機床是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基石。目前，我國機床產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)均存在較多“卡脖子”問題，因此成為實現(xiàn)自主可控的典型賽道。數(shù)控系統(tǒng)為產(chǎn)業(yè)鏈中更為薄弱的環(huán)節(jié)，也是制約我國高端數(shù)控機床發(fā)展的重要瓶頸。從市場規(guī)模來看，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)模超百億，但國產(chǎn)化率較低。同時面對日益復(fù)雜的國際形勢，國產(chǎn)化替代迫在眉睫。近年來，國內(nèi)企業(yè)在核心技術(shù)和應(yīng)用端持續(xù)取得突破，并在相關(guān)政策的催化下國產(chǎn)替代有望加速，數(shù)控系統(tǒng)需求或?qū)崿F(xiàn)高增長。

01

行業(yè)概述

1、數(shù)控機床概念

機床是制造機器的機器，又被稱為工業(yè)母機。機床是現(xiàn)代制造業(yè)最為重要的工具之一，也是國家基礎(chǔ)制造能力的綜合體現(xiàn)。狹義的機床以金屬加工機床為主，按照工藝用途可劃分為金屬切削機床和金屬成形機床。按照是否配備數(shù)控系統(tǒng)可劃分為數(shù)控機床和普通機床。數(shù)控機床即為裝有數(shù)控系統(tǒng)的機床，可以通過編制程序來實現(xiàn)自動化加工，集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、測量技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，與普通機床相比，數(shù)控機床具有高效率、高精度、高柔性化及高集成化等特點。

從功能和性能角度，可將數(shù)控機床劃分為低檔（經(jīng)濟型）、中檔（標(biāo)準(zhǔn)型或普及型）和高檔三類。性能決定著制造的質(zhì)量，特別是高檔的數(shù)控機床，其技術(shù)水平更是一個國家先進(jìn)工業(yè)化的體現(xiàn)。

2、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的簡稱，也被稱為計算機數(shù)控（CNC），其性能優(yōu)劣直接影響機床穩(wěn)定性和精度水平，是最核心的零部件。數(shù)控系統(tǒng)是指能按照零件加工程序的數(shù)值信息指令進(jìn)行控制，使機床完成工作運動的控制系統(tǒng)，通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)三部分組成?？刂葡到y(tǒng)按零件加工程序進(jìn)行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅(qū)動機械按要求運動；位置測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋給控制系統(tǒng)以修正控制指令。

從機床成本構(gòu)成上看，數(shù)控系統(tǒng)是成本占比第二大的核心零部件。根據(jù)海天精工招股書，數(shù)控機床主要成本構(gòu)成為結(jié)構(gòu)件、數(shù)控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、刀庫及其他，其中數(shù)控系統(tǒng)占比高達(dá)22%，是成本占比第二大的核心零部件。

3、數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)分類

（1）根據(jù)功能分類

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能水平的不同，可以把數(shù)控系統(tǒng)分為經(jīng)濟型、標(biāo)準(zhǔn)型和高檔型數(shù)控系統(tǒng)，高檔數(shù)控系統(tǒng)是國家戰(zhàn)略級資源。高檔型數(shù)控系統(tǒng)的控制類型、加工速度、加工精度等方面會有明顯的提升，為五軸或五軸以上聯(lián)動。西方發(fā)達(dá)國家目前正嚴(yán)格管控甚至禁止對外出售高檔數(shù)控系統(tǒng)，或者對高檔數(shù)控系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行限制。日本發(fā)那科的五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)并未對國內(nèi)企業(yè)開放。美國機床企業(yè)會對用戶進(jìn)行定時核查，掌握其設(shè)備使用情況。

五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)強化空間復(fù)雜特征加工能力，符合制造業(yè)升級趨勢。數(shù)控系統(tǒng)控制幾個坐標(biāo)按照需要的函數(shù)關(guān)系同時協(xié)調(diào)運動稱為坐標(biāo)聯(lián)動，按照聯(lián)動軸數(shù)分為二軸聯(lián)動、二軸半聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動等。以三軸聯(lián)動機床為例，其包含了X/Y/Z三個直角坐標(biāo)系軸，故刀軸方向固定，機床的運動控制只能沿著X/Y/Z三個線性軸進(jìn)行控制。五軸聯(lián)動機床則增加了兩個自由旋轉(zhuǎn)軸，讓刀具的運動可以靈活變化。

五軸加工通過更高加工效率、更小占地面積與能耗帶來經(jīng)濟性，對三軸加工具有一定替代性。根據(jù)全球機床龍頭德馬吉森精機披露數(shù)據(jù)，其使用10臺五軸機床替換50臺立式五面加工機床，帶來了更高加工量、更小占地面積，并且節(jié)約能耗42%。

五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和機床技術(shù)壁壘最高，對應(yīng)的毛利率也處于領(lǐng)先水平。以主要銷售五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)與機床的科德數(shù)控為例，其21年五軸聯(lián)動機床、數(shù)控系統(tǒng)毛利率分別高達(dá)43.62%、49.81%。

（2）根據(jù)運行方式分類

數(shù)控系統(tǒng)按照控制系統(tǒng)運行方式，分為開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，閉環(huán)的數(shù)控機床精度更高、速度更快、驅(qū)動功率更大，但對于機床結(jié)構(gòu)和傳動要求更高，更容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

