倩倩财经
2023/03/30 11:58
（报告出品方/作者：招商证券，胡小禹、吴洋、朱艺晴）
一、数控系统国产化迫在眉睫，国产替代进程驶入快车道
1、工业母机亟需自主可控，被“卡脖子”的数控系统是木桶最短板
（1）我国机床行业大而不强，核心零部件受制于人是不强主因 工业母机作为制器之器，其规模和技术水平代表国家制造业的发展水平。机床是可以用于制造机器的机器，也能用 于制造机床本身，高端机床对精度、稳定性的要求极高，是实现先进制造技术和装备现代化的基石，所以机床又被 称为工业母机或工具机。机床是典型的基础性、战略性产业，历来是各国必争领域： （1）一方面，机床行业支撑着庞大的机械制造业，根据中国机床工具工业协会数据，机械制造业零部件中三分之一 由机床加工完成，2021 年我国机械制造业产值达为 26 万亿元； （2）另一方面，机床的可生产品类、精度、质量和加工效率均能直接影响机械设备的先进技术程度和经济效益。
狭义的机床，以金属加工机床为主，按照工艺用途可划分为金属切削机床和金属成形机床： （1）金属切削机床：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，工艺主要包括车、铣、刨、磨、钻、镗等； （2）金属成形机床：通过对金属施加强大作用力使其发生物理变形，从而得到想要的几何形状，主要包括折弯机、 剪板机、冲床及锻压机床等产品。 根据中国机床工具工业协会的数据，金属切削机床消费额约占机床总消费额的 2/3。
按照是否配备数控系统可划分为数控机床和普通机床： （1）数控机床：装有数控系统的机床，可以通过编制程序来实现自动化加工，集微电子技术、计算机技术、测量技 术、传感器技术、自动控制技术及人工智能技术等多种先进技术于一体，与普通机床相比，数控机床具有高效率、 高精度、高柔性化及高集成化等特点； （2）普通机床：没有数控系统的机床，多用于普通零件的加工场景。 其中，数控机床是机床行业的重要发展方向。
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从功能和性能角度，可将数控机床划分为低档（经济型）、中档（标准型或普及型）和高档三类：（1）低档数控机床：普遍为两轴或三轴机床，采用精度、可靠性较低数控系统，部分依赖人工操作、加工精度较低； （2）中档数控机床：为精度未达精密级的三轴或四轴加工中心、采用非动力刀架的数控车床，主要用于一般精度类 零件的加工； （3）高档数控机床：通常同时具备高精度、高复杂性、高效高动态等特点，例如五轴联动加工中心、采用动力刀架 的数控车床、车铣复合数控机床、精度达到精密级的其他机床等。 一般情况下，高档机床可以兼容中低档机床的应用场景，反之则不可。
五轴联动机床指最大联动轴数为五轴的机床，是高档数控机床的代表。五轴联动是指机床基本的直线轴三轴 X、Y、 Z 及附加的旋转轴 A、B、C 中的两轴，五个轴同时运动，同时可以任意调整刀具或工件的姿态，实现对空间复杂型 面的加工。五轴联动机床的数控系统需具备 RTCP（旋转刀具中心点编程）功能。
数控机床产业链上游包括数控系统、机械部件和电子元件等，下游包括汽车、航空航天等。数控机床产业链上游主 要为设备部件，包括数控系统、机械部件（钣焊件及铸件、主轴单元、导轨、丝杆等）和电气元件等，国内各上游 子行业在发展阶段、技术壁垒、竞争格局等方面迥异。产业链下游应用较为广泛，覆盖汽车、航空航天、模具、工 程机械、3C 电子、医疗器械、军工等制造业。
数控机床下游以汽车、航空航天、模具、工程机械行业为主，其中五轴联动机床在部分复杂场景是唯一加工手段。 根据前瞻产业研究院数据，数控机床下游应用行业汽车、航空航天、模具、工程机械的市场份额分别为 40%、17%、 13%和 10%。五轴联动数控机床的重点应用市场为航空航天、汽车制造和军工领域，根据 QY Research 数据，对应 的市场份额分别为 39.9%、24.3%和 13.3%，这些领域的部分复杂场景对加工精度、曲面复杂度、表面质量和加工 效率有较高要求，五轴数控机床是唯一的加工手段。例如，在航空航天领域，五轴联动机床用于加工具有自由曲面 的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等；在汽车制造领域，用于加工大型柴油机曲轴和其他高精度汽车零部件。
经过多年发展，我国机床行业却大而不强： 我国机床行业之“大”：机床产值和消费额长期排名世界第一。 （1）以产值计，2021 年全球机床行业总产值为 709 亿欧元，中国产值为 218 亿欧元，占全球 30.8%，居全球第一， 同期德国、日本分别占 12.7%、12.6%，分别居第二名、第三名。 （2）以消费额计，2021 年全球机床行业总消费额为 703 亿欧元，中国消费额为 236 亿欧元，以 33.6%的市场份额 位居第一，远超以 12.9%、6.4%的市场份额位居第二名、第三名的美国、德国。
我国机床行业之“大”：出口额呈增长态势，顺差逐年扩大。根据中国机床工具工业协会数据，我国机床工具行业 进出口总体呈现增长态势，2021 年进出口总额 331.3 亿美元，同比增长 29.6%。其中机床工具进口额呈现波动态势： （1）2021 年进口 138.4 亿美元，同比增长 20.4%；2022 年 1-9 月进口 94.9 亿美元，同比降低 9.6%； （2）2021 年出口 192.9 亿美元，同比增长 37.2%；2022 年 1-9 月出口 157.9 亿美元，同比增长 15.0%。 自 2019 年 6 月以来，机床工具进出口一直保持贸易顺差，且顺差额逐年增大，2021 年顺差为 54.4 亿美元，2022 年 1-9 月顺差进一步扩大至 62.9 亿美元。
