机械行业挖掘机VS五轴联动数控机床：超额收益视角下的五轴联动数控机床

行业研究 2023年3月17日 看好/维持 行业报告 机械 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数 东控机床 分析师 任天辉 电话： 18810872791 邮箱：renth@dxzq.net.cn 执业证书编号：S1480523020001 兴——挖掘机VS五轴联动数控机床证 券 股投资摘要： 份 有金属切削机床是现代工业发展的重要基石，2022年国内市场触底反弹盈利能力大幅提升。2022年中国机床工具工业协会重限点联系企业中，金属切削机床营业收入同比下降5.6%，利润总额同比增长63.8%，明显反弹。挖掘机和机床行业随着我国公宏观经济投资和资本支出波动均呈现出明显周期性，2016年之前两者产量变化趋势基本同步。我们认为挖掘机与金属切削机司床行业，虽阶段性呈现走势背离，但两者仍具较高可比性。 证2016年后挖机与金属切削机床产量走势为何背离？1）宏观层面，2016年“供给侧改革”推出，基建投资增速快速下降，券制造业投资增速有所回落，三大投资中仅房地产出现加速，成为挖掘机销量持续上涨的宏观驱动因素。机床行业从2011年强研经济刺激政策逐步退出开始，在制造业和基建投资探底过程中持续萎缩。2）行业层面，2016年开始的挖掘机上行周期主要究由存量更新+环保政策+人工替代催化，机床行业主要受市场供需自然调解驱动，过程缓慢。3）微观层面，挖掘机属于终端产报品，整机标准化程度较高，容易平台化。下游主要为基建和房地产，行业增速相对于宏观周期波动是“一阶导数”关系。机告床行业下游客户主要是制造业，且大部分被用于加工整机的零部件，商业模式偏向toB，切入供应链难度大、周期长，行业 增长相对于宏观周期波动是“二阶导数”关系，相较于挖掘机在景气度传导上存在一定滞后性。 从β角度来看，金属切削机床行业拐点已现。随着我国房地产长周期的结束，驱动经济增长核心动力向消费和制造业切换。疫情期间我国制造业供应链优势凸显，本土优质制造企业快速切入，国产替代加速。同时，长期的制造业投资下行驱使低端产能已充分出清，新一轮产能周期有望开启。更具竞争力和盈利能力的民营企业成为机床行业主体，市场从分散走向集中和 国产替代进口的趋势已经确立，盈利能力有望持续提升，创造β收益。 我国挖掘机主机厂的国产替代之路起步于小挖。以2010年供应小挖液压系统自主配套为转折点，小挖性价比凸显，其销量及 占比持续快速攀升，拉动挖掘机销量持续创新高。挖掘机/装载机销量比从2000年的0.44提升至2022年的2.38；小挖占比从2010年的40%提升至2022年的65.78%。以此为启示，五轴联动数控机床有望持续替换2~3轴机床，创造α收益。 从α角度看，五轴联动数控机床之于金属切削机床=小挖之于挖掘机。随着需求端结构升级和本土产业链配套成熟，五轴联动数控机床性价比凸显，作为金属切削机床中高端代表，有望加速替代以2~3轴为主的国内机场市场，渗透率将持续攀升。同时，行业从分散走向集中，具有自主研发优势的优质本土厂商有望加速抢占国内外竞争对手市场份额，步入高速增长轨道。 根据我们的测算，2025年中国数控金属切削机床市场规模将达到890亿元。五轴联动机床国内渗透率提升至22.95%，对应市场规模204.26亿元，其中国产占比36.84%。国产五轴联动机床市场规模达到75.25亿元，其中龙头市场占有率达20.50%，对应营收规模约15.43亿元。有望受益标的：科德数控(688305..SH)、拓斯达(300607.SZ)、华中数控(300161.SZ)、海天精 工(601882.SH)、纽威数控(688697.SH)。 