摘要：盡管國產高端機床數(shù)控系統(tǒng)與國外相比在功能、性能和可靠性方面仍存在一定差距，但近年來在多軸聯(lián)動控制、功能復合化、網(wǎng)絡化、智能化和開放性等領域也取得了一定成績，市場規(guī)模持續(xù)上漲。2023年我國機床數(shù)控系統(tǒng)市場規(guī)模達144.83億元，同比增長4.66%。

一、定義及分類

機床數(shù)控系統(tǒng)指根據(jù)計算機存儲器中存儲的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過利用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制，極大提高了零件加工的精度、速度和效率。根據(jù)控制系統(tǒng)，機床數(shù)控系統(tǒng)可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)三類。開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是一種輸出獨立于輸入的系統(tǒng)，信號流是單向的，因而系統(tǒng)穩(wěn)定性好，且結構簡單、工作穩(wěn)定、調試方便、維修簡單、價格低廉，但精度和速度不高、驅動力矩不大。一般用于經濟型數(shù)控機床。閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是直接對運動部件的實際位置進行檢測，具有很高的位置控制精度。但由于位置環(huán)內許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調試都相當困難。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)從驅動裝置或絲杠引出，采樣旋轉角度進行檢驗，不是直接檢測運動部件的實際位置。 其結構簡單、測試方便、精度相較于開環(huán)系統(tǒng)更高，因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛的應用。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

機床數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)主管部門主要為國家發(fā)展和改革委員會、科技部、工業(yè)和信息化部等行政機構，行業(yè)自律組織包括中國機械工業(yè)聯(lián)合會、中國機床工具工業(yè)協(xié)會等。

國家發(fā)展和改革委員會主要負責提出加快建設現(xiàn)代化經濟體系、推動高質量發(fā)展的總體目標、重大任務以及相關政策，牽頭推進供給側結構性改革，推動實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，會同有關部門擬訂推進經濟建設與國防建設協(xié)調發(fā)展的戰(zhàn)略和規(guī)劃，承擔國務院振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地領導小組等有關具體工作?？萍疾恐饕撠煍M訂國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略方針以及科技發(fā)展、引進國外智力規(guī)劃和政策并組織實施，編制國家重大科技項目規(guī)劃并監(jiān)督實施。工業(yè)和信息化部主要負責提出新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略和政策，推進產業(yè)結構戰(zhàn)略性調整和優(yōu)化升級，推進信息化和工業(yè)化融合，推進軍民結合、寓軍于民的武器裝備科研生產體系建設；組織實施有關國家科技重大專項。

中國機械工業(yè)聯(lián)合會主要負責調查研究機械行業(yè)經濟運行、企業(yè)發(fā)展等方面的情況，向政府反映行業(yè)企業(yè)的意見和訴求，為政府部門制定行業(yè)技術經濟政策、貿易政策和行業(yè)結構調整等提供建議和咨詢服務；組織制定、修訂機械工業(yè)國家和行業(yè)標準、技術規(guī)范，并組織宣傳貫徹；組織行業(yè)科技成果評獎并推薦國家級科學技術進步獎等。中國機床工具工業(yè)協(xié)會主要負責調查研究機床工具行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，向政府反映行業(yè)、企業(yè)的要求；接受政府部門委托，提出行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、產業(yè)政策等方面的建議，承擔機床工具行業(yè)的產業(yè)損害預警工作；舉辦機床展覽會等。

2、行業(yè)相關政策

機床數(shù)控系統(tǒng)產業(yè)是國家戰(zhàn)略性的高技術產業(yè)，數(shù)控技術是關系國家安全、裝備制造業(yè)振興的核心技術。為實現(xiàn)機床數(shù)控系統(tǒng)持續(xù)、快速、健康發(fā)展，國家大力支持數(shù)控系統(tǒng)國產化，推動機床制造企業(yè)和數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)建立長效合作機制，提升數(shù)控系統(tǒng)等基礎配套件的市場占有率，為機床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。2024年3月，國務院印發(fā)《推動大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新行動方案》，提出推廣應用智能制造設備和軟件，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設和普及應用，培育數(shù)字經濟賦智賦能新模式。布局到2027年，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率、關鍵工序數(shù)控化率分別超過90%、75%。