我国机床行业之“不强”：出口以中低端为主，进口以高端为主。在我国机床行业进出口额处于同一数量级的背景 下，我国机床行业出口数量远高于进口数量。根据海关总署数据，2021 年我国机床进口数量为 10.7 万台，而出口 数量为 2843.1 万台；2022 年 1-11 月我国机床进口数量为 8.6 万台，出口数量为 1945.5 万台。对应地，我国机床 行业出口均价远低于进口均价，根据海关总署数据，我国机床进口均价为 7.7 万美元/台，出口均价仅为 0.03-0.04 万美元/台，意味着我国机床行业出口产品价格普遍较低，以中低端产品为主，而进口产品以高端为主。我国机床进 出口均价都呈现缓慢上涨的态势，说明我国机床行业结构逐年优化，但价值量较高的高端产品仍依赖进口。
我国机床行业之“不强”：高端数控机床国产化率较低。根据调研和华经产业研究院数据，我国高端机床销量占比 约 10%，中端机床销量占比约 30%，低端机床销量占比约 60%。根据前瞻产业研究院数据，2018 年我国低端数控 机床国产化率约 82%，中端数控机床国产化率约 65%，高端数控机床国产化率仅 6%。 我国机床行业之“不强”：数控机床核心零部件受制于人。数控系统、导轨、丝杠、电主轴等上游关键零部件自制 率较低，是我国高端数控机床实现自主可控的重要障碍，其中数控系统是各个关键零部件中国产化进展最慢的一环。
（2）数控系统技术壁垒极高，是制约我国高端数控机床发展的重要瓶颈
在所有受制于人的核心零部件中，数控系统尤为关键。数控系统是机床的大脑，是决定数控机床功能、性能、可靠 性的最关键因素。数控系统的作用，是将加工信息转换成机床各进给轴的位移指令、主轴转速指令和辅助动作指令， 控制加工轨迹和逻辑动作，从而加工出符合要求零件。数控系统主要由数控装置、伺服驱动系统、I/O 单元构成。
数控系统的档次决定数控机床的档次，以五轴数控系统为代表的高档数控系统更是代表机床的最强大脑。类似于前 述机床分类，参考《中国自动化技术发展报告》，数控系统可基于行业应用状况分为低档（经济型）、中档（普及 型）和高档型。 （1）低档数控系统，控制的轴数少、精度低，联动轴数为两轴或三轴，主要与价格相对较低的数控车床、数控铣床 配套； （2）中档数控系统，联动轴数为三轴或四轴，主要用来配套数控铣床、全功能车、车削中心、立/卧式加工中心； （3）高档数控系统，联动轴数为五轴或者五轴以上联动，可与五轴联动等高档、大/重型数控机床配套，高档数控 系统在功能、性能、可靠性方面有更卓越的表现，代表着机床设备的最强大脑。
我们为什么重点关注机床产业链上游中的数控系统，尤其是高端数控系统？ 1）高端数控系统在技术复杂度、关键技术数量、可靠性、通用配套性等方面壁垒极高。纵观数控机床产业链，高端 数控系统是技术壁垒最高的板块之一，技术难点在于技术复杂度高（机械、电气、液压、气动和控制等多学科复杂 技术交叉）、关键技术众多（上千个控制模块和功能用于满足机床控制需求）、可靠性要求高（工作环境复杂，数 控系统的无故障运行时间一般要求在 20000h 以上）、应用需求众多（数千应用场景对应高速高精度、五轴联动、 复合加工、多通道控制等复杂机床功能需求）、通用配套性要求高（与多种数控机床配套）等，核心技术研发难度 大，know-how 积累时间长，而且对资金和人才的要求较高。
数控系统核心技术包括多轴联动控制技术、误差补偿技术，是决定机床精度的关键： ① 多轴联动控制技术：由数控系统控制多个坐标轴同步协调运动，主要作用为控制执行机构按照算法设定的速度、 路径运行，对执行机构运动部件的速度、加速度等进行实时控制和调节，其中插补技术是多轴联动控制器进行轨 迹控制的核心，直接影响加工精度和效率； ② 误差补偿技术：一般包括误差建模、误差测量、补偿实施等步骤，其中空间误差补偿一般为静态补偿模型，叠加 考虑温度和实际切削状态的动态误差补偿模型能够大大提高补偿效果，直接影响加工精度。③ 多通道控制技术：在每个通道独立完成各自工序的同时，多轴间相互协作完成一项任务，直接影响加工效率。
国外企业早已积累大量高档数控系统核心技术，而多数国内企业的技术仍不完备。国外企业深耕高档数控系统核心 技术，在高端产品应用上占据绝对优势，例如国外企业的高档数控系统大多具备高速程序预处理、多通道多轴联动 控制、纳米级高精度插补技术、样条插补技术、空间刀补、热变形补偿、动态误差补偿、智能误差补偿、智能故障 诊断、双轴同步驱动、RTCP 等核心技术，且可靠性较高，平均无故障运行时间可达 30000h，使用寿命达 10 年。 国内高档数控系统一般平均无故障运行时间为 10000h，硬件本体质保为 3 年，部分国内高档数控系统在核心功能上 能够对标国外优势产品，但在关键技术突破、功能完备性、可靠性方面仍存在一定差距。
2）高档数控系统是“卡脖子”关键技术，在国际形势愈加复杂的背景下，国产化迫在眉睫。在对华高科技出口管制 的指导性文件《瓦森纳协定》中，协定成员国将以五轴联动数控机床为代表的高端数控机床及高端数控系统等关键 部件视为重要战略物资，禁止中国公开国际采购或禁止完全开放功能。具体而言，《瓦森纳协定》中主要限制了高 端数控机床的轴数、用途、成品质量、核心功能等，其中大部分限制指标，都取决与高端数控系统。此外，《瓦森 纳协定》还直接限定了数控系统的功能、可控制轴数等。在高档数控系统被“卡脖子”、国际经济政治形势愈加复 杂的背景下，国内数控系统企业迎来国产替代机遇，有望培养出一批国内的优质数控系统企业。