（3）根據(jù)參與者技術(shù)實力分類

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)實力，數(shù)控系統(tǒng)參與者可以分為國外頂尖、國外一流、中國臺灣、中國大陸高端和中國大陸普適五大類別。國外頂尖級別主要以西門子、海德漢為代表，產(chǎn)品性能優(yōu)越，國內(nèi)高端五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用較多。國外一流企業(yè)包括發(fā)那科、三菱等，其性能優(yōu)越的同時性價比也更高。中國臺灣企業(yè)包括新代、億圖、寶元等，此類企業(yè)正逐步被國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)替代。中國大陸高端企業(yè)包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控、光洋等企業(yè)。

4、數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展模式

目前國際上的數(shù)控系統(tǒng)公司發(fā)展模式有西門子模式、哈斯模式和馬軋克模式三種，每種模式各有其優(yōu)缺點。

（1）西門子模式

數(shù)控系統(tǒng)廠專業(yè)生產(chǎn)各種規(guī)格的數(shù)控系統(tǒng)，提供各種標(biāo)準(zhǔn)型的功能模塊，為全世界的主機廠批量配套。

（2）哈斯模式

主機廠獨立開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，并與其自產(chǎn)的數(shù)控機床配套銷售。如美國的哈斯（Haas）公司、意大利的菲迪亞公司等，這些公司創(chuàng)立之初是從數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)起步的，為了銷售數(shù)控系統(tǒng)，開始了數(shù)控機床的生產(chǎn)銷售。我國的科德數(shù)控也是這種發(fā)展模式。

（3）馬扎克模式

主機廠在數(shù)控系統(tǒng)廠提供的開發(fā)平臺上，研發(fā)自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)，并與其所生產(chǎn)的數(shù)控機床配套銷售。如日本馬扎克、森精機等公司，在三菱、發(fā)那科提供的數(shù)控系統(tǒng)平臺上，共同研發(fā)形成馬扎克、森精機的數(shù)控系統(tǒng)品牌。

整體來看，數(shù)控系統(tǒng)由于其相對標(biāo)準(zhǔn)化、投入回報周期長等特性，國內(nèi)外機床廠大部分以外購為主。

5、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷程

（1）數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷史：基于PC機平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)成為主流

20世紀(jì)50年代以來，數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷了2大發(fā)展階段和6個迭代歷程，實現(xiàn)從硬線控制到計算機數(shù)控（CNC）的進(jìn)步。1952年，世界上第一臺數(shù)控機床在美國誕生，標(biāo)志著數(shù)字計算機技術(shù)開始應(yīng)用于機床行業(yè)。自此，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展同電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。自20世紀(jì)90年代開始，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)在PC機平臺上進(jìn)行開發(fā)，即所謂的開放式數(shù)控系統(tǒng)。隨著數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，其功能不斷增多，可靠性和精度不斷提高，價格不斷下降。

（2）國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷程：占據(jù)中低端市場后逐步向高端進(jìn)發(fā)

國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷程主要可分為緩慢發(fā)展期、加速引進(jìn)期、模仿學(xué)習(xí)期及國產(chǎn)突破期四個階段。在國產(chǎn)化外資數(shù)控系統(tǒng)失敗后，我國積極調(diào)整戰(zhàn)略，重點投資數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前廣州數(shù)控等國產(chǎn)企業(yè)已在中低端數(shù)控系統(tǒng)市場占據(jù)一席之地，華中數(shù)控、科德數(shù)控等企業(yè)逐步向高端數(shù)控系統(tǒng)攻關(guān)并已經(jīng)取得一定突破。

02

數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)不滿足現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)需求，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和開放化方向發(fā)展，在發(fā)展過程中，還需要解決網(wǎng)絡(luò)制造接口問題、跨平臺運行通訊機制以及先進(jìn)控制算法問題，以此促進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的全新發(fā)展，從根本上提升現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展水平。

1、高速、高精度、高可靠性

機床的高速化極大地提高加工效率、降低加工成本、縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭力；高精度直接關(guān)系到產(chǎn)品的加工質(zhì)量；可靠性是數(shù)控系統(tǒng)綜合性能優(yōu)劣的直接體現(xiàn)，能否在可靠性方面縮短與國外數(shù)控系統(tǒng)的差距是關(guān)系到國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及其裝備能否占領(lǐng)市場的關(guān)鍵因素。

2、多軸聯(lián)動、復(fù)合化

多軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，多軸聯(lián)動加工可利用刀具的最佳幾何形狀進(jìn)行切削，產(chǎn)品的加工效率、加工質(zhì)量和加工精度將大幅提升。隨著市場對于個性化需求日益強烈，交貨日期不斷縮短，金屬加工行業(yè)愈來愈多地采用復(fù)合機床對復(fù)雜工件進(jìn)行綜合加工，數(shù)控系統(tǒng)在工藝上的復(fù)合程度不斷提升，相較只具備單一加工功能的數(shù)控系統(tǒng)，用戶更需要能夠提供車削銑削、鏜削、鉆削和磨削等工序的復(fù)合型數(shù)控系統(tǒng)。

3、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化

智能化體現(xiàn)在方方面面：1）智能控制加工質(zhì)量和效率，如自適應(yīng)控制加工過程、自動生成工藝參數(shù)等；2）智能提高驅(qū)動性能，如負(fù)載自動識別、電機參數(shù)自適應(yīng)運算、前饋控制等；3）智能編程和操作，如自動編程和智能化的人機界面。數(shù)控系統(tǒng)向柔性化發(fā)展的趨勢表現(xiàn)在兩個方面：一方面是由點（數(shù)控單機）、線（柔性生產(chǎn)線）向面（自動化車間）、體（CIMS）的方向發(fā)展；另一方面是向注重經(jīng)濟性和實用性的方向發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化主要是數(shù)控系統(tǒng)與外部控制系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接與控制。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟發(fā)展過程中，逐漸提出數(shù)字制造概念，已經(jīng)成為機械制造企業(yè)的現(xiàn)代化標(biāo)志。