三、行業(yè)壁壘

1、技術與創(chuàng)新壁壘

機床數(shù)控系統(tǒng)是集計算機、電子、電氣、自動化、機械等技術于一體的高科技產品，需要強大的研發(fā)、設計、工藝等方面能力的綜合支持。數(shù)控裝置和伺服驅動裝置的設計和研發(fā)需要長期的技術積累，需要大量高科技、多學科、創(chuàng)新型技術人才協(xié)作開發(fā)。因此，具備較強的創(chuàng)新能力以及技術積累成為行業(yè)新進入者的重要門檻之一。

2、資金壁壘

機床數(shù)控系統(tǒng)生產主要包括數(shù)控板卡生產、部件裝配、質量檢測和功能測試等。除了常規(guī)的電子產品所需的儀器、儀表、工具等設備外，還需要大量專用的質量檢測、產品中試設備以及相關工藝和技術，從而要求企業(yè)在生產工藝研發(fā)、技術創(chuàng)新、生產設備購置、流動資金等方面需要持續(xù)、大量地投入資金，形成較高的資金壁壘。

3、品牌及市場聲譽壁壘

機床數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的“大腦”，其性能和穩(wěn)定性極大程度決定數(shù)控機床的工作效率，因此下游廠商在選購數(shù)控系統(tǒng)供應商時非常注重品牌影響力以及市場聲譽。同時，下游客戶匹配機床數(shù)控系統(tǒng)時需經過長時間的設備調試、人員培訓等，從而對已沿用的機床數(shù)控系統(tǒng)品牌具有一定的依賴性和延續(xù)性。因此，在激烈的市場競爭中，機床數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)的品牌和市場聲譽對新的廠商形成一定的壁壘。

四、產業(yè)鏈

1、行業(yè)產業(yè)鏈分析

機床數(shù)控系統(tǒng)產業(yè)鏈上游包括芯片、傳感器、電子器件、伺服系統(tǒng)等，均為處于穩(wěn)定發(fā)展階段的高科技行業(yè)，其高新技術成果可以為機床數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供良好的技術基礎。目前，國內數(shù)控機床的計算芯片和功率模塊以進口為主，部分伺服驅動系統(tǒng)已經國產化替代，但是產品性能與國外產品還有一些差距。

產業(yè)鏈下游主要為數(shù)控機床制造商，終端應用于航空航天、汽車制造、消費電子、船舶、紡織等多個領域。機床是生產一切工業(yè)品的基礎設備，故被稱為“工業(yè)母機”。隨著汽車、航天航空、消費電子、工程機械、精密模具等主要下游應用的發(fā)展，對機床的效率和精度都提出了更高的要求，從而對機床數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度要求較高。且隨著制造業(yè)的轉型升級和智能化發(fā)展，下游行業(yè)對機床數(shù)控系統(tǒng)的需求將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。中國機床數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)產業(yè)鏈如下圖所示：

機床數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)產業(yè)鏈

芯片

蘇州國芯科技股份有限公司

珠海航宇微科技股份有限公司

吉林華微電子股份有限公司

紫光國芯微電子股份有限公司

杭州士蘭微電子股份有限公司

傳感器

歌爾股份有限公司

漢威科技集團股份有限公司

華潤微電子有限公司

格科微電子(上海)有限公司

中國電子科技集團有限公司

電子器件

上海韋爾半導體股份有限公司

紫光國芯微電子股份有限公司

中芯國際集成電路制造有限公司

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司

伺服系統(tǒng)

浙江禾川科技股份有限公司

江西特種電機股份有限公司

上海鳴志電器股份有限公司

福建睿能科技股份有限公司

深圳市雷賽智能控制股份有限公司

上游

武漢華中數(shù)控股份有限公司

科德數(shù)控股份有限公司

上海維宏電子科技股份有限公司

新代科技股份有限公司

中游

數(shù)控機床制造商

下游

航空航天

汽車制造

電子

船舶

終端

2、行業(yè)領先企業(yè)分析

（1）武漢華中數(shù)控股份有限公司

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，是國產中、高檔數(shù)控系統(tǒng)研究和產業(yè)化基地，國產數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)首家上市公司，主營業(yè)務包括數(shù)控系統(tǒng)配套、工業(yè)機器人及智能制造等。華中數(shù)控作為國產中高檔數(shù)控系統(tǒng)的創(chuàng)新型企業(yè)，主要為各類數(shù)控機床企業(yè)和汽車、3C、木工、磨床及高端重點領域等用戶提供數(shù)控系統(tǒng)配套和服務，助力機床行業(yè)轉型升級，實現(xiàn)數(shù)控機床從數(shù)字化向智能化發(fā)展，引領智能數(shù)控發(fā)展新趨勢。2023年，華中數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)業(yè)務收入為8.92億元，同比增長26.22%；毛利率為38.65%。