3）数控系统占数控机床成本比重 20%左右，直接影响数控机床成本。我们的估算方法是，选取当年数控机床收入 占比较高、数控机床产品均以中高端为主的纽威数控、国盛智科和浙海德曼作为代表，以其招股书、公告等公开信 息为基础进行估算。其中纽威数控和国盛智科产品以加工中心为主，估算出数控系统在加工中心的成本占比约为 20.5%，浙海德曼产品以数控车床为主，估算出数控系统在数控车床的成本占比约为 24%。
国产和国外品牌数控系统价差较大，国产性价比优势明显。以五轴数控系统为例，华中数控产品价格区间为 6-30 万 元，其中标准款或常规功能款产品价格多为 6-10 万元，精度要求特别高或有特殊功能的产品价格为 20-30 万元；而 西门子同类产品价格为 30 万元以上，最高可达百万元。参考日本进口数控机床均价，我们以 160 万元数控机床为例， 假设国外数控系统和国内数控系统分别为 32 万元和 10 万元，在其他零部件配置不变的情况下，采用国产数控系统 后数控机床可实现 13.8%的降本。
2、行业空间：2025 年行业空间预计为 223 亿元
（1）机床需求量增长+数控化率提升+政策主导“换脑工程”，数控系统行业稳定增长
我们认为，国内数控系统的需求量主要与三个因素有关：（1）机床每年的需求量：具有一定的周期性，但长期来看属于成长性行业； （2）机床的数控化水平提升：国内机床数控化率还有很大提升空间； （3）政策主导将正在使用的国外数控系统替换为国产数控系统，这部分额外国产替代需求主要对应高端数控系统市 场。
影响数控系统需求最直接的因素是每年的机床消费量，我们对中短期及长期的机床需求持乐观态度，我们预计 23、 24、25 年增速分别达到 10%、20%和 20%。 短期来看，制造业景气度持续提升，利好机床行业。历史数据来看，国内机床需求与制造业景气度的波动相关性较 高，PMI 指数上行和制造业固定资产投资额增速提升一般会拉动机床产销量规模提升。2023 年年初至今制造业景气 度持续提升，1 月 PMI 为 50.1%，2 月 PMI 上升至 52.6%，较 1 月显著提升 2.5pct，高于临界点 2.6pct，制造业向 好的趋势更加明朗，预计制造业投资需求有望持续改善，拉动机床行业发展。
此外机床的更新需求，也将在未来几年迎来小高潮，我们预计 2021-2025 年数控金属切削机床平均更新需求为 24.8万台。数控机床是机械制造业中的耐用消费品，根据科德数控和海天精工招股说明书，其使用年限一般为 10 年，超 龄服役数控机床的加工精度、加工效率及可靠性均大幅下降，企业往往选择报废换新或再制造（翻新或升级改造）。
最后，新能源汽车、航空航天、风电等下游行业快速发展，也催生了机床新需求。 以新能源汽车行业为例，近年来在政策支持、技术逐渐成熟的背景下，新能源汽车行业发展迅速，产能扩张和零部 件一体化、大型化、精密化趋势带来机床增量。汽车行业是拉动机床行业发展的主力，汽车零部件的加工与制造需 要大量数控机床。汽车行业固定资产投资中的 70%用于采购生产设备，其中 70%用于采购进口机床及锻压设备。 过去国内大型汽车集团采购的数控机床中进口占比较高。我国新能源汽车行业快速发展，数控机床产业链面临 与汽车行业共同发展的重要机遇，未来国产机床在汽车行业中的市占率有望逐步提升。 从量上看，新能源汽车行业仍将快速发展，2022 年新能源汽车销量达 688.7 万辆，同比增长 93.4%。同时，汽 车电动化也带来了自主品牌的崛起，2022 年自主品牌新能源乘用车国内销售占比达 79.9%。 从结构上看，新能源汽车零部件向一体化、大型化、精密化发展，增加了大型机床和高端机床的需求，带来中 高档数控系统的增量。此外，一体压铸等汽车制造新技术催生大型模具需求，增加了模具制造行业的数控系统 需求。 以上因素都为国内机床需求带来了新增量，也为国产机床的发展带来了新契机。其他诸如航空航天制造业、风电等 高端制造业都将在整体制造业中的占比越来越高，长期利好机床的需求释放和高端化。
影响机床数控系统需求的另一个重要因素是机床市场整体数控化水平提升，借鉴美日德数控化历史，我国机床数控 化率提升空间大。西方国家机床工业早在 20 世纪 70 年代末至 80 年代初就迈入数控机床时代，目前日本机床数控 化率超过 90%，德国超过 75%，美国超过 80%。2021 年我国新生产金属加工机床数控化率为 36%，其中金属切削 机床数控化率提升至 45%，金属成形机床数控化率仅为 11%。受益于航空航天、新能源等下游行业的结构化升级和 企业自动化生产需求提升，以及国家政策对数控机床的大力推进，我国机床数控化率有较大提升空间，我们预计到 2025 年国内机床的数控化率有望达到 55%，远期也将向 90%以上发展。
影响机床数控系统需求的第三大因素为部分存量机床数控系统的国产替代需求，例如国家主导的 04 专项“换脑工 程”就曾带来额外国产替代增量。自 2009 年开始实施的“高档数控机床与基础制造装备”国家重大科技专项（04 专项）围绕主机、数控系统、功能部件、共性技术、创新平台及应用示范工程等任务，以及航空航天、船舶、汽车 制造、发电设备制造四大领域进行核心技术和重点产品攻关。2017 年，04 专项中纳入专门针对国产数控系统替代 进口的“换脑工程”，即国防军工领域用国产数控系统批量置换进口数控系统，以大幅提升国防军工领域制造装备 自主可控能力和安全水平。