4、開放式、軟數(shù)控模式

開放式數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)制造商可通過對數(shù)控系統(tǒng)功能進(jìn)行重新組合、修改、添加或刪減，快速構(gòu)建不同品種和檔次的數(shù)控系統(tǒng)，并且可以針對不同廠家、用戶和行業(yè)需求，將其特殊應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)驗集成到數(shù)控系統(tǒng)中，形成定制型數(shù)控系統(tǒng)。未來的數(shù)控系統(tǒng)能夠被用戶重新配置、修改、擴充和改裝，并允許模塊化地集成傳感器、監(jiān)視加工過程、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程診斷等，而不必重新設(shè)計軟硬件。

03

市場現(xiàn)狀

1、我國機床數(shù)控化率仍處于較低水平，數(shù)控系統(tǒng)成長空間巨大

2021年我國金屬切削機床產(chǎn)量為60.2萬臺，其中數(shù)控金屬切削機床為27萬臺，金屬成形機床產(chǎn)量為21萬臺，其中數(shù)控金屬成形機床產(chǎn)量為2.4萬臺，因此從產(chǎn)量上看，我國金屬切削機床和金屬成形機床的數(shù)控化率為45%/11%，而金屬加工機床的數(shù)控化率合計為36%。相對發(fā)達(dá)國家80%以上的數(shù)控化率，存在較大差距。遠(yuǎn)期來看，我國機床數(shù)控化率有望有一倍以上的提升空間，考慮機床下游需求的持續(xù)增長，數(shù)控系統(tǒng)長期成長空間巨大?！吨袊圃?025》明確提出到2025年關(guān)鍵工序數(shù)控化率將提升到64%，十四五期間我國數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)均有較好的發(fā)展環(huán)境。

2、機床國產(chǎn)化加速，有望帶動數(shù)控系統(tǒng)需求高增長

機床行業(yè)被德、日企業(yè)統(tǒng)治全球高端市場，中國出口以中低端為主，高端機床國產(chǎn)化率較低。機床行業(yè)完全競爭，德國、日本、美國為主要機床大國，海外品牌在技術(shù)、規(guī)模、品牌影響力方面均處于領(lǐng)先地位，從進(jìn)出口數(shù)據(jù)上看，我國2022年金屬切削機床進(jìn)口金額約為56.1億美元，約385億元人民幣，占據(jù)我國數(shù)控金切機床較大份額，同時國內(nèi)還有部分外資企業(yè)的產(chǎn)能，總體來看我國中高檔數(shù)控機床對外資的依賴度仍然較高。

全球疫情爆發(fā)促使國內(nèi)機床替代加速，機床產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈逐步走向成熟，數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化進(jìn)程也有望加速。目前國內(nèi)多家上市公司及眾多非上市公司已經(jīng)開始使用國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)或者與國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)開始合作研發(fā)，未來數(shù)控系統(tǒng)有望在國內(nèi)機床企業(yè)中得到大量應(yīng)用，隨著國內(nèi)機床的國產(chǎn)化持續(xù)替代，數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化替代進(jìn)程也有望加速。

3、數(shù)控系統(tǒng)全球市場超500億元，國內(nèi)在90-160億元區(qū)間波動

根據(jù)計算，全球數(shù)控系統(tǒng)市場空間超500億元。根據(jù)德國機床制造商協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年全球主要機床生產(chǎn)規(guī)模為709.4億歐元。按照全球機床綜合數(shù)控化率為60%，數(shù)控系統(tǒng)占機床成本比例20%，歐元兌人民幣匯率1:7.5計算，全球數(shù)控系統(tǒng)市場空間約為638.5億人民幣。

國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)市場空間在90-160億元區(qū)間波動。根據(jù)MIRDATA數(shù)據(jù)，2017-2022年間國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)實際銷售額在90-160億區(qū)間內(nèi)波動。其中2019年國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)銷售額最低為87.2億元；2021年國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)銷售額最高達(dá)159.4億元，主要系通用制造業(yè)復(fù)蘇，機床行業(yè)進(jìn)入新一輪景氣周期。

4、外資占據(jù)國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)主要市場份額，中高檔基本被壟斷

目前國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)市場主要可分為三大陣營：1）高端數(shù)控系統(tǒng)市場：主要被日德等外資企業(yè)所壟斷，代表企業(yè)包括發(fā)那科、西門子等；2）中端數(shù)控系統(tǒng)市場：國內(nèi)頭部企業(yè)與外資爭奪的主力戰(zhàn)場，國內(nèi)代表企業(yè)包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控等；3）低端數(shù)控系統(tǒng)市場：已基本被國產(chǎn)企業(yè)占據(jù)，包括廣州數(shù)控、凱恩帝及大量小規(guī)模的民營企業(yè)。從市占率來看，2022發(fā)那科占我國數(shù)控系統(tǒng)市場份額為37%，三菱數(shù)控為17%，廣州數(shù)控為12%，西門子為12%，前三大外資企業(yè)市占率為66%。同時高檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)企業(yè)市占率不足10%，中高檔數(shù)控系統(tǒng)依然被外資壟斷。

