2021年機床行業發展政策環境分析及市場需求規模前景研究預測
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近年來,國家針對數控機床和工業機器人核心功能部件行業制定了一系列的產業政策對其進行全方位的引導和扶持,為行業發展提供了良好的政策環境。其中主要發展規劃和相關產業政策如下:
序號 | 文件名稱 | 重點內容 |
1 | 《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)(國發[2005]第044號) | 確立“高檔數控機床與基礎制造技術”為16個重大專項之一;長期目標:基本實現高檔數控機床、工作母機、重大成套技術裝備、關鍵材料與關鍵 零部件的自主設計制造。 |
2 | 《關于加快推進工業強基的指導意見》(工信部規(2014)67號) | 目標指出,到2020年,我國工業基礎領域創新能力明顯增強,關鍵基礎材料、核心基礎零部件(元器件)保障能力大幅提升,基本實現關鍵材料、核心部件、整機、系統的協調發展; |
3 | 《國務院關于印發<中國制造2025>的通知》(國發[2015]28號) | 圍繞實現制造強國的戰略目標,明確了9項戰略任務和重點,提出大力推動重點領域突破發展,聚焦新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人等十大重點領域;在高檔數控機床領域,開發一批精密、高速、高效、柔性數控機床與基礎制造裝備及集成制造系統,加快高檔數控機床、增材制造等前沿技術和裝備的研發。以提升可靠性、精度保持性為重點,開發高檔數控系統、伺服電機、軸承、光柵等主要功能部件及關鍵應用軟件,加快實現產業化;圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人,以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用需求,積極研發新產品,促進機器人標準化、模塊化發展,擴大市場應用。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統集成設計制造等技術瓶頸。 |
4 | 《工業和信息化部發展改革委財政部關于印發<機器人產業發展規劃(2016-2020年)>的通知》(工信部聯規[2016]109號) | 通過發展高強度耐磨材料技術、加工工藝優化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索,發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器;通過工業轉型升級、中央基建投資等現有資金渠道支持機器人及其關鍵零部件產業化和推廣應用;利用中央財政科技計劃(專項、基金等)支持符合條件的機器人及其關鍵零部件研發工作;通過首臺(套)重大技術裝備保險補償機制,支持納入《首臺(套)重大技術裝備推廣應用指導目錄》的機器人應用推廣;根據國內機器人產業發展情況, 逐步取消關稅減免政策,發揮關稅動態保護作用;落實好企業研發費用加計扣除等政策,鼓勵企業加大技術研發力度、提升技術水平。 |
5 | 《國務院關于印發“十三五”國家科技創新規劃的通知》(國發[2016]43號) | 以智能、高效、協同、綠色、安全發展為總目標,構建網絡協同制造平臺,研發智能機器人、高端成套裝備、三維(3D)打印等裝備,夯實制造基礎保障能力;開展下一代機器人技術、智能機器人學習與認知、人機自然交互與協作共融等前沿技術研究,攻克核心部件關鍵技術,工業機器人實現產業化,服務機器人實現產品化,特種機器人實現批量化應用。 |
6 | 《關于印發鼓勵進口技術和品目錄(2016年版)的通知》(發改產業(2016)1982號) | 將“高速、精密主軸設計制造技術”、“高精、高速數控轉臺設計制造技術”、“全數字高檔數控裝置、全數字交流伺服電機、主軸電機及驅動裝置設計制造技術”、“高速、高剛度大功率電主軸及驅動裝置設計制造技術”、“大扭矩力矩電機及驅動裝置設計制造號)技術”、“大推力直線電機及驅動裝置設計制造技術”、“工業機器人關鍵零部件設計制造技術(如減速器、控制系統等)”列為鼓勵引進的先進技術,將“四軸以上聯動的高 速、精密數控機床及配套數控系統、伺服電機及驅動裝置、功能部件、刀具、量具、量儀及高檔磨具磨料制造”列為鼓勵發展的重點行業。 |
