我国 机床行业 需求 机床及金属切削机床产业整体概况 (1)机床行业概述&nbs

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2018年我国机床行业需求:受下游市场智能制造影响逐步向好

字体大小: 2018-12-07 09:43  来源:中国报告网

中国报告网提示: 机床及金属切削机床产业整体概况 (1)机床行业概述&nbs

           机床及金属切削机床产业整体概况 

           (1)机床行业概述 

           机床是对金属或其他材料的坯料或工件进行加工,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。机床一般分为金属切削机床、锻压机床、铸造机械、木工机械。而按照中国机床工具工业协会的统计分类标准,机床工具行业分为金属切削机床(车、铣、刨、磨床等)、金属成形机床(锻压、铸造、冲压设备)、工具及附件等三类。招股说明书若无特别说明,均按照中国机床工具工业协会统计分类列示。 

           参考观研天下发布《2019年中国智能机床市场分析报告-行业规模现状与发展潜力评估

           世界机床产业中,日本和德国一直占据世界机床产值的前两位,但 2008 年金融危机爆发导致下游需求萎靡不振,对两国的机床产业造成较大不利影响。受益于我国经济发展和固定资产投资的持续增长,我国机床行业受金融危机影响相对较小,机床产业产值自 2009 年跃居世界首位,并一直保持着世界第一机床生产大国的地位。通常来讲,机床行业与宏观经济和制造业固定资产投资具有较强的相关性。自 2001 年加入 WTO 以来,我国经济快速增长,固定资产投资节节高升,促使我国成为全球机床行业 大的市场。根据德国机床商协会(VDW)统计,2016 年我国机床市场销售额为 216 亿欧元,占世界机床消费市场 31.9%的份额,超过美国、德国和日本三大机床消费市场规模总和。 

           机床是装备制造业的基础,是机械工业的基本生产设备,它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此,机床工业的现代化水平和规模,以及所拥有机床的数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。 

           虽然我国已连续多年成为全球 大的机床生产国,但是高端数控机床领域依然是我国机床工具产业的薄弱一环,有较强进口依赖性。国内高端数控机床的供给不足,需求结构的逐渐提升对我国机床产业的发展提出了新的要求,在未来一段时间内,依托于我国振兴装备制造业的发展规划,在产业结构升级的宏观背景下,机床工具行业特别是高端数控机床工具行业,将迎来更加广阔的发展空间。 

           (2)金属切削机床行业概述 

           金属切削机床是我国机床工具行业的重要组成部分,其数量 多、使用 为广泛,因此狭义的机床即指金属切削机床。金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件,使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。根据加工方式的不同,金属切削机床可以分为车床、镗床、磨床、铣床等。 

           从产业链上游角度来看,金属切削机床制造行业的上游主要包括钢铁、铸造、数控系统和电动机行业。从产业链下游角度来看,金属切削机床不但可以应用于航天航空、电力、船舶等领域,还可以应用于新能源、电子、汽车等行业,上述行业均是中国国民经济发展的重点行业。金属切削机床下游应用领域非常广泛,拥有广阔的市场。 

           在国内生产领域,与金属成形机床以民营企业为主不同,由于金属切削机床精密程度一般高于金属成形机床,而国有企业发展历史悠久具有较多的技术沉淀,因此在车床、镗床等金属切削机床领域,国内形成了以沈阳机床、大连机床等国有企业主导的形势。近年来,随着部分优秀民营企业逐步重视技术研发及提高服务意识,在磨床等金属切削机床领域,民营企业开始陆续崛起,成为不可小觑的势力。 

           在国内,与金属成形机床相比,金属切削机床发展相对较快,技术水平也相对较高。产量数控化率方面,根据中国机床工具工业协会统计数据,金属切削机床的数控化率已经达到 30%左右,金属成形机床仅 7%-8%。因此,金属切削机床国际竞争力亦相对优于金属成形机床。2017 年,我国金属切削机床出口总额21.8 亿美元,同比增长 13.2%;金属成形机床出口总额 11.1 亿美元,同比增长8%;金属切削机床出口增速及出口占比高于金属成形机床。 

           2、轧辊和轧辊磨床概述 

           (1)轧辊概述 

           在金属材料深加工生产过程中,为了能够使金属压延产品(如金属板、金属带、金属箔)达到工艺技术要求的物理形态如平整度、表面光泽度及光泽均匀度,需要对金属压延产品进行精细化压延轧制,使之产生连续的塑性形变,以获得达到工艺技术要求的 终产品。在上述过程中,承担主要功能的部件就是轧辊。轧辊是使轧材如金属压延产品产生塑性变形的工具,是决定轧机效率和轧材质量的重要损耗部件。 