5、國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化替代開始突破

中國處在由低端制造轉(zhuǎn)向先進(jìn)制造的關(guān)鍵節(jié)點，高速高精復(fù)合機型及五軸系統(tǒng)更加匹配高端制造業(yè)目前的需求。而國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)相比進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，存在的差距主要體現(xiàn)在：1）技術(shù)成熟度差距明顯，缺乏長期應(yīng)用驗證；2）市場認(rèn)可度不夠。面對這些差距，國家推出了一些系列產(chǎn)業(yè)支持政策。在國家政策的支持下，國內(nèi)涌現(xiàn)了一小批研制高檔數(shù)控系統(tǒng)的企業(yè)并實現(xiàn)了部分國產(chǎn)化，根據(jù)科德數(shù)控招股書，國內(nèi)華中數(shù)控、科德數(shù)控已經(jīng)掌握伺服驅(qū)動、電機等技術(shù)，從產(chǎn)品自制率上看已經(jīng)不遜于海外龍頭企業(yè)?！笆濉?、“十三五”期間，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在功能、性能和可靠性方面取得了巨大進(jìn)步，打破了我國在航空、航天等領(lǐng)域高檔數(shù)控系統(tǒng)被國外壟斷的局面。國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化替代開始突破。

04

國產(chǎn)化率提升邏輯

1、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)性能加速提升

研發(fā)投入不足及缺乏高端應(yīng)用場景，是多年來國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)難以進(jìn)步的原因。一方面，數(shù)控系統(tǒng)系軟件類產(chǎn)品，開發(fā)難度大，需投入大量研發(fā)費用。而國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)售價較低，導(dǎo)致企業(yè)利潤微薄，難以支持高額研發(fā)投入。根據(jù)MIRDATA數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年發(fā)那科等外資龍頭數(shù)控系統(tǒng)均價在5萬元/臺以上，而國產(chǎn)廠商如廣州數(shù)控和華中數(shù)控均價在1-2萬元/臺間，價格差距較大。另一方面，數(shù)控系統(tǒng)需要大量實際應(yīng)用進(jìn)行升級迭代，但國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用多集中在低端市場，缺乏高端應(yīng)用場景是阻礙其進(jìn)步的重要原因。

國家項目扶持及大量投入研發(fā)后，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品性能得到提升。自2009年開始實施的“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家重大科技專項（04專項）圍繞主機、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、共性技術(shù)、創(chuàng)新平臺及應(yīng)用示范工程等任務(wù)，以及航空航天、船舶、汽車制造、發(fā)電設(shè)備制造四大領(lǐng)域進(jìn)行核心技術(shù)和重點產(chǎn)品攻關(guān)。

在04專項支持下，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)功能部件關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，機床可靠性和精度保持性得到提高，華中數(shù)控等國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)市占率逐漸提升。2022年9月，首個中國主導(dǎo)的機床數(shù)控系統(tǒng)系列國際標(biāo)準(zhǔn)ISO23218-2正式發(fā)布，表明我國在04專項支持下建立的“高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”成果得到國際認(rèn)可。2022年9月，工信部表示將會同有關(guān)部門繼續(xù)做好工業(yè)母機行業(yè)頂層設(shè)計，統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)、財稅、金融等各項政策，積極推進(jìn)專項接續(xù)。

2、外資品牌封鎖逐步加強

西方國家通過實行高端封鎖、低端傾銷戰(zhàn)略打壓國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)，自主可控緊迫性強。1）對高端數(shù)控系統(tǒng)實施出口封鎖：以高端五軸數(shù)控系統(tǒng)為例，發(fā)那科等日本企業(yè)完全禁止出口中國，而海德漢等歐系產(chǎn)品交貨期也在逐步拉長。2）對低端數(shù)控產(chǎn)品出口傾銷：試圖擴大在中國的市場滲透率，進(jìn)一步擠壓國內(nèi)數(shù)控企業(yè)生存空間。3）頒布技術(shù)出口禁令：禁止中國企業(yè)收購國外高技術(shù)企業(yè)（美國、日本尤其明顯），同時禁止部分在美上市中國企業(yè)的美國分支機構(gòu)轉(zhuǎn)移回國，以防止技術(shù)外流。

3、自主可控下國產(chǎn)系統(tǒng)得到大量驗證迭代機會

“換腦工程”新增6000套軍工企業(yè)換腦系統(tǒng)，華中數(shù)控成為主力。根據(jù)軍工、機床兩協(xié)會代表及華中科技大學(xué)的軍工企業(yè)數(shù)控機床換腦工程調(diào)研報告，6000套軍工企業(yè)在冊數(shù)控機床需更換國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。此外在民用領(lǐng)域，憑借其越來越優(yōu)異的產(chǎn)品性能，華中數(shù)控已經(jīng)和埃弗米、宇環(huán)數(shù)控、創(chuàng)世紀(jì)、日發(fā)精機等國產(chǎn)機床龍頭達(dá)成聯(lián)合攻關(guān)合作，共同進(jìn)行產(chǎn)品試制和開發(fā)。

05

高端數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)難點

目前國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)存在的技術(shù)難點問題為：缺少CAM等研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件；無法實現(xiàn)高速高精度插補功能；可靠性的時長不足；高端五軸RTCP功能不齊全等。

1、國內(nèi)CAE、CAM等研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件同國外差距較大

加工具有復(fù)雜輪廓曲線的工件需要借助計算機自動編程，而自動編程過程中緊密集成多個工業(yè)軟件（CAD、CAE和CAM）。通常步驟為首先使用CAD（計算機輔助設(shè)計軟件）制作零部件的輪廓描述信息，接著用CAE（計算機輔助工程軟件）進(jìn)行仿真分析，最后借助CAM（離線編程系統(tǒng)）將生成的輪廓信息轉(zhuǎn)換為數(shù)控系統(tǒng)能識別的G代碼。