7 | 《工業和信息化部財政部關于印發智能制造發展規劃(2016-2020年)的通知》工信部聯規[2016]349號) | (創新產學研用合作模式,研發高檔數控機床與工業機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備五類關鍵技術裝備;圍繞新一代信息技術、高檔數控機床與工業機器人等關鍵環節的深度應用。 |
8 | 《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》(國發〔2016〕67號) | 加快高檔數控機床與智能加工中心研發與產業化,突破多軸、多通道、高精度高檔數控系統、伺服電機等主要功能部件及關鍵應用軟件,開發和推廣應用精密、高速、高效、柔性并具有網絡通信等功能的高檔數控機床、基礎制造裝備及集成制造系統。突破智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備、智能農業機械裝備。 |
9 | 《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規 劃綱要》(2016-2020年) | 實施高端裝備創新發展工程,明顯提升自主設計水平和系統集成能力。實施智能制造工程,加快發展智能制造關鍵技術裝備,強化智能制造標準、工業電子設備、核心支撐軟件等基礎 |
10 ? | 促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(工業和信息化部) | 到2020年,部分關鍵技術取得突破,實現20家以上應用示范;高檔數控機床智能化水平進一步提升,具備人機協調、自然交互、自主學習功能的新一代工業機器人實現批量生產及應用。 |
11 | 工業和信息化部關于促進制造業產品和服務質量提升的 實施意見(2019年9月) | 加快推進智能制造、綠色制造,提高生產過程的自動化、智能化水平,降低能耗、物耗和水耗。 |
12 | 產業結構調整指導目錄(2019年本) | 在鼓勵類產業機械部分增加“機器人用關鍵零部件:高精密減速器、高性能伺服電機和驅動器、全自主編程等高性能控制器、傳感器、末端執行器等” |
在國家產業政策的積極引導和扶持下,我國高端裝備制造業的振興步伐將得到加快,進而推動國內數控機床、機器人等裝備產業的升級,同時為配套的核心功能部件行業的發展提供良好的政策和市場環境。
中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國機床行業市場分析及投資可行性研究報告》
行業前景驅動:
(1)國內機床行業發展前景長期向好,驅動功能部件行業持續發展:數控機床是裝備制造業的“工作母機”,一個國家的機床行業技術水平和產品質量,是衡量其裝備制造業發展水平的重要標志。我國機床行業經過多年的快速發展,產業規模、消費總額已連續多年位居世界首位。根據中國機床工具工業協會的相關數據,“十一五”期間,我國機床行業快速發展,行業總產值從2005年的1,259.6億元增長至2010年的5,536.8億元,年均復合增長率達34.46%。2012年以來,受全球宏觀經濟不景氣、國內制造業投資收緊、需求乏力等不利因素影響,我國機床工具行業整體需求持續低迷。
機床工具行業屬于周期性行業,行業景氣度與國民經濟周期具有較強的相關性。國家統計局的數據顯示,“十一五”期間,我國城鎮固定資產投資年均增速達26.3%,這為我國機床工具行業的發展提供了有力支撐。2012-2019年期間,我國城鎮固定資產投資增速處于持續下滑態勢,其中,2018年同比僅增長0.7%,而2019年增速降至-13.2%,固定資產投資增速的降低甚至負增長對我國機床工具行業規模的增長造成較大不利影響。伴隨著國家穩定經濟發展的相關政策的陸續出臺以及生產、消費等逐步恢復,我國在2020年城鎮固定資產投資達到518,907億元,同比增長2.9%。未來隨著城鎮固定資產投資逐步增長,我國機床工具行業的發展有望呈現回暖態勢。
