1.工业母机的内涵

“工业母机”又称机床，是制造机器的机器，机床将金属或其它材料毛坯加工成各类机器设备，广泛应用于传统机械工业、模具行业、汽车工业、电力设备、铁路机车、船舶制造、航空航天工业等领域，是一国制造业精度、效率和品质的起点。

机床主要分为金属切削机床和金属成形机床两大类[0]。其中，金属切削机床最有代表性，2023年1-5月，占全国机床产量76%[1]。金切机床按加工性质和所用刀具可分为车床、铣床、镗床、钻床、磨床等众多品类，通过切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件。金属成形机床包括剪板机、冲床、锻压机床等，通过配套模具对金属施加作用力使其发生物理形变从而得到想要的几何形状。

数控机床是机床高端化趋势。数控机床通过数字控制系统实现精度补偿和优化控制，具有高精度、高效率的特点。联动轴数量通常是衡量机床先进程度的重要标准，高端数控机床通常具有四轴或四轴以上联动控制功能，用于加工表面形状复杂且精度要求较高的加工件，如汽轮机、燃气轮机、航空发动机特殊型面的零件。

2.工业母机的重要性

机床在制造业中具有基础性、战略性作用，是国家基础制造能力的综合体现，对涉及国家安全的关键领域起重要支撑。

从产业发展角度看，我国虽是世界最大工业国，但长期处于全球产业链中低端，需加快推进产业转型升级。近年来，随着新能源汽车、航空航天等高端制造业逐步兴起，我国对精密零部件加工的要求日益提升，高端数控机床至关重要。

从国家安全角度看，高端数控机床是高端制造业发展的关键环节，在航空装备、燃气轮机等关乎国家安全的领域发挥重要作用。面对日益复杂的国际环境，必须确保核心关键环节自主可控，推动高端数控机床的国产替代将提升我国产业链供应链韧性和安全水平。

3.工业母机在中国的发展现状

当前，我国机床行业规模居全球第一，中低端基本实现国产替代，但高端基本依赖进口。随着产业转型的逐步推进，国内市场对高端机床的需求日益增长，为机床行业带来了发展契机。

我国机床行业市场份额远超其他国家。在生产端，2022年全球机床行业总产值达803亿欧元，中国以257亿欧元稳居第一，占全球32%，分别比第二和第三的日本、德国高出19.7和19.9个百分点。在消费端，2022年全球机床消费额为808亿欧元，中国同样以260亿欧元居第一位，占比32%，分别比第二和第三的美国、德国高出20.2和25.6个百分点[2]。

图 1 2022年全球机床产值前五国家市场结构情况（亿欧元；%）

数据来源：VDM德国机械工业网

近二十年我国金属加工机床市场发展走势呈倒V型，当前将迎来周期性回暖。头十年，我国机床消费额快速增长，在2011年达到顶峰，2001至2011年消费额从39.7亿美元上涨至390.9亿美元，年均复合增长25.7%；此后十年，机床行业受国内产能调整影响迎来下行周期，2021年消费额仅为279亿美元[3]。从设备使用周期来看，机床产品的最佳寿命通常在十年左右，上一轮机床消费高点是2011年，意味着我国即将开始新一轮的存量替换。从宏观环境看，我国正处于产业结构调整升级的关键阶段，高端制造业比重不断上升，对高精度、高效率的数控机床有巨大需求。

图 2 中国金属加工机床消费额（亿美元）

资料来源：中国机床工具工业协会，国海证券研究所，中大咨询

我国基本实现中低端机床国产化，但高端机床依赖进口。根据《机械工业“十四五”发展纲要》，我国高端数控机床自给率不足10%。目前，技术含量最高的五轴联动数控机床主要被德国、日本和美国占据。科德数控在2022年年度报告中提到，目前能够实现自主研制和生产五轴联动数控机床的国内企业较少，国产机床难以满足国内市场需求。2021年，我国对德国机床进口额达13.89亿欧元，同比增长24.26%，对德国机床出口额达1.57亿欧元,逆差比2020年扩大2.35亿欧元。