“换脑工程”新增 6000 套军工企业换脑系统，华中数控成为主力。根据军工、机床两协会代表及华中科技大学的 军工企业数控机床换脑工程调研报告，6000 套军工企业在册数控机床需更换国产数控系统。“换脑工程”重点支持 华中数控、广州数控、大连光洋、沈阳高精和航天数控等企业自主研发高档数控系统关键技术，其中华中数控是 “换脑工程”的主力，承担国防军工领域 80%的“换脑工程”项目，并于 2019 年实现了十大军工集团首次国产数 控系统的批量配套，与多家军工企业进行了合作。 04 专项取得多项成果，后续政策有望接力。在 04 专项支持下，国产高档数控系统和国产功能部件关键技术指标基 本达到国际先进水平，机床可靠性和精度保持性由专项实施前的 600 小时提高到目前的 2000 小时，华中数控等国 产高档数控系统企业市占率逐渐提升。2022 年 9 月，首个中国主导的机床数控系统系列国际标准 ISO23218-2 正式 发布，表明我国在 04 专项支持下建立的“高档数控系统关键技术标准体系”成果得到国际认可。2022 年 9 月，工 信部表示将会同有关部门继续做好工业母机行业顶层设计，统筹产业、财税、金融等各项政策，积极推进专项接续。
（2）2025 年国内数控系统市场规模约 223 亿元，国产替代目标空间约 112 亿元
结合对以上行业驱动因素的分析，我们估算 2025 年国内数控系统市场规模约 223 亿元。根据 VDW 数据，2021 年 我国机床消费额为 236 亿欧元，即 1704 亿元；2022 年下游制造业受到疫情冲击影响，投资需求下降，导致机床行 业需求进入底部区间，预计 2022 年机床行业规模为 1600 亿元左右；根据上节分析，我们预计 2023-2025 年我国机 床市场规模增速分别达到 10%、20%和 20%。根据 VDM 和 MIR 数据，预计 2025 年我国机床按消费额计的数控化 率将达到 55%，测算得到 2025 年国内数控机床市场规模达 1393.9 亿元。我们选择国盛智科和纽威数控为例，测算 得到数控系统采购成本/数控机床销售额的比例约为 16%，预计 2025 年国内数控系统市场规模为 223.0 亿元。
未来国内五轴联动数控机床市场规模约百亿，对应五轴数控系统市场规模近 30 亿元。 （1）根据 MIR 数据，2020 年国内五轴联动数控机床市场规模为 68.2 亿元，同比增长 8.4%，预计 2022 年将达到 88.8 亿元。考虑到新能源汽车行业和航空航天行业发展快速且高端化趋势明确，对于五轴等更先进的加工装备的需 求大幅增加，而且随着工件加工要求向更高精度、更高效率、更大批量、更复杂形状等方向发展，五轴联动数控机 床的售价也将随之提高，所以我们预计 2025 年国内五轴数控机床市场规模约百亿元。考虑到五轴数控系统是高端数 控系统的代表，我们对五轴数控系统成本占比取值 40%，测算得到采购成本/数控机床销售额为 28%，预计国内五 轴数控系统市场规模约 28 亿元。
（2）根据《中国机床工具工业年鉴》数据，2018 年协会重点联系加工中心销售五轴机床 594 台，2019 年销售五轴 机床 780 台。根据前瞻研究院，2018 年高端数控机床国产化率仅 6%，因此估算 2018 年国内五轴机床销量为 9900 台。假设 2019 年高端数控机床国产化率为 7%-8%，测算得到 2019 年国内五轴机床销量为 9750-11143 台。预计 2025 年国内五轴机床市场空间约为一万台，按照五轴数控系统 30 万元/台计算，国内五轴数控系统市场规模约 30 亿元。
当前数控系统国产化率较低，2025 年国产替代空间有望达到 111.5 亿元。我国数控系统市场空间稳定增长，但国产 化率一直处于较低水平，根据 MIR 数据，2018 年之前数控系统国产化率不足 20%，2021 年达 25.36%。其中，较 难啃下的硬骨头主要是高档数控系统。为了保障国家经济利益、国防安全和产业安全，摆脱国外进口限制及适用范 围，国家相关部门和关键领域企业均在积极推进数控系统国产化进程。我们假设 2025 年数控系统国产化率达 50%， 测算出数控系统国产替代空间为 111.5 亿元。
3、市场格局：国外品牌领先高端市场，国内品牌进口替代潜力大
（1）国外三巨头主导高端市场，国内企业以耕耘中低端市场为主
国外数控系统企业主导高端市场，国内企业以中低端为主。我国高档数控系统市场长期由发那科、西门子、三菱、 海德汉等国外知名企业主导；中档市场是国产与进口数控系统的主战场，华中数控、广州数控等国内企业具备较强 竞争优势；低档市场基本被国内企业占据。
国外品牌发那科、三菱和西门子占据主导地位，广州数控和华中数控市占率逐渐提升。根据 MIR 数据，按销售额来 看，2021 年发那科、三菱和西门子三大数控系统巨头的市场份额分别为 34%、18%和 13%，合计份额为 65%，同 比提升 1pct；按销量来看，三大巨头的合计份额为 42%，侧面印证了发那科、三菱和西门子以中高端数控系统为主 高。苏州新代（台湾）是台湾新代集团设立在国内的子公司，2021 年销售额市场份额为 8%，以中低端市场为主。 国内规模较大的数控企业主要是广州数控、华中数控，2021 年国内广州数控、华中数控销售额市场份额分别为 13% 和 3%，广州数控的产品 ASP 较低，按销量的市场份额达 29%；华中数控以五轴数控系统等中高端产品为主，销量 与销售额市场份额基本齐平。
发那科、三菱和西门子销售均价远超平均价格，国内企业中华中数控均价稍高。国外三巨头发那科、三菱、西门子 销售均价远超整体均价 3.4 万元。国内企业销售均价则低于整体均价，其中广州数控产品均价不足 2 万元；华中数 控的中高档产品比例更高，其五轴联动数控系统等中高端产品具备一定竞争力，销售均价稍高。