數(shù)控系統(tǒng)識別G代碼后，基于插補功能生成刀具加工軌跡。數(shù)控系統(tǒng)中的插補功能是指數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)前序自動編程獲得的零件輪廓曲線的特征參數(shù)（G代碼），按照一定的數(shù)學(xué)方法不斷計算出刀具運行軌跡上的一些中間點，從而控制刀具對工件進(jìn)行切削。一次加工程序通常分為多個插補周期，在連續(xù)的實時插補計算中，數(shù)控系統(tǒng)控制刀具逐漸切削出逼近理想的工件外形輪廓。

國內(nèi)CAE、CAM等研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件同國外差距較大。目前國內(nèi)CAD軟件2D功能基本與國外一致，但是在CAE、CAM軟件領(lǐng)域落后較多．大部分廠商使用的免費版本只包含部分簡化的功能。針對國產(chǎn)高端數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的專用后置處理器更是落后，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)只能使用國外CAM軟件中免費開放的后置處理功能，而這只能同數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)簡單的配合加工。

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已具備適用于普通工況的通用插補技術(shù)，但缺少在高速高精度工況下的先進(jìn)插補能力。例如，在高速加工復(fù)雜輪廓工件時，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)缺少預(yù)插補功能。高速加工中常遇到拐角或者高曲率點，此時的刀具進(jìn)給方向可能發(fā)生突變。如果刀具速度沒有及時的降低，將會引起過切，從而影響加工精度。預(yù)插補功能通過在實時插補的同時向前預(yù)插補一段距離，提前獲知待加工零件的輪廓進(jìn)給方向上是否有突變點以及計算出通過該點的最佳速度，避免過切問題。

2、國內(nèi)高檔數(shù)控系統(tǒng)可靠性時間與國外差距較大

國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障運行時間可達(dá)30000小時，而國內(nèi)的一般在10000小時左右，可靠性時長差距較為明顯。主要原因系：1）國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)硬件壽命較短：國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)主要與中低端機床配套，加工環(huán)境較為惡劣，硬件質(zhì)保通常為3年，而國外系統(tǒng)硬件壽命長達(dá)10年。2）國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)軟件的容錯率和智能化水平較低：國內(nèi)系統(tǒng)軟件兼容性差，不足以應(yīng)對多樣的工作現(xiàn)場。此外國外系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化誤差補償，彌補機床隨著年限增加精度降低的情況，進(jìn)而提高了數(shù)控系統(tǒng)的使用年限。3）國內(nèi)遠(yuǎn)程故障診斷水平落后：國外高端系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程故障診斷能力，能夠提前預(yù)判機床故障，顯著增加配套機床的無故障運行時間，提高了數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命。

3、高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)還需具備五軸聯(lián)動RTCP功能

五軸聯(lián)動RTCP功能大幅提升加工效率、縮短加工周期、提高加工精度。五軸聯(lián)動RTCP控制功能主要指當(dāng)有旋轉(zhuǎn)軸運動時（一個或兩個旋轉(zhuǎn)軸），通過三個直線軸的實時同步補償運動，使刀具或工件的某一特定點在空間的位置始終保持不動，即刀具或工件繞這一特定點作旋轉(zhuǎn)運動，可以直接在工件坐標(biāo)系下規(guī)劃刀尖軌跡，機床軸控制由算法完成，編制程序時，只需要考慮工件的坐標(biāo)，不需要考慮五軸機床運動鏈結(jié)構(gòu)，簡化了CAM編程，提高加工精度。

06

產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司

數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈正逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上游包括制造所需的顯示屏、功率板塊、計算芯片、功率模塊、伺服電機和其他部件，這些產(chǎn)品一同構(gòu)成了數(shù)控系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)一般應(yīng)用于數(shù)控機床與工業(yè)機器人等工控自動化裝備，最后被運用于下游各領(lǐng)域。

1、數(shù)控系統(tǒng)制造

數(shù)控系統(tǒng)的制造包括數(shù)控裝置制造、伺服裝置制造與伺服電機制造。根據(jù)數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)制造人工成本、制造費用占比較低，原材料成本在90%以上。數(shù)控系統(tǒng)原材料大部分屬于電子類產(chǎn)品，目前采購價格呈逐年下降趨勢。國內(nèi)數(shù)控機床的計算芯片和功率模塊以進(jìn)口為主，不過國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)制造商已經(jīng)逐步采用國內(nèi)芯片產(chǎn)品。部分伺服驅(qū)動和電機市場已經(jīng)國產(chǎn)化替代，但是產(chǎn)品性能與國外產(chǎn)品還有一些差距。

數(shù)控裝置（即控制系統(tǒng)硬件）是數(shù)控機床的控制核心，主要由CPU、存儲器、數(shù)字伺服控制卡、主板（包括I/OLINK、數(shù)字主軸、模擬主軸、通信接口、MDI接口等）、顯示控制卡以及相應(yīng)的控制軟件等組成。

伺服驅(qū)動系統(tǒng)由控制單元、測量反饋單元和驅(qū)動執(zhí)行單元組成，來自數(shù)控裝置的位置控制移動指令轉(zhuǎn)變成機床工作部件的運動，使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，從而加工出符合圖樣要求的工件。

2、下游應(yīng)用

制造完成的數(shù)控系統(tǒng)在下游被應(yīng)用于數(shù)控機床與工業(yè)機器人等工控自動化裝備。目前我國數(shù)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于立式加工中心、激光加工機、車床等各類加工設(shè)備。這些設(shè)備將應(yīng)用于3C電子、汽車船舶、國防軍工、機械制造和石油化工等工業(yè)。