           在压延轧制过程中,轧辊自身精度(如圆度、辊形和表面质量)对轧材板形及表面质量起到决定性作用。为了满足轧制过程对轧材板形控制的工艺要求,轧辊辊面母线需按照不同的轧制工艺要求,加工成所需的各种特殊高次方曲线,同时配对的工作辊与支承辊母线还需按一定的要求实现耦合匹配,并且轧辊辊形需要保持极高的精度(微米级)及轧辊表面保持极高的微观质量(纳米级)。 

           轧辊在对金属产品压延轧制过程中会发生微米级物理、化学磨损,导致轧辊辊面几何精度(表面光洁度、加工精度)逐步丧失,进而降低轧材质量和轧机效率,轧材残次品或报废品增多。轧辊的磨损机理比较复杂,包括机械应力作用、轧制高温氧化作用、冷却作用、润滑介质的化学作用等。 

           (2)轧辊磨床概述 

           轧辊磨床是一种专门用于轧辊精度修复的重要配套设备,其能够对磨损的轧辊进行微米级的几何精度修复及纳米级的表面微观质量修复,使得轧辊重新获得预设的精度指标,从而可以重复投入后续的轧材压延轧制过程。轧辊磨床的磨削精度直接影响轧辊加工的精度,进而影响轧制效率与轧材质量。如果没有高性能轧辊磨床的使用,轧辊就无法轧制出优质的金属压延产品(如金属板、金属带、金属箔),从而影响汽车、高铁、精密机械等终端应用行业的发展。 

轧辊磨床对轧辊的精度修复前后示意图
 
 资料来源:互联网

           除对轧辊进行高精度磨削外,轧辊磨床还可以用于金属精密轴类零部件的磨削,如风力发电设备中的大型支撑轴、大型电机支撑轴等,应用范围广泛。 

           3、我国轧辊磨床行业发展现状及前景 

           轧辊磨床行业是金属切削机床重要的子行业之一,其主要功能为对以轧辊为代表的精密轴类零部件的表面进行磨削以达到预设的形状和精度。轧辊磨床自身精度、智能化和稳定性水平越高,越能满足下游客户对精密轴类零部件磨削质量的要求。根据轧辊磨床所采用的不同控制方式,轧辊磨床可分为数控轧辊磨床和非数控轧辊磨床,其中数控轧辊磨床根据其控制技术的不同,可分为半自动数控轧辊磨床和全自动数控轧辊磨床。 

           轧辊磨床作为现代机械加工过程中的基础性设备,经轧辊磨床精密磨削修复后的轧辊可以用于各类金属材料的延展性深度加工,经其深度加工的金属压延产品(如金属板、金属带、金属箔)可被广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行业、电力设备、高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领域。科学技术的不断发展促使下游行业对轧辊磨削加工工艺的要求不断提升,下游行业对高精度、高效率、定制化和智能化的轧辊磨床的需求不断增长。 

           (1)我国轧辊磨床行业自主创新能力不断提升,数控化率有待进一步提高 

           我国工业经历了长期高速发展后,面临新的周期性产业升级压力,已进入需要推动转型升级的新发展阶段。当前我国工业面临多种深层次的矛盾:产业结构不合理、部分行业产能过剩,在精密设备制造领域核心设备主要依赖进口,自主创新能力还需要进一步提升,大部分中小型工业企业缺乏核心技术和品牌影响力。 

           在我国产业整体转型升级的背景下,磨床行业作为现代精密机械加工的基础生产制造行业,开始大力发展自主创新能力,加大新产品研发力度,行业内企业的科研、设计、制造等能力不断提升,行业整体技术水平得到显著发展,已经初步形成了可以参与国际化竞争的能力,出现了一批优秀的磨床生产企业。数控化率是衡量磨床行业发展的关键指标之一,根据《中国机床工具工业年鉴》,2015 年磨床产品的产值数控化率达 51.80%,相比 2014 年提高 5.07 个百分点。目前发达国家数控机床产值数控化率已达 80%以上,因此我国数控机床的发展尚有较大潜力。 