（2）政策/产品/客户端多管齐下，国产替代进程有望加速
政策端，多项国家政策推动数控系统行业国产替代进程。除了对数控系统扶持力度较大的 04 专项外，我国各部门相 继出台多项政策推动高端数控机床行业发展，作为高端数控机床核心功能部件的数控系统环节也充分受益。例如， 2021 年 8 月，国资委党委扩大会议将工业母机放在加强关键技术攻关领域的首位，并强调开展补链强链专项行动。 部分政策在市场资金支持方面发力，例如，2022 年 9 月华夏中证机床 ETF、国泰中证机床 ETF 获证监会批复，涉 及主机厂、数控系统、主轴、切削工具等领域上市公司。
产品端，以华中数控为首的国内数控系统企业全面对标国外企业，不断攻克核心技术，产品力国内领先。在功能方 面，经过多年技术攻关，国内头部企业与国外品牌在产品功能和核心技术上的差距不断缩小。例如，华中数控华中 8 型高端数控系统 1900 余项功能对标日德产品的匹配度超 98%，科德数控 GNC62 数控系统功能达到西门子 840D 的 95.85%。在价格方面，国内企业高端产品具备明显的价格优势，相较于国外品牌 30 万元以上的售价，华中数控 华中 8 型高端产品价格区间为 6-30 万元，其中标准款或常规功能款产品价格多为 6-10 万元，精度要求特别高或有 特殊功能的产品价格为 20-30 万元；科德数控 GNC62 不足西门子 840D 平均售价的 50%。综合来看，华中数控高 端数控系统产品力较强，根据工信部组织第三方进行的数据统计，2020 年华中数控在国产高端数控系统市场领域占 有率近 50%，居全国第一位，有望继续引领国产高端市场。
客户端，国内机床企业采购的数控系统以国外知名品牌为主，近年逐渐增加与国内品牌的合作，国产替代进程有望 加速。国内数控系统企业的销售主要依赖于国内机床企业的采购，所以国内数控系统企业的配套客户数量、配套客 户实力、与配套客户的合作深度等均会影响其市场占有率。华中数控、广州数控等企业均积极地与机床企业建立深 度合作，从数控系统采购情况可看出，国内主要数控机床企业采购的数控系统虽然仍以发那科、西门子、三菱等国 外知名品牌为主，但采购华中数控、广州数控等国内品牌的占比也越来越高。其中创世纪以三菱、发那科、西门子 为主，辅以少量国内品牌；纽威数控以发那科（79.85%）、西门子（13.12%）为主，辅以少量的华中数控、广州 数控。随着华中数控等国内中高端数控企业的综合竞争力进一步加强，中高端数控系统国产替代有望加速。
二、国内数控系统龙头，卓尔赋能进入发展新阶段
1、深耕数控系统行业二十五余载，“一核三军”布局清晰
国内数控系统龙头，发展路径清晰。1993 年华中理工大学科研团队研制的华中Ⅰ型数控系统问世，标志着我国高档 数控系统实现了“从 0 到 1”的突破，为推动科技成果产业化，1994 年华中数控成立，2011 年成为首家在深交所创 业板上市的数控系统公司，2019 年完成高校企业体制改革，控股股东由高校变更为民营企业卓尔控股。在数控系统 方面，2012 年华中 8 型数控系统正式发布，标志着公司进军国内中高端数控系统应用领域，2017 年公司成为“换 脑工程”主力军，2021 年“更精、更快、更智能”的华中 8 型 V2.4 数控系统发布，同年以“数字化＋网络化＋智 能化”为特征、融合大数据和人工智能技术的华中 9 型智能数控系统发布，数控系统高端化发展路径清晰。此外， 公司于 2012 年收购登奇机电和华大电机，进一步完善数控系统产业链。在工业机器人方面，2016 年公司通过收购 江苏锦明增强机器人系统集成领域竞争实力，与自有机器人业务协同发展。
公司坚持“一核三军”的发展战略，即以数控系统技术为核心，以机床数控系统、工业机器人及智能产线、新能源 汽车配套为三个主要业务板块。 机床数控系统：公司数控系统产品分为高档、中档和经济型（低档），高档产品包括 HNC-848/948 系列数控系统， 能够为五轴加工、车铣复合加工提供完整解决方案。中档产品包括 HNC-818/918 系列铣床数控系统，能够满足车削 中心、加工中心、车铣复合、龙门、磨削、卧加等机床的需要。经济型产品包括 HNC-808 系列数控系统，为数控车 床和数控铣床量身定制。目前公司高档数控系统销售占比约 80%，经济型数控系统占比约 20%。此外，公司还为普 及型数控车床和数控铣床等提供伺服驱动、伺服电机等。 工业机器人及智能产线：工业机器人产品主要包括针对细分领域的工业机器人、创新性新结构机器人、工业级协作 机器人和重载机器人，已推出 6 大系列 40 余种机器人整机产品，主要应用在消费电子、家电等行业，在磨抛应用领 域占据龙头地位。在智能产线业务方面，公司掌握电池模组&PACK 的智能产线、模组和 PACK 段测试物流系统以 及智能制造整体解决方案等核心技术，主要应用在新能源、厨具、制鞋等行业。 新能源汽车配套业务：产品包括新能源汽车伺服电机、伺服驱动器、控制器、轻量化车身及新能源汽车智能化产品 等。
数控系统与机床、机器人与智能产线业务贡献主要营收和毛利。数控系统与机床、机器人与智能产线业务贡献了主 要营业收入，2021 年营收占比分别为 51.35%、39.69%，而且前者的营收占比持续提升。受原材料成本上涨等因素 影响，公司数控系统与机床、机器人与智能产线业务的毛利率均有所下滑，2019-2021 年数控系统与机床的毛利率 为 37.04%、36.25%和 32.00%，同期机器人与智能产线业务的毛利率为 37.86%、35.19%和 29.08%。2022 年第 三季度，公司成本管理及产品结构优化已见成效，预计各业务毛利率有望触底反弹。