（1）航空航天領(lǐng)域

高端機床國產(chǎn)替代需求旺盛，國產(chǎn)大飛機產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)釋放增量市場需求。以五軸機床為例，其在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用場景較多，覆蓋飛機結(jié)構(gòu)件、起落架、葉片、機匣、壓氣機葉輪等部件加工。伴隨國產(chǎn)大飛機逐步進(jìn)入批量制造，五軸機床需求有望持續(xù)提升。同時在貿(mào)易摩擦影響下，航空航天領(lǐng)域急需可以實現(xiàn)進(jìn)口替代的高端機床，增量市場空間有望向國內(nèi)企業(yè)傾斜。目前科德數(shù)控、華中數(shù)控均在航空航天領(lǐng)域積累了較多成熟案例，在當(dāng)前航空航天產(chǎn)業(yè)鏈“自主可控”需求催化下，國產(chǎn)份額有望持續(xù)提升。

（2）新能源汽車

目前一體化壓鑄等新工藝推進(jìn)有望持續(xù)帶來五軸等高端機床需求增長。新能源汽車制造向輕量化、一體化轉(zhuǎn)型，一體化成形的異型結(jié)構(gòu)件有望帶來增量空間。

目前伴隨汽車制造材料變化，新能源汽車“三電”涉及的電機殼、電池箱體、電池箱上蓋、電池箱底殼、高壓盒PEU殼體，減速箱殼體等材料以鋁合金組件為主。相比傳統(tǒng)燃油車鑄鐵加工，針對機床設(shè)計、加工工藝等方面的最優(yōu)方案機床廠仍處于探索狀態(tài)，為國內(nèi)機床廠切入賽道帶來了機會。

（3）3C產(chǎn)業(yè)

國內(nèi)3C產(chǎn)業(yè)快速增長，對于設(shè)備采購需求較大，國內(nèi)加工3C產(chǎn)品的高速鉆攻機一直被日本、美國、韓國等國家占據(jù)第一陣營，3C產(chǎn)品對于復(fù)雜曲面加工要求較高，對于數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備的效率、精度均有很高要求。伴隨國內(nèi)設(shè)備供應(yīng)商崛起，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有了推進(jìn)國產(chǎn)替代的基礎(chǔ)。

3、國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)公司

（1）華中數(shù)控：國內(nèi)中高端數(shù)控系統(tǒng)龍頭，“一核三軍”戰(zhàn)略布局

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，是國內(nèi)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)研究和產(chǎn)業(yè)化基地，也是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)首家上市公司。公司以“一核三軍”為發(fā)展戰(zhàn)略，即“以數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)為核心，以機床數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人及智能產(chǎn)線、新能源汽車配套為三個主要業(yè)務(wù)板塊”。公司以數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)起家，首先在國內(nèi)機床企業(yè)中大量配套數(shù)控系統(tǒng)，引領(lǐng)著國內(nèi)中高端數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展。同時公司利用自己在數(shù)控系統(tǒng)上的技術(shù)優(yōu)勢，將數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機器人領(lǐng)域，目前是國內(nèi)知名的工業(yè)機器人制造商。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，公司開始將數(shù)控系統(tǒng)核心技術(shù)在新能源汽車行業(yè)中應(yīng)用和推廣，“一核三軍”戰(zhàn)略逐漸成形。

機床數(shù)控系統(tǒng)配套業(yè)務(wù)主要是為各類數(shù)控機床企業(yè)和航空航天、汽車、3C、木工、磨床等重點行業(yè)用戶提供數(shù)控系統(tǒng)配套和服務(wù)，包括為各類專機、高速鉆攻中心、加工中心、五軸機床等機型提供華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)，以及針對普及型數(shù)控車床和數(shù)控銑床等提供系列數(shù)控系統(tǒng)、系列伺服驅(qū)動、系列伺服電機等。2019年公司推出了9型智能數(shù)控系統(tǒng)，該產(chǎn)品是基于AI技術(shù)的智能數(shù)控系統(tǒng)，提供了機床指令域大數(shù)據(jù)匯聚訪問接口、機床全生命周期“數(shù)字雙胞胎”的數(shù)據(jù)管理接口和大數(shù)據(jù)智能（可視化、大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)）的算法庫，主要用于智能數(shù)控機床的控制。

華中數(shù)控國內(nèi)市占率偏低，但在高端領(lǐng)域有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，自主可控需求下國產(chǎn)替代開始提速，華中數(shù)控高端系統(tǒng)逐步放量：根據(jù)華中數(shù)控披露，2021/2022年高端數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)銷量分別為300/1000套左右，2023年目標(biāo)產(chǎn)銷量約2000套，主要系公司通過“04”專項、“換腦”工程等項目和國內(nèi)知名央企、國企合作，并逐步打入埃弗米、豪邁科技、宇環(huán)數(shù)控等頭部民營機床企業(yè)供應(yīng)鏈。

（2）科德數(shù)控：數(shù)控系統(tǒng)等機床核心部件實現(xiàn)自制，五軸聯(lián)動機床國內(nèi)領(lǐng)航者

科德數(shù)控股份有限公司（科德數(shù)控）是國內(nèi)專業(yè)化高檔數(shù)控系統(tǒng)、關(guān)鍵功能部件和高端數(shù)控機床制造商。公司主營業(yè)務(wù)包括高端數(shù)控機床、高檔數(shù)控系統(tǒng)、關(guān)鍵功能部件等。憑借高度專業(yè)自主化程度，目前科德已經(jīng)成長為國內(nèi)頗具規(guī)模的五軸裝備產(chǎn)銷基地。

