一、我国机床产业综合实力不断增强
2009-2021年，我国金属加工机床产业产值于2009年跃居全球首位，达到153亿美元，并在2011年达到峰值282.7亿美元，近年来基本呈平稳发展态势，受新冠肺炎疫情影响，2019年产值同比下降17.2%，2020年产值恢复到193.6亿美元，增速收窄至同比下降0.31%，而2021年产值较上年增加了50亿美元，是10年来最大的单年增幅，同比增速达到25.83%(见图1)。
图1 2009-2021我国金属加工机床产值 (单位：亿美元)
2009-2021年，我国金属加工机床消费总额在2011年达到峰值，为390.9亿美元，随后呈小幅波动下降态势，受新冠肺炎疫情影响，2019年消费总额同比下降23.4%，2020年消费总额收窄至同比降低4.5%，是全球机床消费降低幅度最小的国家之一。2021年消费总额同比增速达到30%以上(见图2)。
图2 2009-2021我国金属加工机床消费额 (单位：亿美元)二、我国上市机床企业呈现集聚化、高端化发展
我国上市机床企业数量众多，分布在产业链各个环节。2021年，我国29家上市机床企业营业收入为2116.82亿元，净利润为﹣36.1亿元，销售毛利率为33.68%，存货周转率为2.44次，资产负债率为42.68%，研发率为7.53%。
从企业类型来看，29家上市机床企业中，分别有19家数控机床制造商、3家数控系统供应商，3家机床主体零件供应商，4家功能部件供应商。通过分析可以看出，2021年3家数控系统供应商的销售毛利率和研发率不仅高于机床上市企业的整体水平，而且远远领先于其他类型的供应商，分别达到41.37%和15.47%(见表1)
表1 29家上市机床企业——分类指标情况
从区域分布来看，29家上市机床企业集中分布在华南和华东地区，是我国机床产业发展集聚区。其中江苏6家、浙江6家和广东4家，共包括12家数控机床制造商、1家机床主体零部件供应商、1家功能部件供应商和2家数控系统供应商，三省上市机床企业数量占上市企业总数的55%(见图3)。
图3 29家上市机床企业的区域分布
从重点企业来看，数控机床制造商领域中的秦川机床、创世纪、海天精工这三家上市公司数控机床主营业务营业收入规模超过20亿元，其他上市公司的数控机床业务营业收入规模则相对较小(见表2)。
表2 2021年我国主要数控机床制造商比较
从技术发展来看，在国家科技重大专项等科技计划及相关政策支持下，我国数控机床制造商加大了对中高端数控机床的研发，我国数控机床行业向复合化、模块化、绿色化、智能化方向发展。
(1)复合化。围绕质量、效率和工艺变革要求，我国高档数控机床在技术层面发生深刻变化，机床功能不断丰富，向复合化方向断发展。如：秦川机床研制的VTMD160/5龙门式车铣复合加工中心一次装夹中完成各种金属件及合金件加工，包括车削平面、内外圆柱面、台阶，还具备多坐标联动控制铣削、镗削、钻孔、攻丝等。上海机床厂研制的H376精密轴系零件复合磨削中心是典型的工序复合机床，采用柔性复合加工技术，以多种砂轮的组合型式形成系列。一次装夹完成工件外圆、内圆、端面、锥面、非圆、曲面等部位的磨削加工，改变了多台机床分序加工的传统模式。北一机床研制出国内首台车铣功能并重的超重型车铣复合数控机床，通过分段梁设计解决了超跨距重载横梁精度制造及精度保持性难题，最大加工宽度13.5m，属于世界同类产品最大规格。
(2)模块化。目前国产机床在模块化方面开展的研究较少。大连机床研制的 CHD -25九轴五联动车铣复合中心机床可以根据用户的要求，通过不同的模块组合方式构成包括数控车床、车削中心、车铣中心在内的多种配置型式。
(3)绿色化。企业环保意识普遍增强，干切工艺广泛应用，如秦川机床的 YH 系列数控干切滚齿机、宜昌长机科技YKH3180数控滚齿机等。德马吉森精机从2021年起全部机床生产达到100%碳中和，成为全球首批碳排放气候中性的工业企业之一，通过使用现代化的供热、通风和冷却技术，避免碳排放。面向用户需求的切削工艺智能优化、状态智能检测与控制、符合"碳中和"的节能环保技术是未来国内外高端机床的重点发展方向。
(4)智能化。上海交大智邦科技有限公司临港工厂集成了面向信息物理融合的全流程网络化制造要素，将智能生产线、物流系统、实时监控系统和智能生产指挥管理系统纵向集成，实现了生产过程智能优化控制的智慧工厂应用示范，通过实时毫秒级采集指令域数据，自动分析 NC 程序潜在优化点，在不更改机械电气部件、不影响加工工艺和加工质量的前提下，优化加工辅助路径，持续优化和改进加工节拍，实现降本增效。宁江机床研制的系列柔性制造系统，一般由多台加工中心、工件存储和转运系统、总控系统等组合而成，具有完整的自动化、信息化、智能化解决方案，具有停机不停线、停线不停机的功能。
