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    新聞中心

    數控工具磨床行業研究報告

    來源:來源 作者:作者 發布時間:2020-11-21 瀏覽人次:1364

    一、行業概況

    (一)數控工具磨床

    隨著現代制造技術的發展,對高精度異型復雜刀具、復雜精密零部件的加工需求越來越大,普通工具磨床和傳統加工工藝已經無法滿足精度和復合成型要求.為了解決這些問題,磨床也逐步從機械結構的傳動配合發展到當今的多軸插補數控技術的應用。

    數控工具磨床的加工原理和數學模型與傳統工具磨床很不相同,數控磨削系統可實現直線插補、圓弧插補、漸開線插補、指數函數插補、螺旋線插補等插補功能,從而解決了復雜形狀刀具及復雜專用零部件的高效加工。

    近二十年來,多軸聯動等數控技術的進步,推動五軸數控工具磨得到了快速發展,由于該機型能夠刃磨各種復雜形狀的刀具和零件,具有萬能性和通用性,因而五軸數控工具磨已成為數控磨床家族中的尖端產品。

    (二)行業發展情況

    從世界范圍內來看,中國已經成為全球制造業的中心,隨著經濟的快速發展和固定資產投資的增加,我國已成為世界第一大機床生產國和消費國,中國機床市場龐大,發展前景廣闊。2017年度,中國大陸地區機床消費金額達到299.7億美元,同比增長7.5%,占全球機床消費額比重的36%;中國大陸地區機床產值達到245.2億美元,同比增長5.1%,占全球機床產值比重的30%。

    隨著下游產業的不斷升級發展,對機床加工精度和精度穩定性等要求越來越高,中高端產品的需求日益凸顯,更新升級需求大。中國機床市場結構升級將向自動化成套、客戶化訂制和普遍的換擋升級方向發展,產品由普通機床向數控機床、由低檔數控機床向中高檔數控機床升級。

    2013-2018中國金屬加工機床消費額(億美元)

    2014-2018中國金屬加工機床生產額(億美元)

    隨著設備和加工工藝的全面提升,對刀具性能的要求也越來越高,作為高檔數控機床的重要組成部分,對機床的精密、高速和高效等方面的性能起關鍵作用。

    以高溫合金、鈦合金、不銹鋼、等靜壓石墨、硅材料、藍寶石、超高強度鋼以及高溫結構陶瓷等為代表的工業材料由于加工難度大,成本高,對配套加工工具也提出了更高要求。因此超硬刀具成為了產業升級中的優選材料。

    根據中國機床工具工業協會工具分會的統計、調查及分析,對我國刀具市場消費總規模、進出口進行了測算。我國刀具市場總消費規模從2017年的388億元人民幣增加到2018年的421億元,同比增長8.5%。

    2013-2018中國刀具市場消費額(億元)

    2013-2018中國刀具市場進口額(億元)

    我國數控刀具需求量的快速上升孕育了數控工具磨床的巨大市場潛力。目前高檔數控工具磨床主要依靠進口,據悉:我國主要刀具制造骨干企業進口4-5軸數控工具磨床數量達到百臺以上,一些中等規模的刀具制造企業進口該類機床也達到數十臺。除刀具制造企業外,許多機械制造企業因本單位刀具修磨和制造需要,在進口4-5軸數控工具磨床中也占有很大比重。下圖表示了年我國近年數控工具磨床進口額(注:進口數控工具磨床主要品種為4-5軸數控工具磨)。

    2008-2013及2017年進口數控工具磨床額(萬美元)

    (三)數控工具磨床國內外主要廠商

    工具磨床行業中,主要分為國外和國內品牌,高端機床一直依賴進口品牌如德國瓦爾特、薩克、瑞士施利博格等,中端性價比的進口品牌還有澳大利亞安卡,這些進口機床具有精密、高效、多工序復合加工特點;國內磨床企業處于跟隨狀態,如武漢機床廠、臺州北平機床、蕪湖戴杰磨床,其產品主要用于標準刀具制造,少數用于非標復雜磨削加工。

    針對數控工具磨床來說,其更新換代周期要比一般金屬切削機床快,五軸數控刀具磨削機床本世紀初進入國內市場,至今約15年時間,期間因為數控系統及刀具磨削軟件的升級換代、主軸技術和光學測量系統等新技術的出現,數控機床也普遍經歷了一次更新換代,后續直驅分度裝置、直線電機技術、新的軟件技術以及刀具新材料的變革、工業4.0的持續推進也必將推動數控工具磨床的產品換代,大致更新換代周期預計在5-10年。

