数控系统作为机床“大脑”,其性能优劣直接影响机床稳定性和精度水平,是最核心的零部件。数控系统的发展水平更是直接关系到国家制造业的竞争力。但一直以来,西方国家对我国进口高端数控机床和数控系统实施严格封锁限制,这在《瓦森纳协议》等相关文件中体现得淋漓尽致。
在过往的发展历程中,诸多事例凸显出这种技术封锁的严峻性。沈阳机床曾尝试引进桥堡公司的数控技术,最终仅收到晦涩难懂、无法解读的源代码;大连光洋科技购置两台数控机床后,竟被明确告知不得擅自挪动机床,否则机床将因加密锁而被锁死,根本无法使用。
而如今,国际贸易形势愈发复杂。特别是近期美方宣布对中方加征125%关税。技术封锁与贸易限制相互交织,使得引进国外先进数控系统技术和设备变得难上加难。这无疑给国内数控系统产业的发展带来巨大挑战,但与此同时,也促使国内企业不断探索自主发展之路。
同时我们也看到,国产数控系统品牌代表科德数控于4月7日在互动平台上透露,公司的核心技术与零部件采购均不涉及原产地美国商品,因此中国对美加征关税未对公司五轴联动数控机床产品成本构成冲击。据悉,科德数控依托“数控系统+核心部件+整机”的全产业链优势,核心零部件自主化率高达85%,国产化率更是达到95%。
从这里可以看出,在当前复杂的国际形势下,国产数控系统凭借供应链本土化和技术自主性,在应对关税冲击方面展现出了一定优势。而且数据显示,2024年,中国机床工具行业进出口总体略有下降,具有进口继续下降、出口持续增长、贸易顺差扩大的特点。但是地缘政治因素复杂多变,对于出口市场的长期影响仍不可小觑。
从需求变化看数控系统市场:高端战场焦灼
根据gongkong观察,
2024年,在工业母机等关键行业的设备更新和技术改造等政策支持和出口拉动下,需求回暖,且下半年市场表现更为旺盛。装备制造业有触底修复趋势,新能源拉动力趋缓,汽车零部件等传统行业需求有所增长,出口需求明显增长。
其中,
汽车零部件需求增长主要是出海政策带动下设备及产线出口业务的拉动。市场需求的回暖为国产数控系统提供了发展机遇,但同时也面临着与外资企业竞争的压力。市场份额方面,主流厂商均有所增长,国产品牌增幅高于外资品牌。
外资品牌主要是
发那科、西门子、三菱;国产品牌代表的有
华中数控,广州数控,台湾新代科技,北京凯恩帝。产品方面,数控系统主要是一些中高端产品需求较为旺盛,例如车铣复合机床用到的数控系统。高端数控系统市场主要被日德等外资企业所垄断;中端数控系统市场是国内头部企业与外资争夺的主力战场;低端数控系统市场已基本被国产企业占据,包括广州数控、凯恩帝及大量小规模的民营企业。这种市场份额格局表明,国产数控系统在中低端市场具有一定优势,但在高端市场仍需加大突破力度。
政策+市场双引擎,机床"大脑"如何破局?
在高端数控机床领域,成本结构与核心部件的价值关联紧密。一台价值百万的高端数控机床,
直线电机、伺服驱动器、数控系统和电主轴四大部件是核心,约占总成本的40%。也就是说机床越贵,数控系统的价值越高,占的比重也就越大。特别是在航空航天、汽车制造等高端制造领域,对机床的精度和稳定性要求极高,高性能的数控系统成为保障加工质量的核心要素。
但是现实情况是国产数控系统在高端应用场景中与外企仍存在着明显差距。在实现同等精度并保持长时间稳定运行方面,国产数控系统还面临挑战。特别是在加工复杂零部件时,国产系统难以满足高端制造对于高精度、高稳定性的持续需求。
以西门子、海德汉、发那科为代表的高档数控系统,采用高性能的CPU处理器、高分辨率的插补指令、高频的精插补指令、先进的多轴协同控制体系架构、高性能的伺服控制算法、千兆的光纤现场总线、高分辨率位置检测装置和高过载倍数与低齿槽脉动的电机,
整个控制系统的每个部件都做到极致性能,相较于国内数控系统的控制精度和效率,具有较大优势。
除了技术性能上的差距,国产数控系统在产品成熟度和市场认知方面也存在短板。
国产数控系统在各类应用场景下的测试验证不够充分,配套软件产品也需要更多的用户反馈来不断迭代更新,以此提升产品的成熟度和稳定度。
相比之下,由于日本、德国等先进工业化国家的数控系统起步较早,技术更加成熟,在国内外数控系统市场上享有更高的知名度。
这导致终端客户对高端机床配套的数控系统品牌往往具有选择倾向性,国际品牌的数控系统更受欢迎。这种差异使得终端客户在选择高端机床配套的数控系统时,往往更倾向于国际品牌。
终端客户对国际品牌数控系统的偏好,直接影响了国内机床企业的市场策略。为了更好地销售产品,许多国内机床企业不得不采用海外厂商的数控系统。武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红曾指出,
国内市场约70%的高档数控系统依赖进口,高端市场的失守致使大量利润流向国外企业。这不仅限制了国产数控系统的发展空间,更对我国高端装备制造产业的安全构成了潜在威胁。
北京精雕集团副总裁胡宇川也曾表示:“如同我们人体一样,
机床行业智能化的关键在于机床的大脑和思维的中枢,也就是数控系统和工业软件。需要我们掌握其核心技术,不能受制于人。在这方面,国家在工业母机的发展措施和重大科技专项攻关中,已经有了具体的体现,现在也在加大投入来推动国产数控系统和工业软件的技术攻关和市场推广。”
国务院在2024年初印发的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新的行动方案》提出,要深入推进机床等传统设备再制造,到2027年,
规模以上工业企业数字化研发设计工具普及率、关键工序数控化率分别超过90%、75%。
此外,之前还有军工“换脑工程”是,国家重大科技专项“04专项”,即“高档数控机床与基础制造装备”的一个重大项目。即在“04专项”的工程应用阶段,拟通过在十一大军工企业集团,用国产数控系统,批量置换进口数控系统的实践应用,来验证其成果。
政策的引导使得企业在设备采购时更倾向于考虑国产数控系统,为国产数控系统提供了更多的市场机会。随着企业自主创新能力的不断提升,以及国内制造业转型升级需求的牵引,国产数控系统的发展势头愈发强劲。
令人期待的是,即将于4月21日开展的CIMT2025展会上,国产数控系统有颇多亮点值得关注。例如,华中数控的华中9型智能数控系统
集成AI芯片,配套机床实现
基于AI大模型的多项功能突破;中科数控的GJ600系列
融合AI与CNC技术,采用分体式可重构设计;科德数控的GNC62型
部署AI大模型算法。可以看到,AI 技术正在为国产数控系统注入更多的可能,或许将成为他们迈向国际高端市场的有力 “敲门砖”。
借助展会这一平台,我们可以看到更多国产数控系统的突破路径,也期待更多的国产企业在未来能够不断突破技术壁垒,完善产业生态,提升品牌影响力,在全球数控系统市场竞争中脱颖而出,为我国从制造大国迈向制造强国筑牢坚实根基。
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