2、营收整体稳定，利润有望回暖
营业收入稳定增长，23 年利润有望回暖。受益于主营业务稳步推进，公司营业收入逐年增长。但由于公司研发费用 投入较高、子公司计提商誉减值准备规模较大，公司归母净利润规模较小且呈波动态势。2021 年公司实现营业收入 16.34 亿元，同比增长 23.55%，归母净利润实现 0.31 亿元，同比增长 12.44%。受到疫情及全球供应链紧张等因素 影响，2022 年前三季度公司实现营业收入 9.72 亿元，同比增长-6.29%，归母净利润实现-0.54 亿元，同比增长83.31%。公司 2022 年业绩承压，但考虑行业景气度逐渐恢复，公司产品竞争力较强，客户拓展顺利，子公司商誉 减值影响处于尾声，2023 年业绩有望实现稳中有升。
影响毛利率的不利因素逐渐缓解，净利率有望提升。2019 年、2020 年公司毛利率维持在 39%左右，2021 年受原材 料价格上涨、供应链紧张、劳动力成本增加等因素影响，毛利率下降至 31.5%，2022 年受益于精益生产管理、加强 成本管控以及产品结构变化，2022 年前三季度毛利率微增至 31.8%。近年来公司净利率在 1%-3%左右波动，2021 年净利率为 2.6%。随着原材料成本高位状态缓解、公司高档数控系统产品占比提升，以及进一步加强成本及费用管 控，公司毛利率和净利率均有望提升。 期间费用率整体呈下降趋势，费用控制加强有望持续优化三费。2019 年至 2021 年，公司期间费用率从 52.2%持续 下降至 31.8%。2022 年前三季度，公司同期营业收入下降叠加研发和销售投入增大，期间费用率升至 47.0%，其中 研发费用率升至 20.7%。为推动期间费用持续优化，公司内部建立费用控制机制，例如成立成本管控委员会和实行 全面预算管理，费用管理逐步向精细化管理转变，未来公司的期间费用率有望持续下降。
3、卓尔智造全面赋能发展，公司与智造板块企业协同发展
控股股东从华中科技大学变更为卓尔智造集团。出于校属企业体制改革工作的需要，2019 年 11 月，公司控股股东 由武汉华中科技大产业集团有限公司变更为阎志及其一致行动人卓尔智造集团有限公司，实控人由华中科技大学变 更为阎志。2021 年 4 月，武汉华中科技大产业集团将持有的剩余股份全部通过国有股权无偿划转至同一实控人的武 汉华中科大资产管理有限公司。武汉华中科大资产管理有限公司继续根据校企改革的政策要求进行减持，最新减持 计划正在实施中。截止 2022 年 11 月 21 日，卓尔智造集团及阎志分别持股 27.83%、4.35%，股权结构稳定。
卓尔控股布局三大生态圈，公司作为智造生态核心企业与卓尔深度融合、协同发展。卓尔控股是一家先进制造业、 现代服务业融合发展的综合型产业集团，旗下卓尔智联、卓尔智城、卓尔智造三大生态圈融合发展、协作赋能。卓 尔智造生态圈布局数控机床、工业机器人、智能红外、轻型飞机、信息安全、医纺科技等高端制造业，华中数控是 公司进军高端装备制造业的重要落子，是卓尔控股通过“智联”“智造”双轮驱动赋能高质量发展的核心企业，而 且华中数控的高端数控系统技术和航天制造领域的客户合作资源，均与智造板块的卓尔宇航形成资源互补，工业机 器人业务也能够和智造板块其他公司形成合作关系。
卓尔智造全面赋能，提供资金支持及资源调配，补齐市场化、决策效率等短板。第一，卓尔智造集团为公司高性能 数控系统业务发展提供资金，为智能产线业务提供场地购置资源，2021 年卓尔智造以 4.28 亿元认购公司向特定对 象发行的股份，募投资金主要用于高性能数控系统技术升级及扩产能项目，项目建成后可形成年产 3.5 万套高性能 数控系统成套产品的能力，大幅增强公司核心业务竞争力。2023 年 2 月，为扩大新能源动力电池智能产线装备产能， 华数锦明拟向卓尔航空购买不动产权、建筑物及配套设备。第二，卓尔控股推动公司全面市场化，卓尔控股具备较 强的市场化运作能力，能够为公司带来更丰富的市场资源，而且通过优化管理体系为技术类员工提供更市场化的晋 升通道。第三，卓尔控股使得公司从学校体制转向华为、卓尔控股的灵活公司体制，公司决策效率明显提高，改善 了以往重大事项决策链过长的情况。 公司发展目标、产品布局、研发等优势延续。卓尔智造成为控股股东后，公司“一核三军”的战略不变，依然聚焦 数控系统及机床、工业机器人和智能产线、新能源汽车配套三大主业，继续坚持把华中数控发展成为世界一流的数 控系统研发制造企业的目标。公司产学研格局不变，继续培养培训数控、机器人和智能制造应用技术的高技能人才。 而且，公司仍将保持与华中科技大学的深度合作。
三、持续高研发及产业链一体化，是否有望成为中国的发那科？
发那科以数控系统起家，是全球最大的数控系统生产厂商。发那科早期专注于机床数控系统，后来基于数控系统和 伺服系统的基本技术逐渐延伸至工业机器人和机床两个应用领域，目前拥有三大产品线： 第一是工厂自动化领域，也被称为基础产品，包括数控系统、伺服系统、激光振荡器； 第二是工业机器人领域，能够提供超过 100 种工业机器人； 第三是机床领域，包括紧凑型加工中心、电动注塑机和电火花线切割机。
经过多年发展，发那科已成长为全球最大的数控系统生产厂商，全球市场占有率超五成，截至 2022 年 3 月，发那科 累计生产 500 万台数控系统。发那科在工业机器人行业也处于龙头地位，截至 2022 年第四季度，发那科实现工业 机器人全球销量 90 万台。