    二、宏觀環境分析

    (一)行業處于轉型機遇期

    近年受中美貿易摩擦影響,工具磨床市場需求有所下滑,部分中小型企業退出,行業面臨重新洗牌;然而新的市場格局也為存續的機床企業提供了轉型發展的新機遇。

    (二)國家戰略和市場需求驅動數控磨床產業升級

    近年來,隨著國民經濟的高速發展,我國磨床市場需求結構發生明顯變化,一方面,我國汽車工業、消費電子、船舶工業、航空航天、國防工業、電力設備、鐵路機車、工程機械產業的發展為數控磨床提供了廣闊的市場,另一方面,又不斷對數控磨床在數量上、質量上和水平上提出更高、更新的要求,促進數控磨床行業快速發展。

    2015 年磨床產值數控化率達51.75%,比2014 年增加5.07 個百分點。而目前發達國家數控機床產值數控化率已達80%以上,因此我國數控機床的發展尚有較大潛力。以3C 行業為例,目前國內3C 行業整體自動化率較低,這將對帶有智能制造系統的數控磨床形成巨大的市場需求。

    2016 年3 月發布的《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》中設有“高端裝備創新發展工程”專欄,其中“(四)高檔數控機床”指出:“研制精密、高速、柔性數控機床與基礎制造裝備及集成制造系統。以提升可靠性、精度保持性為重點,開發高檔數控系統、軸承、光柵、傳感器等主要功能部件及關鍵應用軟件”;其中“(五)機器人裝備”中指出:“大力發展工業機器人、服務機器人、手術機器人和軍用機器人,推動高精密減速器、高速高性能控制器、高性能伺服電機及驅動器等關鍵零部件自主化,推動人工智能技術在各領域商用”。

    因此,新一輪的產業結構調整和升級必將是先進制造業替代傳統制造業,這種轉型和升級將會大大增加作為工業母機之一的高性能數控磨床的更新需求。

    (三)進口替代份額依然巨大

    我國高檔數控磨床起步較晚,高性能產品對進口依賴較大。2013 年至2015年,國內數控機床需求增長較快,進口數量逐年上升,2014 年我國進口數控機床14,836 臺,2015 年達到18,584 臺,同比增長25%。2018年僅數控工具磨床國內市場需求量達400臺,其中60%為進口設備。

    隨著國內機床制造水平實力的不斷增強,我國數控磨床產業的整體實力將逐漸提升,產品檔次將由目前的中低檔向中高檔升級,滿足日益增長的國內中高檔數控磨床需求。同時,由于目前進口磨床在包括產品定制到售后服務過程中也存在不少問題,限制了我國制造產業鏈訂單響應速度,并造成國內磨床用戶生產和成本壓力。因此,我國數控磨床行業的進口替代過程提速勢在必行。

    數控磨床行業有較低的能耗和環保性,行業技術發展相對很成熟,因此暫時沒有技術壁壘。

    (四)行業技術發展趨勢

    整體而言,德國、瑞士在數控磨床領域的技術研發水平處于全球領先的地位。由于數控磨床要求的加工精度和制造工藝非常復雜,涉及軟件開發、精密制造、電氣控制、系統集成等多方面因素,因此領軍企業和品牌主要分布在上述科技發展水平較高的國家和地區。

    WALTER公司HelitronicPower型工具磨如下圖所示,該機型被加工件軸線臥式布局,龍門式立柱結構,工件工作臺帶X軸,并實現A,C軸轉動;砂輪主軸上下左右移動實現Y、Z軸。一次裝卡可以實現Ф3-320mm,長350mm的回轉類復雜數控刀具磨削。該機配套FANUC31i數控系統,公司自行開發數控刀具磨削軟件。該機床可配置電主軸砂輪、力矩電機轉臺、刀具自動定位探針、砂輪自動更換裝置、刀具在線輪廓測量儀、刀具自動支撐架、刀具自動上下料裝置等。選項有:進給率優化器、刀具平衡儀、一體化測量系統、扭矩自適應控制等,其技術代表了國外工具磨床的發展趨勢。