行业重点公司盈利预测与评级 简称 EPS(元) PE 评级 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 科德数控 0.8 0.8 1.34 1.89 133.22 110.31 65.63 46.68 未评级 拓斯达 0.15 0.42 0.61 0.77 104.34 35.01 24.44 19.21 未评级 华中数控 0.16 -0.09 0.55 1.09 191.77 / 52.63 26.55 未评级 海天精工 0.71 0.98 1.20 1.50 34.84 31.66 25.80 20.75 未评级 纽威数控 0.52 0.79 1.05 1.29 32.64 34.14 25.85 20.92 未评级 资料来源：非评级公司盈利预测取自同花顺一致预期，东兴证券研究所（对应2023.3.14收盘价） P3 东兴证券深度报告 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数控机床 目录 1.金属切削机床承载着中国制造业的未来6 1.1五轴联动数控金属切削机床是国产机床主要突破方向6 1.2高端机床自主可控迫在眉睫7 1.3行业触底反弹盈利能力大幅提升8 2.挖掘机与机床伴随宏观周期震荡上行8 2.1消费基数庞大9 2.22010年前液压件受制于人10 2.3挖机行业呈现明显周期性11 3.2016年后挖机与金属切削机床走势为何背离？12 3.1宏观层面：拉动国内经济增长的驱动力切换12 3.2行业层面：2016年后存量更新驱动挖机高增长13 3.3微观层面：客户群体不同导致切入供应链难度不同14 4.β视角：当下时点已进入金属切削机床配置窗口期16 4.1以2016年为分水岭宏观驱动因素转换16 4.2进口替代进程和市场集中度提升有望加速17 4.2.1行业集中度和盈利能力大幅提升，民营龙头崛起17 4.2.2核心零部件自主化率大幅提升，国产替代加速19 4.3我国挖掘机主机厂的国产替代之路起步于小挖19 4.3.1小挖占比提升体现的是性价比制约下的降维替代20 4.3.2国内产业配套成熟是国产加速替代的转折点20 4.3.3下游需求结构升级驱动行业穿越周期20 5.α视角：五轴联动数控机床有望演绎小挖行情21 5.1五轴联动数控机床渗透率持续提升21 5.2国内产业配套已经实现0到1突破23 5.3下游需求结构升级驱动从1到10024 6.五轴联动数控机床市场空间测算25 7.投资建议29 8.风险提示29 相关报告汇总29 插图目录 图1：金属成型工艺分类6 图2：数控机床构成示意图9 图3：挖掘机构成示意图9 图4：主要工程机械市场规模占比9 图5：主要金属成型工具市场规模占比9 图6：数控机床成本构成10 P4 东兴证券深度报告 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数控机床 图7：挖掘机液压件（含油缸）价值量占比30%10 图8：2001-2010年国内挖掘机销量走势（万台）11 图9：金切机与挖掘机销量对比12 图10：房地产投资比重和挖掘机销量13 图11：制造业投资额和金属切削机床同比增速13 图12：65岁及以上人口比重13 图13：制造业城镇单位就业人员工资总额13 图14：2016-2020年中国挖掘机行业相关政策一览（一）14 图15：2016-2020年中国挖掘机行业相关政策一览（二）14 图16：挖掘机产业链15 图17：数控机床产业链16 图18：房地产开发投资和制造业投资同比增速17 图19：国内挖掘机行业市场集中度18 图20：三一重工挖掘机国内市占率变化18 图21：2020年中国数控金属切削机床市场分散18 图22：2020年1-10月我国挖掘机市场品牌格局18 图23：我国数控机床国产化率19 图24：2001-2010年自主品牌挖掘机市场份额变化情况19 图25：三轴加工的局限性21 图26：五轴机床移动示意图21 图27：五轴侧面加工的优势22 图28：三轴、五轴斜面加工对比示意图22 图29：五轴机加工代替放电工艺23 图30：五轴机床“QCD”23 图31：五轴联动数控机床下游主要应用占比24 图32：五轴联动机床在非航空航天领域的典型应用25 图33：挖掘机与小挖占比26 图34：挖掘机、装载机销量26 图35：我国五轴联动数控机床市场规模及增速27 图36：2020年我国五轴联动数控机床市场份额27 图37：2019-2023中国数控金切机市场规模及预测27 表格目录 表1：2019年世界TOP10数控机床企业营收规模10 表2：数控机床关键零部件供给结构7 表3：机床按档次分类7 表4：科德数控与海外进口五轴机床性能对比24 表5：挖掘机及小型挖掘机占比26 表6：五轴联动数控机床市场空间测算28 P5 东兴证券深度报告 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数控机床 P6 东兴证券深度报告 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数控机床 1.