（2）上海維宏電子科技股份有限公司

上海維宏電子科技股份有限公司成立于2007年，是一家提供數(shù)字化制造核心技術產品及整體解決方案的高科技企業(yè)，主營業(yè)務為研發(fā)、生產和銷售工業(yè)運動控制系統(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，產品目前主要應用在數(shù)控機床上。2023年，針對行業(yè)發(fā)展新形勢，維宏股份持續(xù)保證高強度研發(fā)投入，及時調整市場布局和產品結構，各項經營指標穩(wěn)中有升。2023年，維宏股份營業(yè)收入為4.41億元，同比增長13.87%。

五、行業(yè)現(xiàn)狀

我國對機床數(shù)控系統(tǒng)技術的研究始于1958年，經過幾十年的發(fā)展，已形成具有一定技術水平和生產規(guī)模的產業(yè)體系。國內機床數(shù)控系統(tǒng)設計廠商通過不斷提升技術水平和生產能力，不斷滿足下游行業(yè)對機床數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度的要求，保持了市場的穩(wěn)定供應。盡管國產高端機床數(shù)控系統(tǒng)與國外相比在功能、性能和可靠性方面仍存在一定差距，但近年來在多軸聯(lián)動控制、功能復合化、網(wǎng)絡化、智能化和開放性等領域也取得了一定成績，市場規(guī)模持續(xù)上漲。2023年我國機床數(shù)控系統(tǒng)市場規(guī)模達144.83億元，同比增長4.66%。預計在國家政策的支持以及國內企業(yè)不斷追求創(chuàng)新的背景下，中國機床數(shù)控系統(tǒng)市場規(guī)模將持續(xù)擴大，到2027年，市場規(guī)模有望達到177億元。

六、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）國家利好政策持續(xù)發(fā)力

數(shù)控機床等智能裝備是保證國民經濟發(fā)展的基礎性行業(yè)，是衡量國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。作為數(shù)控機床的核心，機床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展近年來受到國家的高度重視，政策支持力度不斷加大。國民經濟的穩(wěn)定快速發(fā)展和國家對產業(yè)的政策支持，為國產機床數(shù)控系統(tǒng)提供了更大的市場空間和難得的發(fā)展機遇。

（2）下游需求增長提供發(fā)展動力

機床數(shù)控系統(tǒng)的終端應用領域幾乎涵蓋了裝備制造業(yè)的所有領域，包括通信設備、消費電子、工程機械、汽車工業(yè)、能源動力設備、新能源設備等各行業(yè)。我國經濟的快速發(fā)展、固定資產投資額的持續(xù)增長必將促進下游行業(yè)的穩(wěn)定增長，從而直接拉動機床數(shù)控系統(tǒng)消費。同時，通信設備、電源設備、消費類電子等均為朝陽行業(yè)，具有較大的發(fā)展?jié)摿εc發(fā)展空間，從而驅動國產機床數(shù)控系統(tǒng)市場需求不斷擴大。

（3）產業(yè)集中速度加快

目前，國內機床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)?；髽I(yè)較少，整體技術水平不高，主要集中在中低端市場。隨著競爭格局的改變，通信設備、電源設備、消費類電子、汽車零部件及無人機行業(yè)等下游領域逐漸形成了一批行業(yè)巨頭，其對供應商的產品品質、研發(fā)實力、價格水平、交貨期限都提出了更高的要求，從而推動行業(yè)內優(yōu)勢企業(yè)經營規(guī)模持續(xù)擴大，行業(yè)集中度進一步提高。