    三、行業現狀分析

    (一)發展現狀分析

    五軸數控工具磨床經過近十年的發展,在針對不同加工對象、材料和加工工藝中產生的問題進行了一次次的技術革新,目前該行業技術特診主要體現在如下幾個方面:

    1.精密

    高精度是刀具品質的體現,它直接反映在加工零件的生產質量上。由于現代數控刀具高精度要求,相應五軸數控工具磨具有精密機床的秉性。國外五軸數控工具磨的加工精度達到2μ級,因此要求機床結構優化設計,采用高檔功能部件,具有良好的靜、動和熱態性能等。

    2.高速

    數控刀具加工形式主要是高速、高精度成形磨削,金剛石磨具和CBN磨具等超硬材料磨具的應用對磨床高速性能提出新要求,如砂輪軸一般采用電主軸,轉速超過10000r/min;要求機床具有優異的機電耦合、伺服優化和高加速性能等。電主軸、力矩電機、直線電機等直驅部件的應用,已經成為國外高檔五軸數控工具磨高速性能的新亮點。

    3.復合

    多軸聯動控制和多工序復合磨削加工是五軸數控工具磨主要技術特征之一。五軸數控工具磨可以實現復雜型面和復合刀具一次裝卡全部磨削。由于聚晶金剛石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PNCB)等超硬材料應用于數控刀具,使得用金剛石砂輪磨削此類數控刀具顯得力不從心。在科技進步的推動下,應用電火花磨削和激光加工數控刀具的技術應運而生,現已開發此類加工數控刀具機床。目前,五軸數控工具磨用于聚晶金剛石的旋轉電火花加工集成砂輪磨削于同一臺工具磨床,可供帶電極和砂輪更換裝置的雙主軸和單主軸機型,主要用于金屬、木材、陶瓷、塑料等加工行業的聚晶金剛石刀具加工,表明應用放電加工和砂輪磨削二合一復合加工PCD刀具的復合機床也已經成熟。特種加工和復合加工已經成為數控工具磨的重要發展方向。

    4.智能

    五軸數控工具磨是智能化技術應用最集中的機型之一。國外先進五軸數控工具磨裝備有激光測頭、砂輪探針、聲納感應儀、CCD相機等,其機型一般具有機床狀態監控和優化,動、熱態自動補償,防碰撞功能,刀具加工在機檢測,砂輪在線自動修磨標定和動平衡等功能,提高了刀具磨削的智能化水平。

    5.應用軟件

    沒有豐富的數控刀具磨削軟件的支撐就無法加工出精彩紛呈、形式多樣的數控刀具產品。一般磨削軟件包括加工標準刀具模塊和非標刀具模塊,操作者可以應用數據庫或自行設置刀具幾何參數形成3D圖形仿真加工程序。對于圓錐球頭立銑刀等復雜形狀刀具的磨削加工,目前國外實力雄厚的公司可以精確地加工出來,因為加工這種刀具需要高精度多軸聯動的數控工具磨床以及高精度加工數據計算的高級磨削軟件。由此可見,五軸數控工具磨是軟件開發應用最充分的數控機床之一。

    6.自動化

    機器人廣泛應用于數控工具磨床,成功解決了自動交換砂輪和工件自動上下料等問題,因而大大提高了數控工具磨床的加工效率、精度和一致性。工業機器人與數控工具磨的有機融合,形成了自動化的磨削中心(FMC)。

    近年來武機、北平等國內廠家在技術上跟隨國外廠商的發展趨勢,順應市場研發出了多款數控五軸工具磨床,為國內客戶的應用和采購成本降低做出了努力,但目前國內廠家在產品制造和市場獲取方面依然受制于多種因素制約,最主要的在于關鍵技術與關鍵部件的配套能力。高端五軸聯動數控工具磨,涉及主要關鍵技術有以下幾個方面:

    1.用于精密磨削的機床高剛度床身、立柱及主要結構件有限元分析和整機優化設計技術;

    2.高速電主軸(磨頭)結構優化及潤滑、冷卻技術;

    3.高速電主軸砂輪虛擬式在線動平衡、檢測和修整技術;

    4.回轉軸-A/B/C結構設計及高精度運動技術;

    5.直線軸-X/Y/Z設計及重復定位精度控制技術;

    6.五軸聯動工具加工程序編制及系統軟件應用技術;

    7.自動刀具測量和定位系統技術;