以史明鉴，发那科成功原因： 1）抓住好时代：发那科的快速发展时期，恰好也是日本工业快速发展时代，而且当时日本人工成本增加带来了较高 的工业自动化需求。 2）强技术驱动：创始人稻叶毕业于东京大学机械系，他强调研发才是企业发展的第一要义。发那科年均研发投入超 过 20 亿元，关键核心技术始终保持国际前沿水平。基于领先的技术优势，发那科产品实现快速迭代，保持了较强的 竞争优势。 3）产业链一体化：发那科除减速器外其他核心零部件均自研，而且，发那科从数控系统等基础产品延伸到机器人和 机床等应用产品，技术协同明显，成本优势突出。 通过复盘发那科，我们认为除时代因素外，数控系统行业竞争的核心点在于产品力，而数控系统产品力取决于功能、 可靠性及成本三要素。强研发基因能够显著提升公司产品功能完备性及可靠性，产业链一体化能够有效降低成本。
那华中数控是否能复刻发那科成功路径？ 华中数控同样也有深厚的技术背景。华中数控脱胎于华中科技大学，管理层技术背景深厚。公司董事长、董事陈吉 红，董事、副总裁及总工程师朱志红等管理层同时也是研发团队的核心人物。董事长陈吉红现任国家数控系统工程 技术研究中心主任、“高档数控系统”国家重大领域创新团队负责人，2016 年入选国家“万人计划”，兼任“高档 数控机床与基础制造装备”国家重大科技专项总体组专家、国家智能制造标准化专家咨询组专家、中国机床工具协 会副理事长、中国机电一体化协会智能工厂分会副理事长、全国机床数控系统标准化委员会（TC367）副主任委员。 董事朱志红任国家数控系统工程技术研究中心总工程师，获国务院特殊津贴专家，2016 年荣获“十二五”机械工业 科技创新领军人才称号。董事田茂胜、杨建中也均有较强技术背景。
华中数控平均研发费用率高达 18.2%，研发成果丰硕。公司长期保持高额研发投入，2019 年至 2022 年第三季度， 公司研发投入始终高于 2 亿元，研发投入占营业收入的平均比例为 18.2%，比例高于国内其他企业和发那科。公司 研发成果集中于中高档数控系统和机器人，2021 年取得授权专利共计 145 项，其中发明专利 34 项，此外获得计算 机软件著作权 71 项。2022 年上半年取得授权专利共计 134 项，其中发明专利 25 项，此外获得计算机软件著作权 54 项。
华中数控的华中 8 型高档数控系统达到国际先进水平，针对客户痛点提出解决方案。基于国内技术优势，公司承担 和完成了国家 04 重大专项、国家 863 及省部级科技攻关等课题数十项，对标国外先进的高档数控系统，攻克了数控 系统体系结构、现场总线、高速高精、五轴联动等一批关键技术，成功研制华中 8 型高档数控系统，并针对客户痛 点，提供快速自动标定技术、轨迹与姿态同步平滑技术、速度平滑技术、自适应象限突跳补偿功能、热误差补偿技 术等解决方案，进一步升级华中 8 型高档数控系统。
华中数控机器人与数控系统形成技术协同，机器人领域核心零部件自主创新占比超 80%。数控系统和机器人业务形 成较强的技术协同，一方面，数控系统与机器人具备类似的组成部分、控制方式、误差补偿逻辑等，核心解决问题 和核心技术的重合度较高；另一方面，在工厂加工场景中，数控系统与机器人通过多通道控制等技术协同配合，共 同构成解决方案。公司先后攻克机器人核心技术 400 余项，核心自主创新占比超 80%，是国内少数在机器人关键部 件（控制系统、伺服驱动、电机、机械本体和工艺软件等）具有完全自主创新能力和自主知识产权的企业，自研的 智能机器人控制器解决了工业机器人“无脑”的卡脖子问题。2021 年 12 月，华数机器人连续第五年荣获机器人行 业奥斯卡——高工机器人金球奖。
华中数控同样是产业链一体化布局，公司的数控装置、伺服驱动、伺服电机均自制，产业链一体化成本优势明显。 如前所述，数控系统由数控系统、伺服电机、伺服驱动等核心零部件构成，类似发那科，公司推进产业链一体化， 拥有数控装置、伺服驱动、伺服电机成套装备研发生产能力。而且，公司推进关键芯片国产化的替代工作，具有数 控产品配置国产核心芯片的成熟解决方案，已实现自主可控。类似于数控系统，工业机器人的三大核心零部件是控 制器、伺服电机和减速器，占机器人产品成本 70%以上。目前工业机器人产业链上游核心零部件的国产化率尚不足 30%，而公司核心零部件自主化比例超过了 80%，除减速器外基本为自制。产业链一体化为公司带来了显著的成本 优势，一方面，上游零部件自供成本较低，另一方面，数控系统和机器人在通用零部件上形成一定规模效应。依托 于成本优势，公司能够凭借更低的产品售价获取竞争力。
华中数控客户广泛覆盖新能源汽车、航空航天、3C 等领域，高端客户拓展加速。公司基于华中 8 型和华中 9 型智能 数控系统，持续拓展国内外大型机床企业及终端用户，客户覆盖新能源汽车、航空航天、3C 等领域。并且，公司通 过与客户深度合作推动产品结构高端化，例如在高档数控系统方面，与豪迈数控、纽威数控、宁波海天、常州瑞其 盛、东莞埃弗米等机床企业合作，共同开发各种类型的五轴机床，为航空、航天、汽车及零部件、激光加工等领域 重点企业进行批量配套；与秦川机床、宝鸡机床、汉江机床、秦川格兰德、江西佳时特等企业合作智能机床，华中 9 型智能数控系统已销售数千台套。
华中数控服务响应速度快，打造“iNC-Cloud”数控云管家。公司建立了覆盖全国的技术服务网络，为用户提供完 善、及时的技术服务，同时基于完全自主的知识产权与提供全套解决方案的能力，建立了销售维护和售后服务体系， 根据市场需求和用户定制快速、灵活多样的技术、产品和服务。为提升客户体验感及工作效率，公司推出了“iNCCloud”数控云管家，面向数控机床用户、数控机床、系统厂商打造以数控系统为中心的智能化、网络化数字服务平 台。