           (2)我国轧辊磨床行业研发水平与发达国家存在差距,具备较大发展空间 

           轧辊磨床对生产制造过程及产品 终达到的技术性能要求极高,体现在产品对轧辊及精密轴类零部件磨削,能获取极高的几何形状精度(≤3 微米)及表面微观一致性(纳米级),磨床主要由电气控制系统、驱动系统、磨削系统、测量系统、承载系统等组成,对软件开发、精密检测及传动、系统集成、在线监控及智能决策等多方面技术研发水平要求较高,现阶段德国在轧辊磨床领域的技术研发水平处于全球领先的地位。 

           虽然我国在 2009 年已跃居世界第一机床生产大国,但在产品质量、产品技术性能方面与发达国家产品的差距依然明显;高性能的轧辊磨床仍严重依赖进口。我国轧辊磨床与发达国家产品的差距主要表现在:第一,关键技术沉淀较为薄弱,技术研发能力相对较弱。目前我国生产的轧辊磨床仍以中低端产品为主,在高性能和极精密的高端产品方面,国内产品的稳定性和部分技术性能指标还有待提升;部分核心零部件加工精度及技术控制手段还有待突破;第二,高端专业化数控系统依然主要依赖国外进口,自主开发尚需时日。功能部件配套能力较弱,关键核心部件仍需进口;第三,在高精密、智能化、复合化的产品开发方面投入不足,技术储备不够。 

           我国轧辊磨床行业虽然在行业研发水平上与发达国家存在一定差距,但基于我国经济的稳定增长、工业化及信息化进程的不断深入、产业结构的调整升级、高端装备制造业的发展,轧辊磨床行业已经开始具备与发达国家企业竞争的能力,具备较大的成长空间。 

           (3)我国轧辊磨床市场需求结构明显变化,中高端轧辊磨床行业规模不断扩张 

           轧辊磨床作为现代精密机械加工过程中的基础性生产制造设备,经轧辊磨床精密修复后的轧辊可以用于各类精密金属材料的延展性深度加工,其 终产品可被广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行业、电力设备、高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领域,轧辊磨床已成为制造业的重要基础设备之一。随着轧辊磨床下游行业产业不断升级,在淘汰落后产能和落后工艺的背景下,下游行业对自身生产技术及工艺要求不断提升,大力采购中、高端制造设备的同时,对其生产所需要的钢板、有色金属板、金属结构件、特制金属零部件、新材料部件等精密组件的质量、外观和性能提出较高的要求,这将依赖于高精度、高性能的中、高端轧辊磨床的生产技术支持。上述行业生产环节的技术提升,催生整体工业生产企业对中、高端轧辊磨床的较大需求。 

           行业主要产品的供求状况及变化原因 

           1、 机床行业概况 

           中国在全球机床市场是 大的生产国和消费国,是全球机床市场的重要参与者。根据德国机床制造商(VDW)数据,2016 年世界机床市场主要消费需求规模为 676 亿欧元,中国消费占比为 31.9%,是世界 大的机床消费市场,而美国、德国、日本、意大利则合计瓜分了 1/3 左右的消费市场;2016 年世界机床市场生产产值达 678.57 亿欧元,中国、德国、日本、美国、意大利依次位列前五,其中中国产出占比 25.16%。 

           根据中国机床工具工业协会统计,2015 年至 2017 年,我国机床市场消费总额分别为 275 亿美元、275 亿美元、300 亿美元,我国机床产出总额分别为 221 亿美元、229 亿美元、245 亿美元。经历了 2016 年机床市场企稳后,2017 年国内机床行业受下游市场智能制造影响需求逐步向好。

2015-2017年我国机床行业产值与消费额(亿美元)
 
数据来源:机床工具工业协会

           我国机床市场呈现进出口同步波动的局面。一方面,国内机床企业通过低端机床填补市场空白,打开国际市场;另一方面,高端精密机床仍不得不依赖于进口。2017 年,我国机床出口总额 32.9 亿美元,同比增长 11.4%;机床进口总额87.4 亿美元,同比增长 16.3%。尽管机床进口总额有所上升,但进口机床占国内机床市场总规模的比重从 2012 年的 41.4%下降至 2017 年的 29.16%,表明国内企业正在努力向高端技术、替代进口方向发展,逐步降低我国对国外高端机床的依赖。 