国内机床企业规模相对较小。2022年,国内龙头企业营收普遍在30至50亿元之间，如创世纪、秦川机床和海天精工，营收分别为45.27亿元、41.01亿元和31.77亿元；而全球前五机床企业平均营收为269.04亿元，其中山崎马扎克营业收入355.14亿元，位居全球第一位。

国内机床企业综合技术水平有所提高，但在数控化水平、数控系统、功能部件等方面与国外仍存差距。数控化率方面，我国机床产量数控化率快速提升，2015-2022年从31.6%上升至48%[4]，但日本机床的数控化率基本稳定在98%左右,国产机床仍有较大提升空间。数控系统方面，国产系统的功能完备性不足，可靠性仍待提升，完备性上，国外高档数控系统具备高速程序预处理、多种样条曲线插补、空间刀补、RTCP等技术，国内企业如华中数控、广州数控已拥有部分功能，但尚不完善；在可靠性上，国内一流企业的MTBF为10000h，而世界一流企业为30000h[5]。功能部件方面，电主轴是数控机床的核心元件，我国只有少数企业可研发生产部分产品，如洛阳轴承、广州昊志电机，但依然难以应用于高端机床生产。我国的电主轴在主轴电机、轴承技术、润滑技术和冷却技术方面与瑞士、德国等国外厂商存在差距。

图 3 中国金属加工机床数控化率

数据来源：观研天下，秦川机床2022年年度报告，中大咨询

4.顶层导向与政策部署

为满足国内产业升级需求，应对国外技术封锁挑战，国家从顶层设计到具体的推广应用目录均做了全面部署，支持机床行业健康发展及高端机床国产替代。

党的二十大把“安全”放在重要位置，要求“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”，“实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程”，“在关系安全发展的领域加快补齐短板”。顶层导向表明，我国将围绕产业链安全的关键环节，着力补齐发展短板，其中高端机床的自主可控对保障我国经济产业安全至关重要。

多部委多部门联合协同推进，为机床行业营造良好政策环境。2019年，工信部、发改委等十三部门印发《制造业设计能力提升专项行动计划，推动高档数控机床、工业机器人等制造业短板领域，以及节能环保、人工智能等领域实现原创设计突破。同年发布《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录》，鼓励企业实现重大技术突破，对数控机床、加工中心等做了参数规定。

2021年，国家“十四五”规划要求，要培育先进制造业集群，推动高端数控机床等产业创新发展。此后，多省市针对当地情况出台数控机床发展政策。如上海出台《战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》，推动高端机床等成套装备与系统的工程应用和产业化；江苏出台条例，支持装备制造业研制数控机床、工业机器人等数字化设备。同年，工信部等八部门出台《“十四五”智能制造发展规划》，要求“十四五”末，突破一批包括智能数控系统、高精度数控磨床等工业母机、智能工作母机。

2022年7月，由国家产业基础专家委员会编制的《产业基础创新发展目录》为各级政府部门确定支持重点起到决策支撑作用，也为各类金融机构服务于实体产业提供指引。目录中与数控机床相关的内容有汽车用自动换刀无极变速电主轴、高档数控机床CAM软件、数控机床性能监测系统等。

2023年6月，工信部等五部门发布《制造业可靠性提升实施意见》，要求重点提升工业母机用导轨、主轴、数控系统等关键专用基础零部件和高端轴承、精密齿轮等通用基础零部件可靠性水平，提升五轴联动加工中心、重型数控机床等整机装备的可靠性水平。

随着我国数控机床的进步，与2019年相比，近两年新推出的政策更加聚焦补强弱点，将功能部件、数控系统、工业软件等作为重点突破领域。

[0] 《2020中国机床工具工业年鉴》

[1] 中国机床工具工业协会

[2] VDM 德国机械工业网

[3] 中国机床工具工业协会

[4] 秦川机床2022年年度报告

[5] 《中外高端数控系统差距分析及对策》郭远东

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