    8.高速磨削時的磨削液冷卻技術及超微粉末顆粒過濾技術;

    9.軸聯動數控工具磨床的總裝及調試技術;

    10.工業機器人應用等自動化技術。

    (二)業務產品分析

    針對當前市場發展趨勢來說,中高端數控磨床及其延伸的高端刀具制造業務是有很大的發展前景和投資可行性,下面對這兩大業務的商業模式大致分析如下:

    1.高端數控磨床

    營銷模式:可在五軸數控工具磨床產品上做規模市場,數控磨削專機做細分市場,重點服務大客戶和成長型客戶;配置專屬的產品經理,負責市場及用戶研究、產品規劃及設計、產品制程協調及跟蹤、售后問題處理及培訓;發揮成本優勢和方案解決能力,通過銷售團隊、代理商的擴張,為客戶提供優質產品及服務。

    運營模式:加強研發管理,豐富產品線;建設數字化車間,提高核心零部件的加工能力,完善部裝和總裝工藝,實現“零缺陷”、“零故障”;加強供應鏈管理,配置優質合格分供方,形成及時響應市場需求的反應機制。

    盈利模式:以機床產品和解決方案服務獲得利潤;整合經營銷售渠道及合作資源,嚴格控制采購、生產成本及期間費用,形成穩定增長的利潤來源;建立品牌營銷獲取品牌溢價。

    2.刀具制造及修磨

    營銷模式:可面向華中地區區域市場,專攻模具、汽車、軍工、3C設備制造等行業;主打中端標準刀具及高端復合刀具,與德國公司共建品牌,整合業內上下游渠道資源,在專業媒體、集群市場、線上新媒體投放廣告及展示視頻進行引流。

    運營模式:可在公司層面成立刀具產品事業部,簽訂業績責任書,明確事業部各機構工作流程,遵循ISO質量控制體系,充分發揮各職能部門的積極性,不斷豐富完善客戶數據庫、產品數據庫、供方數據庫,建設刀具區域供應鏈平臺。事業部經理全權負責刀具研發、制造、銷售工作,按期向公司提交工作報告,重大事項報請公司管理層審批。

    盈利模式:依靠刀具產品及解決方案服務盈利;與德國公司進行外貿合作,注冊合作品牌,依靠性價比將產品銷售到國外市場;整合客戶與分供方資源,提供刀具檢測及刀具附件銷售業務。

    四、行業供求分析

    (一)數控工具磨床與延伸刀具產品市場預測

    根據近年數控磨床市場判斷,預計每年數控磨床市場規模約80億元,其中高端磨齒機等約30億,五軸數控工具磨床類約20-30億,其他類刀具磨床約30億,工具磨床產品所涉及市場規模約50-60億元,其中40%為進口產品,無論從國產競爭還是進口替代來講都有相當大的市場空間。

    2017年我國刀具市場總消費規模從2016年的321.5億人民幣增加到2017年388億元,增速20.68%。其中:國產刀具約249億元人民幣,與2016年相比增幅為23.3%。2017年刀具國產化率達到64.18%,而國產刀具增速超過總消費增速,表明進口替代比例持續提升。(資料來源:中國機床工具工業協會工具分會)

    (二)主要競爭對手對比分析

    五軸工具磨床國外的競爭對手主要為德國瓦爾特、澳大利亞安卡,其2018年銷售臺數約180臺;國內競爭對手主要為北平機床和戴杰磨床,共計銷售約160臺。

    刀具產品屬于擬重點發展的延伸產業,市場前景廣闊。目前國產刀具和進口品牌山特維克、瓦爾特、三菱材料等刀具的差距主要體現在:1、在加工整體解決方案上與國外廠商存在差距;2、刀具結構設計上落后于國外,數字化仿真能力存在差距;3、先進刀具材料性能能和一致性上與國外存在差距;4、先進涂層工藝及設備缺乏;5、產品滿足率不及國外廠商;6、應用推廣、服務及品牌上的差距;7、標準化工作嚴重滯后。

    因而刀具業務的發展思路可以通過與德國公司進行技術合作,按照先進的質量控制體系來進行刀具生產,注冊合資刀具品牌,在設計技術、材料、工藝、品牌推廣上做到一流水準,利用成本優勢和快速的區域服務來形成核心競爭力。