四、盈利预测
盈利预测核心假设：
（1）数控系统与机床：数控系统与机床是公司核心业务，2021 年营收占比为 51.4%。2022 年，受到疫情反复、供 应链紧张、下游行业不景气等不利因素冲击，数控系统销量受到一定负面影响，同时公司中高端产品结构优化提高 均价，综合来看预计 2022 年数控系统与机床营收小幅下降。自 2023 年起，行业层面，上述不利因素于 2022 年第 四季度开始逐渐缓解，行业空间将于 2023 年逐渐恢复正常增速，在国际政治环境变幻莫测、新能源汽车等行业发展 国际领先的背景下，国防安全、产业安全被提上重要议程，要求数控系统自主可控，国产化需求旺盛，公司作为行 业龙头将充分受益。公司层面，公司产品力国内领先，华中 8 型高端数控系统对标日德产品 1900 余项功能匹配度超 98%，同时加速拓展下游中高端客户，销量增加叠加产品结构向上，营收增速有望远远领先行业增速。预计 2022- 2024 年数控系统与机床业务营业收入分别为 8.4/10.4/12.8 亿元，同比增长 0.0%/29.0%/23.0%。考虑到公司中高端 产品占比持续提升、原材料价格下降以及生产规模效应带来零部件成本下降，预计 2022-2024 年数控系统与机床业 务毛利率为 33.0%/34.0%/35.0%。
（2）工业机器人与智能产线：工业机器人与智能产线是公司基于数控系统技术发展的重要业务，2021 年营收占比 已提升至 39.7%。在工业机器人方面，行业层面，需求端工业机器人代替人力是大势所趋，主要因为人口老龄化持 续增长，2021 年达 14%，2022 年起人口负增长时代来临，总人口同比下降 0.1%，制造业用工成本增加，政策端机 器人相关政策频出，《“十四五”机器人产业发展规划》、《“机器人+”应用行动实施方案》等政策推动关键零部 件技术突破、机器人密度翻番、应用深度广度提升。机器人行业政策端、需求端双因素共振，叠加制造业景气度复 苏，根据高工机器人预测，2023 年中国工业机器人市场增速为 20%-25%，维持较快增速。公司层面，公司工业机 器人核心零部件自主化率 80%，依托于数控系统技术的深厚积累，公司在控制器、伺服系统持续取得技术突破，产 品线覆盖 6 大系列，主打细分领域差异化竞争，机器人业务有望实现快速增长。在智能产线方面，公司新能源客户 包括孚能科技、宁德时代、北京奔驰、小鹏汽车、伟巴斯特等，物流客户包括比亚迪等，此外公司子公司华数锦明 还于 2022 年中标 2 条 M 模组自动化生产线、6GWH 电池项目-模组自动化生产线 3 条，订单较为充足。预计 2022- 2024 年工业机器人与智能产线业务营业收入分别为 6.6/8.6/10.8 亿元，同比增长 2.0%/30.0%/25%。考虑到公司机 器人核心技术领先，智能产线订单充足，且自制率较高有利于控制成本，有望维持相对稳定的毛利率，预计 2022- 2024 年工业机器人与智能产线业务毛利率为 30.0%/31.0%/31.0%。
（3）特种装备：特种装备业务主要包括人体测温、工业安防监控等领域广泛应用的红外产品，以及 GF 装备配套产 品。随着防疫政策优化，测温红外产品销量有所下滑，同时 GF 装备配套合同额稳步增长，预计 2022-2024 年特种 装备业务营业收入分别为 0.9/1.0/1.1 亿元，同比增长-10%/10%/10%。考虑到特种装备行业国产化需求旺盛，公司 连续完成多个装备型号的研制、批产、列装，毛利率将保持稳定，预计 2022-2024 年特种装备业务毛利率为40.0%/40.0%/40.0%。
（4）新能源汽车配件：新能源汽车配件业务产业化进程稳步推进。预计 2022-2024 年新能源汽车配件业务营业收 入分别为 0.2/0.2/0.3 亿元，同比增长 5%/10%/10%。考虑到新能源汽车配件竞争相对激烈，预计 2022-2024 年新能 源汽车配件业务毛利率为 20.0%/20.0%/20.0%。
（5）其他业务：预计 2022-2024 年其他业务营业收入分别为 0.3/0.4/0.4 亿元，同比增长 1.0%/20.0%/20.0%.。预 计 2022-2024 年其他业务毛利率为 30.0%/30.0%/30.0%。
（6）期间费用率：考虑到公司加强期间费用管理和规模效应，预计期间费用率整体呈下降趋势。在管理费用率方面， 公司计划控制管理人员数量，预计 2022-2024 年管理费用率为 9.0%/7.0%/6.0%；在销售费用率方面，为拓展销售 客户，公司计划增加销售人员，考虑到营收快速增长，预计 2022-2024 年销售费用率为 10.7%/9.5%/9.3%；在研发 费用率方面，公司将持续保持高研发投入，同时对研发人员数量进行一定控制，预计 2022-2024 年研发费用率为 14.3%/11.7%/11.2%。
综上，我们预计 2022-2024 年公司营业收入为 16.4/21/25.8 亿元，同比增长 0.3%/28.0%/23.0%；归母净利润为 0.3/1.1/1.8 亿元，对应当前 PE 219/67/40 倍。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。「链接」
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