金属切削机床承载着中国制造业的未来 1.1五轴联动数控金属切削机床是国产机床主要突破方向 金属切削机床是现代工业发展的重要基石。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器，又被称为“工业母机”或“机床”。在一般的机器制造中，机床所承担的加工工作量占机器制造工作总量的40%-60%，机床的加工精度和效率将直接影响其制造机器的质量与工作效率。 机床作为金属制品的核心设备，与金属制品业产值直接相关。2021年，我国金属制品业营业收入4.97万亿元，占我国制造业生产总值的16%。而金属制品广泛应用于包括汽车、航空航天在内的各类制造业，金属 制品行业与各类制造业息息相关，机床在我国经济发展中扮演了重要的角色，是高端制造业的基础，承载着中国制造业的未来。 五轴联动数控金属切削机床技术门槛最高，是国产机床主要突破的方向。金属切削机床按联动轴数分类，可分为三轴、四轴和五轴。五轴联动数控机床是机床实现任意角度加工所需要的最少轴数；是实现空间任意曲面加工的必备技术；是解决航空发动机叶轮、叶盘、叶片、船用螺旋桨等关键工业产品切削加工的唯一手段； 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。 图1：金属成型工艺分类 资料来源：微信公众号沐风机械，东兴证券研究所 P7 东兴证券深度报告 机械行业：超额收益视角下的五轴联动数控机床 1.2高端机床自主可控迫在眉睫 高端机床“卡脖子”严重，自主可控迫在眉睫。数控机床关键零部件数控系统成本占比30%，传动系统成本占比20%，核心零部件价值量占比较高，是影响本土厂商竞争力的重要因素。目前本土高端机床的精密数控系统、电主轴、滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、伺服系统等虽已形成一定生产规模，但仅能满足中低 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仍严重依赖进口。 数控机床关键零部件供给结构 表1：数控机床关键零部件供给结构 零部件 进口企业 国产企业 差距 数控系统 FANUC，西门子，三菱，海德 华中数控，科德数控，广州 国产数控系统在高精度，高 汉等 数控 速度等性能方面与国际先进水平尚存在较大差距。国产高档数控系统市场份额不超30% 主轴 Kessler，FISCHER，MCT，IBAG，西风，ABL等 昊志机电，轴研科技，科隆电机，阳光精机等 具备一定生产能力，技术仍需迭代提升 丝杠 THK，Rexroth 汉江机床，江门凯特等 产品技术水平有待提升 刀具 山特维克，肯纳，京瓷等 株洲钻石，厦门金鹭，华锐 部分国产刀具已经达到日 精密，欧科亿等 韩、欧美水平 资料来源：华经情报网，东兴证券研究所 中国机床行业综合国产化率较高，中高端机床国产化率仍有较大提升空间。根据德国机床制造商协会（VDW）数据，2021年中国机床消费额为236亿欧元，进口规模为63亿元，进口依赖度为26.63%，国产化率为 73.37%，处于较高水平。但从国产化率结构上看，中高端机床国产化率仍有较高的提升空间。以数控机床为例，根据前瞻研究院数据，2018年中国低/中/高档数控机床国产化率分别为82%/65%/6%，处于趋势上行，相比2014年分别提升17pct/20pct/4pct。从市场份额来看，2018年国内市场低/中/高档数控机床占比分别为10%/30%/60%。 机床按档次分类 表2：机床按档次分类