    (三)磨床行業統計數據

    1.生產運行

    2017年磨床產品的產銷總體態勢有所回升。從細分產品結構上看,產銷量占比最大的仍是平面磨床和外圓磨床,其中外圓磨床的數控化率明顯較高。數控磨床產品的運行呈現明顯下行趨勢,這與全行業數控產品要好于普通機床產品的趨勢相反,反映出磨床產品領域的升級滯后,發展動力不足。磨床產成品庫存的數據顯著下降。數據降幅要大于金額,反映出磨床企業在加大低端磨床產品的去庫存力度。其中數控磨床的去庫存力度要明顯大于普通磨床。

    2.出口情況

    2015年磨床出口量3697臺,出口總額6842.1萬美元,同比下降26.6% 。其中位居前三位的產品是:平面磨床出口額2380.5美元,同比下降4.6%;外圓磨床出口額1545.2萬美元,同比下降25.5%;其他磨床出口額1454.1萬美元,同比下降25.9%。從出口額和出口量上看,平面磨床的占比都居首位,從單價上看,曲軸磨床9.3萬美元/臺最高。從出口趨勢上看,磨床出口雖然呈現顯著下降,但出口單價呈現小幅回升。其中外圓磨床的單價增速最顯著,同比增長147.4% 。在磨床出口去向上,德國以800.7萬美元出口額排在第一位,同比下降10.2%,美國以323臺出口量排在第一。磨床出口企業中,按出口額占比排序,私人企業占54.5%,外資企業占31.6%,國有企業占13.9% 。在出口企業所在地區中,按出口額占比排序,華東57.7%、華北12.15和華南11.6%居前三位,同比分別下降25.2%、45.1%和41.0% 。

    3.3進口情況

    2015年全年磨床進口總額10.0億美元,同比下降14.0% 。其中外圓磨床進口額2.3億美元,同比下降11.3%;工具磨床進口額2.2億美元,同比增長25.1%;其他磨床進口額2.1億美元,同比下降19.8% 。從進口額上看,外圓磨床和工具磨床分別以2.28億美元和2.20億美元的占比居前兩列。從進口趨勢和進口平均單價上看,磨床整體都呈現大幅下降趨勢。在進口來源上,德國以2.78億美元進口額排在第一,同比下降19.9%;日本小幅下降,以2.11億美元處于第二位,同比下降7.5%;瑞士大幅增長,以1.25億美元位居第三,同比增長59.4% 。進口企業中,按進口額占比排序為外資企業53.3%、國有企業30.4%和私人企業16.3% 。在進口企業所在地區中,按進口額占比排序,華東48.5%、華南18.1%和華北14.1%居前三位,同比分別增長1.3%、1.4%和下降42.8% 。

    五、產業鏈分析

    (一)上游分析

    數控磨床的上游行業為機床提供機械配件和功能部件,主要包括鈑焊配件、鑄件、數控裝置、電氣元件等。涉及上游行業業務,主要生產精密鈑焊產品、機床鑄件等產品,有效延伸了產業鏈。

    1.上游鈑金行業

    鈑金制造是指通過多重程序的冷加工工藝(包括數控下料、成型、拼裝、焊接、表面噴涂等)對金屬板材進行加工,產出符合機床要求的外罩、配電柜等部件。目前南通國盛精密鈑金有限公司在行業中發展迅速,憑借較強的制造實力和無憂的售后服務,國盛集團已成為德馬吉、寶馬格、通快、山特維克、東芝機械等著名企業的OEM供應商。

    2.上游鑄件行業

    鑄件是把冶煉好的液態金屬,用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預先準備好的鑄型中,冷卻后經打磨等后續加工手段后,得到機床部件的金屬毛坯,經進一步機械加工后成為鑄件半成品。

    3.上游機床配件或功能部件行業

    機床配件或功能部件行業包括機床的主要功能部件包括數控機床的數控系統、電氣與液壓系統、主軸單元、滾珠絲杠副、滾動導軌副、檢測裝置等,這些功能部件的性能成為整機性能的決定因素。數控系統和關鍵功能部件具有較高的技術進入門檻,由于國產功能部件在品種、質量、數量上都不能滿足國內中高檔數控磨床的主機配套需求,當前核心配套廠商有西門子和發那科數控系統、力施樂及THK絲桿導軌、海德漢光柵尺、瑞士及德國品牌電主軸與分度頭等。磨床制造廠家主要通過進口的方式購買,議價能力弱。