公司產(chǎn)品競爭力強，應(yīng)用于高端裝備領(lǐng)域。公司機床產(chǎn)品包括系列化五軸立式（含車銑）、五軸臥式（含車銑）、五軸龍門、五軸臥式銑車復(fù)合四大通用加工中心和五軸工具磨削、五軸葉片機兩大系列化專用機床。關(guān)鍵功能部件包括伺服驅(qū)動裝置、系列化電機、系列化傳感產(chǎn)品、電主軸、銑頭、轉(zhuǎn)臺等；數(shù)控系統(tǒng)主要為五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)。公司的五軸聯(lián)動數(shù)控機床產(chǎn)品與傳統(tǒng)數(shù)控機床產(chǎn)品相比具有支持空間復(fù)雜特征加工能力的優(yōu)勢，更易于實現(xiàn)多工序復(fù)合加工，具有更高的加工效率和精度。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，產(chǎn)品主要服務(wù)于當(dāng)前高速發(fā)展的航空、航天、軍工等領(lǐng)域復(fù)雜、精密零部件的加工制造，在航空發(fā)動機關(guān)鍵零部件制造方面，屬于關(guān)鍵加工裝備。此外，五軸聯(lián)動數(shù)控機床在發(fā)電設(shè)備核心零件、硬質(zhì)合金刀具、精密模具、汽車零部件制造等民用產(chǎn)業(yè)亦有諸多成功案例。公司自研自產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)和功能部件產(chǎn)品屬于高檔數(shù)控機床裝備的核心關(guān)鍵部件，直接決定了高檔數(shù)控機床產(chǎn)品的功能、性能、可靠性和盈利能力。

（3）廣州數(shù)控：中低端數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)龍頭，高端領(lǐng)域仍待積累

順應(yīng)國內(nèi)數(shù)控機床爆發(fā)期，廣州數(shù)控迅速成長。廣州數(shù)控成立于1991年，1992年自主研發(fā)出第一套GSK928車床數(shù)控系統(tǒng)。順應(yīng)21世紀(jì)以來國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展東風(fēng)，廣州數(shù)控產(chǎn)品迅速放量。2003年廣州數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)銷量突破1萬套；2018年廣州數(shù)控GSK數(shù)控系統(tǒng)累計產(chǎn)銷量超100萬套。公司主要有GSK208/928/980/990系列，產(chǎn)品多用于中低端，高端領(lǐng)域仍待積累。其中GSK208/928為經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，GSK980/990則是較為高端的數(shù)控系統(tǒng)。目前廣州數(shù)控高端產(chǎn)品序列較少，在高端領(lǐng)域市占率仍有提升空間。銷售額/銷量口徑下，2022年廣州數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)市占率分別為為11.8%/25.1%。

廣州數(shù)控優(yōu)勢在于：1）主賽道格局好：廣州數(shù)控產(chǎn)品主要面向量大面廣的車床領(lǐng)域，該領(lǐng)域外資參與度低，競爭格局較好；2）研發(fā)機制靈活：廣數(shù)研發(fā)引入內(nèi)部競爭機制，新項目通常由2-3個課題組同時研究，提高研發(fā)成功率的同時也提高了研發(fā)效率，因此公司每年新增產(chǎn)品2項以上，且新產(chǎn)品產(chǎn)值占比通常高達(dá)50-70%。

（4）蘇州新代：運動控制起家，綜合競爭實力強

1995年新代于中國臺灣以線切割控制卡起家，承接三菱數(shù)控技術(shù)后，產(chǎn)品序列逐步拓展至數(shù)控系統(tǒng)。蘇州新代（即蘇州華新）系新代于2003年成立的大陸銷售子公司，進(jìn)軍大陸市場后新代實現(xiàn)快速發(fā)展，2010年數(shù)控系統(tǒng)銷量突破1萬套，2013年數(shù)控系統(tǒng)銷量突破3萬套，2022年僅蘇州新代數(shù)控系統(tǒng)銷量已達(dá)5.3萬臺。

新代數(shù)控系統(tǒng)質(zhì)量高，在中低端車床、車銑復(fù)合/雕銑機市場口碑較好。新代車床數(shù)控系統(tǒng)可分為6系列（標(biāo)準(zhǔn)車床，支持2-4軸）、21系列（車銑復(fù)合）及全新的200系列（多軸群車銑復(fù)合，最多可實現(xiàn)五軸聯(lián)動）。

蘇州新代數(shù)控系統(tǒng)銷量排名國產(chǎn)第二。2022年蘇州新代數(shù)控系統(tǒng)銷售額9.9億元，銷售額市占率7.3%；數(shù)控系統(tǒng)銷量5.3萬臺，銷量市占率13.9%，市占率在國產(chǎn)廠商僅次于廣州數(shù)控。蘇州新代的競爭優(yōu)勢在于其全面性：一方面，作為中國臺灣品牌，其承接三菱數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量較高；另一方面，其在國內(nèi)的銷售策略靈活，能夠及時感知市場需求，并推出對應(yīng)新品。

（5）凱恩帝：數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平領(lǐng)先，營銷能力有待提升

凱恩帝承接發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，順應(yīng)國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)展東風(fēng)迅速成長。凱恩帝于1993年在北京創(chuàng)立，承接發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，成功研發(fā)出擁有自主品牌的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。創(chuàng)業(yè)初期公司發(fā)展緩慢，主要系20世紀(jì)90年代國內(nèi)機床行業(yè)發(fā)展停滯，對數(shù)控系統(tǒng)需求量較低。21世紀(jì)初期乘國產(chǎn)機床行業(yè)東風(fēng)實現(xiàn)高速發(fā)展，凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)銷量迅速增長。