           2、 金属切削机床概况 

           根据中国机床工具工业协会统计数据,2016 年、2017 年,我国金属切削机床产出约为 122 亿美元、133.5 亿美元,2017 年产值较上年同期增长 9.43%;同期对应产量分别为 78.32 万台、64.30 万台,2017 年产量较上年同期下降 17.88%。金属切削机床产量下降的同时产值上升,意味着我国金属切削机床在产品性能、档次、价格上有所提升。根据国家统计局 新数据显示,2018 年 1-3 月金属切削机床生产 13.1 万台,同比增长 3.1%。近年来随着我国产业结构调整成效显现以及全球经济回暖等因素,金属切削机床市场需求进一步提升,2017 年,我国金属切削机床消费额 184.0 亿美元,同比增长 7.8%;出口 21.8 亿美元,同比增长13.2%;进口 72.3 亿美元,同比增长 18.4%。 

           2016 年,中国数控金属切削机床产量为 25 万台,同比增长 5.07%;根据中国工控网预计,2018 年中国数控金属切削机床产量将达到 26.7 万台,2018-2022 年均复合增长率约为 3.47%,2022 年中国数控金属切削机床产量将达到 30.6 万台。数控金属切削机床的产量持续上升,未来我国金属切削机床在产能规模保持稳定增长的同时,在产品的高速精密化、智能化等方面也将取得显著的进步。 

           3、我国轧辊磨床行业概况 

           轧辊磨床作为现代精密机械加工过程中的基础性生产制造设备,经其精密修复后的轧辊可以用于各类精密金属材料的延展性深度加工,经深度加工的金属产品(如钢铁板材、铝板材、铜板材)广泛应用于机械设备、汽车工业、船舶工业、家电行业、电力设备、高铁机车、建筑、航空航天、纺织造纸行业等国民经济多个领域。同时,除用于各类精密金属材料深加工外,轧辊磨床还被广泛应用于造纸、纺织、精密零部件制造等领域。近年来,随着我国国民经济的持续稳定增长、产业结构的转型升级,上述应用领域的发展对金属材料的质量、精度、性能的要求持续提升,进而促进了对高品质、高性能的轧辊磨床的市场需求。 

           (1)钢铁行业是轧辊磨床应用的第一大行业。钢铁板材(含板、带)生产过程中均需要使用轧辊对轧材进行精细化压延轧制,使之产生连续的塑性形变,以获得达到工艺技术要求的 终产品。根据 Wind 数据统计,我国重点企业钢材板材产量由 2008 年的 18,571.30 万吨增加至 2017 年的 34,228.34 万吨,年化复合增长率达 7.03%。

2008-2017年我国重点企业钢材板材产量情况
   
数据来源:安监局

           根据海关总署统计数据,2012-2016 年,板材进口量是我国钢材总进口量最大的品种,占据绝大部分份额,2016 年板材进口量占比为 83.88%。其中冷轧薄板进口量同比增长 15.39%,近 5 年进口量增长幅度为 31.75%。板材进口量居高不下,说明我国钢铁行业“大而不强”的现状,粗钢及低端钢材过剩,而高档钢材仍需大量进口,主要原因在于:一方面国内铁矿石质量不高,另一方面国内用于板材制造的设备包括轧辊、轧辊磨床等仍与国外钢铁厂商具有一定差距。 

           根据统计数据,2017 年我国钢铁板材产量 37,525 万吨,与 2016 年产量基本相当。钢铁板材被广泛应用于机械制造、汽车工业、造船工业、家电制造等领域,下游市场强劲的需求促进我国钢铁板材仍将呈现长期处于持续增长的态势。 

           2017 年,我国机械行业用钢量约为 1.3 亿吨,以板材为主,约占我国板材需求量的 40%以上。2017 年,由于受到工程机械行业更新换代的影响,挖掘机等重型机械的增长非常明显,挖掘机的产量同比增长速度达 65%以上。其余机械细分领域如工业机器人、交流电动机亦发展良好,产量同比增长 68.9%、8.50%。受益于工程机械的更新换代进程持续、人工智能发展、电网建设及新能源领域建设,预计在 2018 年整个机械行业对钢铁的需求拉动将保持稳中向上的增长趋势。 

           2017 年,我国汽车行业用钢量约为 0.7 亿吨,以板材为主,约占我国板材产量的 20%以上。根据中国汽车工业协会统计数据,2017 年,汽车产销量分别为2,901.54 万辆和 2,887.89 万辆,同比增长 3.19%和 3.04%,其中商用车产销量同比分别增长 13.81%和 13.95%。商用车体量大,重量是普通乘用车的数倍以上,单位车体的钢材消费量也远远超过乘用车。2018 年,商用车尤其是货车的需求量预计仍将维持较高增速,汽车用板材需求仍将持续增长。 