    4.磨削專用軟件

    五軸通用磨削軟件主要是瑞士MUNROTOL、瑞士MTS以及瑞士施利博格公司的自主研發磨削軟件。該軟件屬于磨削機床的技術核心,在產品中的占比很高,磨床制造廠家主要通過進口的方式購買,議價能力弱。

    (二)下游分析

    1.齒輪加工行業

    目前齒輪行加工業產值分布形成了華東52.7%、華北19.1%、西南8.7%、華中8.1%、西北6.7%和東北4.7%等六大主產區,華東占了全行業半壁江山。

    2.汽車產業集群

    當前我國具備六大汽車產業集群,分別是:以長春為代表的東北老工業集群區,以上海為代表的長三角集群區,以武漢為代表的華中集群區,以北京、天津為代表的京津集群區,以廣東為代表的珠三角集群區,以重慶為代表的西南集群區。

    3.機械制造業

    我國機械制造業分布廣泛,主要有以下特點:一是東北、山西、湖南、湖北這類重工業基礎雄厚的地區,有國家重點投資建設的大中型國有企業,在大中型企業周圍聚集了一批產業配套的企業。二是東部沿海城市經濟開放程度較高,在改革開放初期,以優惠的政策吸引了一批港臺企業,并刺激了當地民營機械企業的發展,由于當地各種配套產業發展也較快,因此機械制造產業鏈還延伸到商業、維修服務業,其集群層次也較高,正處于集群發展的高端。

    4.金屬切削工具行業

    國內金屬切削工具企業數量眾多,如果從地域分布上來看,這些企業所處位置都相對較為集中。金屬切削工具產值分布為華東75%、東北11%、中南6%、西南5%、華北2%、西北1% 。華東的常州、溫嶺產業帶是目前中國最大的金屬切削工具產業集群區。

    中南地區以株洲鉆石和廈門金鷺為代表,還有遍布東莞的一大批小刀具企業;華東地區則以老牌企業上工領銜,阿諾、嘉興恒鋒、寧波三韓等一批新興企業近些年發展很快,此外還形成了常州西夏墅、丹陽和浙江溫嶺刀具產業群;北方地區的刀具企業主要集中在東北老工業基地,以哈量、哈一工領銜,還有如牡丹江工具在內的一批民營企業;西北地區主要集中在陜西,主要企業有漢江工具、陜硬刀具和青海刃量具等;西南地區的成都附近集中了成量、工研所、自貢硬質合金和新興的如森泰英格、成都千木等眾多企業,另外還有貴州的西南工具發展勢頭也不錯;比較而言,中原地區的刀具企業比較少,太原工具、鄭州鉆石是較有代表性的企業。

    對工具磨床市場產生直接影響的,是下游市場的金屬切削刀具消費情況。金屬切削刀具市場份額的增加促使刀具生產廠家增加對工具磨床的投資;同時金屬切削刀具的用戶也會增加刀具刃磨的需求。

    隨著國家對高端裝備制造業的大力發展,高端切削刀具的進口量大量增長。這部分刀具價格高昂,精度要求高,使用過程中需要更專業、快捷的刀具刃磨服務。必然擴展了高端數控刃磨機床市場以及刃磨服務市場容量。同時,隨著產品競爭不斷加劇,刀具用戶對刀具制造廠商提出了刀具性能穩定、壽命長、價格低、快速交貨等要求;刀具制造廠根據刀具產品結構、客戶需求不同,對工具磨床提出以下幾方面要求:機床操作簡單,調機時間短,能夠實現軟件3D模擬加工,降低對操作人員技術要求,從而降低人工成本,提高勞動效率;產品加工范圍廣,加工精度高,批量加工重復精度高,適應大規模高精度自動化生產需求;可自由編程,用于開發結構復雜非標異型刀具的生產和刃磨,滿足客戶特殊需求;磨削效率高,單件加工時間短,減少機臺占用時間,降低生產成本,縮短交貨期;設備價格便宜、運行配套費用低,降低設備占刀具生產總成本比例;故障率低。

    六、行業主要企業分析

    (一)對標企業基本情況

    1.上海機床廠有限公司

    上海機床廠有限公司(原上海機床廠)始建于1946年,原名虬江機器廠,1953年改名為上海機床廠,為建國初期我國機床行業"十八羅漢"之一,1996年改制為上海機床廠有限公司。上機公司是中國最大精密磨床制造企業,在國內磨床業處于主導地位,國內磨床產品的市場占有率第一?,F為中國機床工具協會理事長單位和中國磨床分會理事長單位。主要產品有:外圓磨床、導軌磨床、軋輥磨床、曲軸磨床、雙端面磨床、花鍵軸磨床、磨齒機、螺紋絲桿磨床、凸輪軸磨床等各類普通、數控、大型、專用等磨床。公司人員1000人,其中技術人員200人(研發120人、現場應用80人),2016年銷售收入5億元.