雖然我國已連續多年位居世界機床消費總額第一位,但2019年我國金屬加工機床人均機床消費額僅15.9美元,而日本、德國、意大利的人均機床消費額已分別達47.2美元、95.2美元和72.1美元,我國距離發達國家的機床使用水平尚有較大差距。從長期來看,隨著我國制造業不斷升級,以及勞動力成本逐年提高,人口紅利逐步消失,制造業的智能化、自動化升級將為我國數控機床行業帶來良好的發展機遇,我國數控機床行業總體發展前景向好。
(2)我國機床行業需求結構不斷升級,中高檔數控機床需求旺盛:從產品結構來看,近年來,隨著國家產業政策引導制造業逐步淘汰落后產能,加速推動產業結構升級,促使下游企業對數控機床的加工精度、效率、質量、穩定性和可靠性等方面的要求不斷提高,我國機床行業的需求結構不斷升級,中高檔數控機床需求旺盛,尤其是5G設備、新能源汽車、智能穿戴設備等新興行業和精密模具、電子與通訊設備、航空航天裝備、軌道交通裝備、汽車、船舶、工程機械、3D打印、醫療器械等高端制造業的快速發展,以及新材料、新技術的不斷應用,有力的拉動了具有高速度、高精度、復合化、柔性化、多軸聯動、智能化、大功率、環保化等特點的中高檔數控機床的市場需求,為機床工具行業帶來了新的發展機遇。
根據中國機床工具工業協會的分析,2020年我國全年機床工具進出口保持了自2019年6月以來的順差態勢,海關總署的數據顯示,2017至2019年,我國數控機床累計進口臺數分別為1.37萬臺、1.44萬臺與1.03萬臺,進口規模分別為29.08億美元、33.79億美元和28.98億美元,平均單價分別為21.24萬美元、23.45萬美元和28.08萬美元。從上述數據可見,雖然我國數控機床進口數量和規模在2019年均有所下降,但平均單價逐年上升,一方面,顯示出我國高檔數控機床在技術水平上與國外仍存在一定差距,中高端產品的進口需求仍然巨大;另一方面,隨著我國數控機床行業整體技術水平的提升,部分領域已經能夠實現進口替代,國內企業的進口需求有所下降。
(3)國產功能部件進口替代趨勢明顯,市場空間廣闊:數控機床的功能部件主要包括數控系統、主軸、電機、驅動、絲杠、導軌、刀庫、擺頭和轉臺等,上述功能部件是數控機床的單元技術載體,決定了數控機床整機性能水平的高低。我國功能部件行業的發展相對緩慢,產業化和專業化程度低,電主軸、滾珠絲杠、數控刀架、數控系統、伺服系統等雖已形成一定的生產規模,但僅能滿足中低檔數控機床的配套需要,國產中高檔數控機床采用的功能部件仍嚴重依賴進口,價格昂貴、交貨期長,使得國產中高檔數控機床價格居高不下,嚴重影響了其市場競爭力。我國功能部件發展的滯后,已成為影響我國數控機床發展的瓶頸。《<中國制造2025>重點領域技術路線圖》提出:到2020年,高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過70%,主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率達到50%;到2025年,高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過80%,主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率達到80%。功能部件的國產化不僅有利于縮短機床產品的開發制造周期,而且有助于降低機床生產企業的研發和制造成本,增強數控機床的價格競爭優勢。因此,不斷提高我國數控機床功能部件的技術水平,加快推進其產業化進程,進而全面實現進口替代,是全面提升我國數控機床行業的制造水平和國際競爭力的必由之路,這將為國內功能部件制造商帶來巨大的發展機遇。
(4)工業機器人行業需求快速發展,產業保持增長:
工業機器人是一種半自主或全自主工作的機器,集現代制造技術、新型材料技術和信息控制技術為一體,是智能制造的代表性裝備。隨著工業機器人下游應用領域的多元化以及應用技術的不斷成熟,全球工業機器人需求不斷增長,根據IFR的統計數據,2010年全球工業機器人銷量僅為12.1萬臺,到2018年已大幅增長至42.2萬臺,2010年至2018年期間的年均復合增長率達16.90%,雖然2019年全球工業機器人銷量同比下滑0.24%,但IFR預計到2022年全球工業機器人銷量仍將增長至59.1萬臺,2019年至2022年年均復合增長率有望達到11.97%。
