技术是衡量一个国家复杂精密零件制造能力技术水平的重要标准之一，从“巴统清单”到“瓦森纳协定”，西方发达国家针对中国进行了严格的技术封锁，�轴联动数控机床应用较广泛的航空航天、兵器、船舶、等高端行业近年面临的封锁进一步加剧。 图表5：�轴机床广泛应用于高端制造业，受到西方发达国家封锁 来源：科德数控官网，国金证券研究所 1.221年全球市场规模超70亿美元，国内市场空间约百亿元人民币 根据QYResearch数据统计，21年全球�轴数控机床市场规模达74.8亿美元，预计27年行业规模有望达138亿美元，期间年复合增速达10.05%。 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 行业深度研究 图表6：2021年全球�轴机床市场规模74.8亿美元 16015% 140 10% 120 100 80 60 40 20 5% 0% -5% -10% -15% 0 201620172018201920202021E2022F2023F2024F2025F2026F2027F2028F -20% 来源：QYResearch，国金证券研究所 根据QYResearch数据，全球�轴数控机床的多数份额被德玛吉森精机、山崎马扎克、哈默、格劳博和斗山等多个头部海外公司垄断。2020年前�大厂商市场份额达到62%，前十大厂商占据行业超过80%的市场份额；科德数控为国内�轴机床龙头企业，20年�轴数控机床收入仅为1.72亿元，市场份额0.39%。 图表7：2020年�轴数控机床行业CR5达到62%图表8：2020年�轴数控机床行业CR10达到81% 前五大五轴机床厂商科德数控 其他 前十大五轴机床厂商科德数控 其他 来源：QYResearch，科德数控公告，国金证券研究所来源：QYResearch，科德数控公告，国金证券研究所 图表9：全球数控机床龙头企业 2008年 2019年 企业 国家 产值（亿美元） 企业 国家 产值（亿美元） 山崎马扎克 日本 25