    2.杭州杭機股份有限公司

    杭州杭機股份有限公司(原杭州機床廠),為建國初期我國機床行業"十八羅漢"之一,專業生產各類平面磨床、數控高精度龍門式平面磨床、數控高精度龍門導軌磨床、數控高精度立式復合磨床、數控高精度成型磨床,擁有34項國家專利,是臥軸矩臺、立軸矩臺、強力成形、龍門式等四大類磨床產品國家標準和行業標準的制訂者。2011年公司進行產權重大改革,東力控股集團有限公司入主杭機。公司人員540人,其中科研人員60人,2016年銷售收入1.5億元,

    3.無錫機床股份有限公司 (無錫機床廠)

    無錫機床股份有限公司 (無錫機床廠)前身為開源機器廠,由中國著名工商實業家榮德生先生于1948年創建,具有60多年的機床制造歷史,為建國初期我國機床行業"十八羅漢"之一,專業生產無心磨床、內圓磨床、軸承磨床、外圓磨床、平面磨床、軋輥磨床、龍門加工中心(數控鏜銑床)及高速電主軸等產品。1991年,被命名為國家一級企業。 2001年,被認定為國家高新技術企業。2003年,公司轉制為民營企業,2014年由新蘇集團全資收購。公司人員430人,其中科研人員80人(研發20人、應用60人),2016年銷售收入1.63億元。

    (二)對標企業主要經驗

    1.緊跟市場步伐,重視研發工作

    上機建立磨削實驗室,試驗磨床用各功能部件性能。對于新產品的研發,首先由技術中心負責,研制樣機,試制成功后,固化圖紙,工藝流程,然后將全套設計內容完整交付生產線。磨削實驗室通過反復試驗可以發現設計中不易發現的問題,并及時予以解決,為產品質量控制提供了良好的保障,降低產品交付后出現問題的幾率。雖然建立和維護此實驗室需大量資金,在現今國內經濟下行情況下,也很難消化成本。但是對企業打造品牌、提高知名度、鞏固競爭力是很有益的。這也體現了上機領導層堅持傳統、堅持站在新技術前沿的決心。

    錫機每年底由銷售部門提交開發建議書,綜合考慮市場實際需求和技術前瞻性,技術部門根據廠內實際情況確定第二年的研發目標,每年研制2-3個新產品,研發費用占全年全年銷售額的3%-5%。

    2.規范化管理,從細節做起

    三家對標企業從廠區衛生到生產工序都實施嚴格的規范化管理。車間各工作區域有醒目的顏色區分。生產車間地面光亮,道路通暢,機器、工具、產品擺放整齊,員工統一著裝。

    錫機現場看板管理,錫機廠在車間看板管理很清晰,能知道產品現在加工與裝配的流程,哪個零部件加工或裝配現在處在哪一步,是誰在做,進展如何,當前步驟主要問題是什么,現場問題的及時跟蹤與改善方案都在看板上寫明。

    3.嚴格把控工藝,保證產品質量

    嚴格控制每一道加工、裝配工序,對工藝要求堅決執行,除技術部門相關人員外任何人都無權隨意更改加工或裝配工藝。嚴格把控零部件精度要求,尤其對關鍵核心零部件的加工有高精尖的設備進行加工,進而保證產品質量。

    4.持續資金投入,改善硬件條件

    三家對標企業的加工、檢測設備都有不同程度的更新換代,而且投入力度比較大,合理配制相應的加工、質檢人員,從根本上保障產品質量,提振了員工信心。

    5.保持高度交流,部門間相互協調

    三家對標企業每天下班前召開技術交流會議,由技術(機械、工藝)、生產、質量、車間部門負責人及施工員提出當天發現的問題,通過各部門溝通,共同制定出解決方案,明確后續的工作。