經(jīng)過近三十年的發(fā)展，凱恩帝已擁有數(shù)控系統(tǒng)、機器人控制器、進(jìn)給驅(qū)動和電機、主軸驅(qū)動和電機、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等多個系列產(chǎn)品。通過自制電機和伺服驅(qū)動器，凱恩帝在保障自身數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品性能的同時有效解決“卡脖子”問題。凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)型號齊全，可用于車床、銑床、車銑復(fù)合、磨床等多產(chǎn)品系列，其中車床數(shù)控系統(tǒng)為其拳頭產(chǎn)品。同時下游應(yīng)用豐富，在汽車零部件、泵、氣/液系統(tǒng)、小五金、消費電子產(chǎn)品等加工領(lǐng)域，均有較好的表現(xiàn)。

凱恩帝兩大創(chuàng)始人均為技術(shù)出身，30年的技術(shù)積累下，其中低端數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品性能優(yōu)異，有很好的品牌效應(yīng)。同時核心研發(fā)團(tuán)隊人員穩(wěn)定，激勵充分，研發(fā)氛圍濃厚。競爭劣勢方面凱恩帝在銷售和市場開拓水平方面不及國內(nèi)友商，對市場需求的敏感度也有待提升。

07

新技術(shù)與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合

如今機床控制系統(tǒng)不再僅局限于承擔(dān)加工職能，而是兼容涵蓋了向設(shè)計、仿真、感知、分析、控制、維護(hù)、診斷等多功能一體化的方向發(fā)展。人工智能的自學(xué)習(xí)、自調(diào)節(jié)等屬性將促進(jìn)控制系統(tǒng)功能進(jìn)一步豐富優(yōu)化。當(dāng)前AI、數(shù)字孿生等新技術(shù)發(fā)展方興未艾，運用于數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域有望為國產(chǎn)系統(tǒng)創(chuàng)造“換道超車”的契機，AI智能決策+控制、智能化加工成為重要特色。

數(shù)控系統(tǒng)中人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)的運用集中體現(xiàn)在智能決策的自主性，包含加工工藝的智能推理制定，加工信息的自主建模與智能分析，加工過程的智能決策、智能控制，工業(yè)大數(shù)據(jù)累積知識的自成長學(xué)習(xí)、智能迭代優(yōu)化等多個方面，貫穿加工前、加工中、加工后的全加工流程?？傮w來說，在數(shù)控系統(tǒng)中引入人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)，將進(jìn)一步優(yōu)化加工的效率、精度，并進(jìn)一步代替人工進(jìn)行感知、分析、推理、決策。

1、加工前

AI將進(jìn)行零部件要求分析、工藝方法選擇、加工特征排序、加工軌跡規(guī)劃、加工過程仿真以及程序智能編制等工藝任務(wù)流程。在工藝決策階段，AI會直接從零部件的CAD模型中提取材料、尺寸、工藝要求等特征，并匹配合適的工藝。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，AI會根據(jù)工件孔加工特征類型、毛坯類型、表面粗糙度等指標(biāo)，快速制定工藝路線，并智能規(guī)劃加工軌跡。同時，AI可以對粗加工、半精加工和精加工等不同環(huán)節(jié)進(jìn)行過程建模和仿真分析，并規(guī)劃最優(yōu)加工解決方案。

2、加工中

人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)面對切削過程的復(fù)雜特征，需要實時監(jiān)測/評估切削刀具、工件、機床等多個實時狀態(tài)變化并對存在的偏差進(jìn)行感知與修正，對可能發(fā)生的故障、錯誤等問題進(jìn)行提前預(yù)警。

刀具：對切削過程中切削力、振動、切削溫度、主軸功率、2D圖像等信息搜集及分析實現(xiàn)對刀具狀態(tài)智能量化感知，對刀具剩余壽命進(jìn)行預(yù)測判斷，保證刀具的高效加工及效果一致性。

工件：對工件的幾何精度、表面形貌、粗糙度、殘余應(yīng)力、加工硬化等不同狀態(tài)進(jìn)行智能分析判斷，并進(jìn)行誤差補償?shù)葍?yōu)化控制。

機床：對機床加工誤差（幾何誤差、熱誤差、動態(tài)誤差等）、模態(tài)、剛度等機床性能狀態(tài)及各種可能的故障狀態(tài)進(jìn)行建模分析，并進(jìn)行誤差補償?shù)葍?yōu)化控制。

3、加工后

充分利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息中的價值，經(jīng)過采集、預(yù)處理、清洗和關(guān)聯(lián)整合等步驟，形成基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的知識庫。利用不同機床的大數(shù)據(jù)知識集組合，比如機床能耗大數(shù)據(jù)、機床故障診斷等，可以對機床各個方面狀態(tài)進(jìn)行智能分析與優(yōu)化應(yīng)用。同時人工智能可以對工藝大數(shù)據(jù)、參數(shù)優(yōu)化大數(shù)據(jù)、故障診斷大數(shù)據(jù)等實現(xiàn)自學(xué)習(xí)成長，代替人工經(jīng)驗判斷，極大提升工作效率。

相較以前的數(shù)控系統(tǒng)更側(cè)重于完成高精度、高效率的加工，引入人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)，或?qū)⒄嬲饬x上使機床設(shè)備實現(xiàn)“自主感知-自主學(xué)習(xí)-自主決策-自主執(zhí)行”的智能化制造。

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市場展望

考慮到機床行業(yè)市場空間的擴大、機床數(shù)控化率的逐步提升和數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)國產(chǎn)化率的提升，預(yù)計在悲觀、中性和樂觀的情況下，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)市場空間將從2022年的135億元提升至2025年的153/174/196億元，CAGR分別為4.3%/8.9%/13.3%。其中2025年由國產(chǎn)品牌占據(jù)的市場空間為54/87/118億元，國產(chǎn)品牌實際可替代外資的市場空間為50/57/71億元。