2、不利因素

（1）技術水平相對落后

目前，我國機床產品種類、產銷量均取得長足進步，但由于國產機床數(shù)控系統(tǒng)技術發(fā)展相對落后，導致我國機床行業(yè)整體數(shù)控化率偏低，其精度和穩(wěn)定性仍有待改善。同時，低技術水平的機床數(shù)控系統(tǒng)競爭激烈，國內企業(yè)自行開發(fā)能力較差，配套的高質量芯片、傳感器等原材料主要依靠進口，使國內企業(yè)在系統(tǒng)創(chuàng)新、產品研發(fā)等方面受到技術限制。

（2）缺乏專業(yè)人才

機床數(shù)控系統(tǒng)是結合多種技術和多類學科的復雜產品，其研發(fā)、設計需要富有經驗的高水平研發(fā)團隊和生產管理團隊。目前，我國不僅缺乏熟悉數(shù)控機床機械結構及數(shù)控系統(tǒng)軟硬件知識、同時有扎實的專業(yè)理論知識并積累了大量的實踐經驗的復合型人才；還缺乏精通數(shù)控系統(tǒng)電氣設計、技術創(chuàng)新的數(shù)控技術高級人才。同時，國內專業(yè)技術人才大多依賴企業(yè)自主培養(yǎng)，人才成長周期較長，從而導致我國人才缺口不斷擴大。

（3）市場競爭激烈

上世紀八十年代以來，發(fā)達國家數(shù)控技術發(fā)展迅速，形成了一批專業(yè)的機床數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商，占據(jù)國際市場中、高檔機床數(shù)控系統(tǒng)絕大部分市場份額。隨著我國機床進入轉型升級關鍵時期，國內機床數(shù)控系統(tǒng)市場潛力巨大，國際知名品牌開始瞄準中國市場發(fā)力，依托其技術、品牌影響力等優(yōu)勢占據(jù)我國高端市場，擠壓本土企業(yè)生存空間，市場競爭日益激烈。

七、競爭格局

我國高端機床數(shù)控系統(tǒng)市場空間和發(fā)展?jié)摿捎^，但由于我國發(fā)展起步較晚，總體來看，日本三菱、德國西門子、海德漢等大型外資企業(yè)的市場占有率仍高于內資企業(yè)。目前，國產經濟型機床數(shù)控系統(tǒng)由于順應了大多數(shù)中國用戶的實際使用水平和機床制造企業(yè)數(shù)控技術配套要求，加上價格優(yōu)勢得到了廣大用戶的認同，已形成了規(guī)模優(yōu)勢。本土機床數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)主要分布在中部地區(qū)、長江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)等，整體呈現(xiàn)以華中數(shù)控、廣州數(shù)控、科德數(shù)控、維宏股份等為代表的產業(yè)布局。這些企業(yè)的發(fā)展速度相對較快，產銷量占國產機床數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)產銷總量70%以上。此外，在國家的支持下，國產中、高檔機床數(shù)控系統(tǒng)龍頭企業(yè)已實現(xiàn)中檔數(shù)控裝置的批量生產，并且具備全數(shù)字交流伺服驅動裝置和主軸驅動裝置等產品的配套能力，可以為用戶提供數(shù)控系統(tǒng)全套解決方案，在數(shù)控銑床、加工中心等中檔數(shù)控機床中得到批量配套應用，且功能和性能已經達到國外同類產品水平，價格和服務方面還有較大優(yōu)勢，市場占有率不斷提高，行業(yè)集中度持續(xù)提升。

八、發(fā)展趨勢

國產機床數(shù)控系統(tǒng)經過幾十年的發(fā)展，通過自主研發(fā)、工程化、產業(yè)化攻關，不斷自主研發(fā)和汲取國外經驗，國內形成了一支從事數(shù)控基礎理論、應用技術、數(shù)控系統(tǒng)及工程化、產業(yè)化的研究開發(fā)和經營管理的隊伍。近年來，我國高檔機床數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)的開發(fā)和成果轉化能力得到提高，在高檔數(shù)控裝置技術開發(fā)和生產應用方面已經取得明顯突破；疊加中高端數(shù)控機床需求上升、進口替代空間巨大等有利市場條件，我國機床數(shù)控系統(tǒng)趨向高性能、集成化、通用化方向發(fā)展。