近年來,隨著我國人口紅利逐漸減弱,勞動人口短缺、人力成本上升等問題日益凸顯,再加上國家大力推進供給側改革,以化解低端過剩產能,加快產業結構升級,工業機器人等高端裝備憑借其生產的高效性、一致性、穩定性、精準性以及可在高危環境中工作等優勢,逐步開始替代部分人工,市場規模實現了快速增長。根據IFR的統計數據,我國從2013年起已經連續六年成為全球最大的工業機器人市場,2018年的工業機器人產量達14.76萬臺,2016年至2018年的年均復合增長率高達42.80%。受宏觀經濟景氣度下降,以及汽車、3C電子等行業需求放緩等因素影響,2018年以來我國工業機器人需求出現放緩,工業機器人產量從2018年9月起至2019年9月均呈同比下滑態勢。自2019年10月起,隨著國家宏觀調控政策的陸續實施以及下游制造業的逐步復蘇,工業機器人市場需求逐漸恢復,國內工業機器人產量重新呈現同比增長態勢。2020年以來,疫情的爆發和蔓延給工業機器人行業的下游市場需求帶來了較大的不確定性,但本次疫情也加速了制造業企業自動化水平提升的進程,以減少在突發事件下對于人工的依賴,整體而言,工業機器人產業長期向好的趨勢不會改變。我國工業機器人市場的快速發展,也吸引了國際領先的機器人生產商在中國市場進行布局,其在國內的工廠多數也已投產,并憑借著成熟的技術和完整的產品線,在國內市場取得了較高的市場份額。其中,ABB、發那科、庫卡及安川電機四家國際巨頭占據了近60%的市場份額。國內自主品牌機器人本體公司起步相對較晚,在技術、工藝的積累上與國際巨頭相比仍有差距,但憑借著高性價比和本土化服務的優勢,也占據了一定的市場份額,且市場占有率不斷提高,自主品牌機器人本體市場占有率已經從2014年的不足10%提升到2018年的28%。隨著減速器等關鍵零部件國產化的加速,有助于推動國內自主品牌工業機器人市場份額的持續提升。
總體來看,在國家產業政策支持,以及制造業產業升級、勞動力短缺與人力成本持續上升、科技水平不斷進步等綜合因素共同作用下,預計我國工業機器人市場未來仍將保持良好增長態勢。
(5)運動控制及其核心功能部件應用領域不斷擴大,市場需求不斷擴大運動控制是在復雜條件下,將預定的控制方案、規劃指令轉變為期望的機械運動,從而實現對機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉矩或力矩的控制等。
一般情況下,運動控制系統由人機交互界面、運動控制器、伺服驅動器、伺服電機、編碼器等核心功能部件構成。人機交互界面用于系統操作人員將運動指令下達給運動控制器,同時用于監控系統的運動狀態;運動控制器接受操作指令后進行運動軌跡規劃,向伺服驅動器發送控制信號;伺服驅動器將控制信號轉變為電流和電壓信號;伺服電機按照所設定的力矩、速度、位置等指令信號完成相應的運動;編碼器將將檢測到的移動部件的實際位移量進行位置反饋,以糾正伺服電機執行動作的偏差,從而形成運動控制閉環。
運動控制產品是工業自動化設備的核心部件,在產品標準化生產、勞動力替代、生產效率提高、產品質量的可靠性和一致性提升等方面發揮著重要作用,目前已廣泛應用于機床工具、機器人、工業生產、包裝、醫療設備、化學、紡織、制藥、通訊、印刷、食品、塑料、造紙、航空航天、智能化設備行業等多個工業領域。
受益于國內制造業產業升級、工業自動化水平不斷提高,以及自動化設備行業需求結構調整,運動控制產品的應用領域不斷擴大,市場容量持續增長。根據中國工控網的數據,2014年-2018年我國通用運動控制行業發展迅猛,2018年我國通用運動控制行業市場規模達120.00億元,與2014年相比增幅達64.50%,復合增長率達到13.25%。運動控制器和伺服系統(主要由伺服驅動器、伺服電機及其他部件組成)是運動控制系統的兩個重要環節,是智能制造裝備的核心功能部件。國內通用運動控制器市場規模在2014-2018年期間的年均復合增長率為12.12%,2018年國內通用運動控制器市場規模達到6.40億元。伴隨著國內制造業產業升級、工業自動化水平不斷提高,以及自動化設備行業需求結構調整,運動控制器產品的應用領域不斷擴大,市場規模存在繼續增長的動力和空間。