           随着全球贸易的复苏,海运市场明显回升,造船行业也出现了复苏。根据中国船舶工业行业协会统计数据,2017 年度我国造船企业新接船舶订单量 3,223 万载重吨,同比增长 99.32%;造船完工量 3,804 万载重吨,同比增长 5.84%;截至 2017 年末,我国造船企业手持订单量为 8,814 万载重吨,我国船舶制造速度正在加快,对造船用金属压延产品将保持增长。 

           家电行业是金属压延产品重要的应用领域之一。空调、冰箱和洗衣机是家电行业用钢(以板材为主)较大的三个主要品种。2017 年 1-10 月,空调产量同比增长 18.5%,电冰箱产量同比增长 13.70%,洗衣机产量同比增长 3.90%。随着国民经济的稳定发展,人均收入水平不断提高,消费升级的理念越来越深入人心,家电更新换代产生的需求仍将维持在较高水平,家用电器产量预计将维持 2017 年的增速,由此带动家电用钢处于高位需求。 

           综上,钢铁下游市场需求将促进我国钢铁板材长期处于持续增长的态势。与此同时,随着国家 2016 年至今“三去一降一补”政策的推进,钢铁企业在“扩大优质供给”方面逐渐增加了产能转移以及改造升级的力度。根据国家统计局数据显示,我国 2018 年上半年钢厂库存持续下降,钢铁价格仍将在中高位运行,钢厂维持较高的利润,钢铁行业产能升级投资意愿增强。 

           (2)有色金属行业有色金属板带箔材料是轧辊磨床又一重要应用领域,铝材、铜材、钼材等有色金属压延产品生产过程中均需使用轧辊磨床进行轧辊修复。 

           ①铝材

           铝板带箔在家电、包装、建筑、电力电子、交通运输、印刷等行业应用领域非常广泛。我国是亚洲铝板带箔生产第一大国,2005 年我国铝板带箔总产量约286.0 万吨,2015 年总产量为 1,765.2 万吨,复合增长率 19.96%,其中铝箔产量高达到 426.1 万吨,高居世界第一。下游应用领域中,包装用铝箔、建筑装饰用铝箔、电力电子行业用铝箔、交通运输用铝板带、印刷用铝板带从 2005 年至 2015 年年复增长率分别为 25.59%、26.12%、21.44%、14.72%、14.68%,在各领域的应用均得到快速增长。 

           2017 年 1-11 月份,根据我的有色金属网调研数据,全国 40 家铝板带箔企业共生产 532.5 万吨,较去年同期相比增加了 5.43%。 

           未来,越来越严的排放标准将加速乘用车轻量化进程,而汽车轻量化需求主要集中在铝型材和板材,这势必促进市场对高质量铝型材和板材的需求。同时随着人民生活水平及环保意识的提升,铝板带箔在包装行业、建筑行业将会进一步推广使用。 

           ②铜材

           铜板带箔是电气设备如变压器、双金属复合材料(铜包铝等)、引线框架、接插元件、散热器、热交换器、新能源等产品的重要材料。2015 年,我国的铜板带材的产量和消费量约占世界总产量和总消费量的 40% 。 

           国家发改委数据显示,2016 年,全国电网工程完成投资 5,426 亿元,同比增长 16.9%。电力消费的稳步增长,电源、电网工程建设的持续投资,将对电气设备制造业起到强劲的拉动作用,变压器铜带、电线电缆铜带等上游产品的需求将随之相应增长。 

           电子信息产业尤其是集成电路、覆铜板及分立器件领域的发展对接插件用电子电器铜带、计算机主板用换(散)热器铜带、射频线缆铜带、半导体封装用引线框架铜带等铜板带箔材品种产生了大量市场需求。2017 年规模以上电子信息制造业增加值比上年增长 13.8%,增速比 2016 年加快 3.8 个百分点;快于全部规模以上工业增速 7.2 个百分点,占规模以上工业增加值比重为 7.7%。 

           (3)其他领域 

           轧辊磨床应用领域十分广泛,除金属压延产品在众多国民经济领域应用外,轧辊磨床还可被用于造纸、纺织领域的轧辊或筒状物的修复,亦可用于精密零部件制造,相关行业的稳健发展将不断促进市场对轧辊磨床的需求。

资料来源:安监局,观研天下整理,转载请注明出处(TC)


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