    6.優化機構設置,提高工作效率

    杭機引進3C公司的扁平化機構設置,在專用機床類試點項目經理制,直接控制整個產品生命周期的全部環節(如設計、采購、裝配和售后),方便整合資源,避免溝通協調出現的偏差,大大提高的工作效率,縮短產品生產周期。

    7.客戶導向決定產品方向

    杭機建立客戶體驗中心,客戶能夠很直觀的了解設備,技術人員能夠對客戶送來的工件進行現場加工及講解,減少其他配合環節,達到客戶滿意。

    三家對標企業銷售人員要收集客戶市場信息,主要內容:客戶使用產品后出現的問題、對產品還有哪些改進要求;一些新型刀具的專機設計和要求;市場上各家機床的優缺點在哪里等等。銷售員每季度形成書面報告上報,決策層通過分析報告調整產品路線。

    七、行業發展趨勢及前景預測

    從數控磨床行業近年的進口數據來看,中、高端數控磨床具有很高的附加值,是未來創造營業收入的主要著力點。如想在進口份額中爭取替代,國內廠商還需要在技術開發、市場開拓上對這部分產品進行持續投入,以接近的性能,優于的價格與及時服務獲取替代性。通過行業政策可知,定位精度>0.004mm,重復定位精度>0.002mm,加工圓度>3×10-6×D mm(D為最大加工工件直徑),砂輪線速度≤60m/s的數控刃磨機床取消稅收減免政策后,應該是當前進入中端市場主推的產品規格,采取產品優質策略,通過過硬的售前推廣、售后服務及產品質量贏得市場。對于主軸轉速10000r/min,重復定位精度直線軸≤0.002mm,回轉軸0.002°,多軸控制五軸聯動的高端產品,是可以技術投入的重點產品,技術的發展方向。

    另外,隨著下游產業如新能源汽車和3C電子行業的技術升級,隨著新的材料工藝的出現,依然會有數量可觀的不可預知增量市場,這些細分市場對于國內廠商來說,具有先發優勢。

    對于延伸刀具制造業務來說,按照刀具修磨成本以及刀具消費量,每年市場新增200億元的刀具修磨需求??紤]到目前刃磨服務市場還待開發,刀具成本節約以及刀具使用效率的理念還需要推廣,除去目前大部分被工廠自行消化的,至少還有50~80億的市場需求。這部分市場目前還處于起步階段,先進入的企業將會獲得非常穩定的客戶群體,并對后來者形成非常強的進入壁壘,屬于企業可以盡快開展的業務。

    八、研究結論及發展建議

    本報告認為,數控磨床上下游行業的投資可行性一是大力發展中高端五軸數控工具磨床,順應產業結構升級的設備技改需求,積極爭取進口替代的份額,滿足新工藝、新材料發展帶來的設備需求;二是大力投資細分市場的高端數控專用磨削機床,如數控拉刀磨床、數控齒條磨床、數控專用輪廓磨削機床等,以精密高效的加工特性、便捷的工藝界面和在線測量系統、完善的工藝解決方案作為盈利模式;三是投資上游行業如電主軸等產品,打破技術壁壘取代進口份額,當前直驅電主軸、氣浮精密電主軸等在磨床行業內的應用越來越廣泛,絕大部分應用進口電主軸,國內僅有如昊志等少數廠家的產品有較好的中端應用,還不足以撬動進口品牌占據主導的局面,磨削電主軸價格依然昂貴;四是投資下游產業進行刀具制造,主要路徑為對標國外標準建立完整的制造、檢測工藝,樹立自主中高端品牌,以及為大型重點客戶提供OEM的刀具修磨等解決方案。五是聯合高?;虮拘袠I的軟件研發團隊,開發優化刀具及通用輪廓磨削類專用CAM軟件,面向市場需求,基于工藝技術的沉淀,逐步解決我國高端磨削機床工藝軟件的技術空白,具有極大的經濟效益和社會效益。

    數控磨床、電主軸技術、高端刀具制造和磨削軟件開發都屬于高端裝備、高新技術范疇,需要有資金的投入、先進加工裝備、信息化的系統(CAE\PDM\MES\ERP)以及領軍人才和團隊的配置。

    另外,前瞻性的戰略規劃、詳盡的商業模式分析、科學的投資項目評審、可操作性的項目實施方案、精益化的項目運營管理體系是一個高新技術行業從落地到可持續發展的必要保障。

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