从下游应用来看，我国数控机床最大下游用户是汽车行业，需求占比约40%,国内企业以海天精工、国盛智科、浙海德曼为代表;在航空航天等特殊工业领域，五轴联动等高端数控机床应用广，国内企业以日发精机、科德数控为代表。其他应用行业主要包括磨具加工、工程机械、3C(以创世纪为代表)等领域(见表3)。
表3 数控机床下游应用
三、代表性的上市机床企业发展情况
1.创世纪﹣﹣技术为本，创新引领
广东创世纪智能装备集团股份有限公司成立于2005年，注册资金3亿元，2010年5月上市，主营业务包括数控机床、高端智能装备。公司产品门类齐全，涵盖金属切削机床和非金属切削机床，是国内同类型企业中技术宽度最广、产品宽度最全的企业之一，能够为客户提供整套机加工解决方案，产品涵盖五轴加工中心、立式加工中心、龙门加工中心系列、卧式加工中心系列、数控车床、高速钻铣攻牙加工中心、3C系列产品，主要面向高端数控机床领域、新能源领域、通用机械领域和3C供应链的核心部件加工。2021年，公司数控机床出货量超1万台，连续4年销量翻倍，立式加工中心销量位列全国第一。2021年五轴加工中心开始批量下线，标志着公司在高端机床领域实现实质性突破，同时龙门加工中心、卧式加工中心和数控车床均实现批量销售。目前，创世纪已基本实现机床的联网化、故障预测性维护、机床远程监控和运维等，跻身为国内领先的高档数控机床等高端智能装备供应商。
公司围绕高精度、高速度、高效率、高稳定性数控机床产品，持续开展技术攻关与研发。目前正在研发投入的产品包括动柱式龙门系列、卧式加工系列、立式加工系列、斜床身数控车床、龙门加工中心、型材技工中心和钻攻加工中心。
公司始终坚持"技术是根本"的战略定位，高度重视研发技术创新。2021年公司拥有研发人员近500人，被国家知识产权局认定为"国家知识产权优势企业"。依托"一站一室两中心"(深圳市院士<专家>工作站、智能精密加工关键技术工程实验室、广东省工程技术研究中心、深圳市企业技术中心)四个高端研发创新平台，并在深圳、苏州两地设立企业技术中心，持续推动技术创新。截至2021年12月31日，公司共拥有有效专利697件，其中发明专利40件，实用新型526件、外观设计专利131件，累计获得计算机软件著作权61件。
2021年创世纪业绩大幅增长，机床业务发展向好，实现营业收入52.62亿元，同比增长53.6%，其中数控机床占比达到97.36%。近年来受机构件业务影响，2020年公司亏损6.96亿元，同时2020年也基本剥离了结构件业务，2021年成功实现扭亏为盈。
2.秦川机床﹣﹣加强创新链和产业链融合，走高质量发展之路
秦川机床工具集团有限公司成立于1996年，总部位于宝鸡，其前身为秦川机床厂，1996年由秦川机床厂改制为国有独资的秦川机床工具集团有限公司，1998年9月上市。最初以生产精密机床、机床液压件、机床铸件为主。2004年研发了VTM180、VTM260和VTM320系列龙门式车铣镗复合加工中心。2020年收购了沃克齿轮，沃克齿轮股东由"陕西法士特汽车传动集团有限责任公司"变更为"秦川机床工具集团股份公司"。公司目前拥有秦川机床本部、宝鸡机床、汉江机床、汉江工具、沃克齿轮等多家子公司。公司主要产品为齿轮磨床、外圆磨床、高速滚齿机、复合齿轮刀具等。
2021年秦川机床加快创新链和产业链融合，深入开展"利剑行动"，加速科技成果转化。2021年共实现研发投入2.81亿元，约占营业收入5.56%，开发新产品和改进重点产品161项。申请专利42项，其中20项已获授权，获得软件著作权5项，制定行业标准2项。2021年秦川集团公司级研发项目共计39项，其中：新开发的YKZ7236磨齿机，突破砂轮最大线速度80米/秒，砂轮最大转速10000转/分钟。YK3115滚齿机，突破了硬齿面直接滚削技术，实现绿色干切加工。重新组合的萨耀系列加工中心，形成模块化设计，精度大幅提升。新开发的全新一代数控车铣中心BL20- HSY ，实现零部件间灵活搭配。研发的智能滚珠丝杠副，突破丝杠运行状态检测，实现丝杠运行状态与数控系统的交互。开发的同步器高速拉刀，拉削速度提高至6-8米/分钟。2021年度秦川集团共申报核心技术攻关项目24项，其中：五轴加工中心核心功能部件精度达到国内技术领先水平，可替代进口，解决航空航天企业关键工序制造的"卡脖子"问题。引进西班牙 GMTK 五轴车铣复合加工中心，可实现在飞机起落架、航空发动机中轴、大型船舶曲轴和凸轮轴、风电减速机零件加工等多个领域加工设备的国产化，打破国外机床的长期垄断。
2021年秦川集团获评"国家技术创新示范企业"，获授"陕西省高档数控机床共性技术研发平台"，获批挂牌"陕西省智能机床创新中心"，牵头筹建"陕西省数控机床产业创新联盟"。集团本部、宝鸡机床分别荣获中国机械工业科学技术进步奖一等奖、陕西省科学技术进步奖一等奖。
2021年，秦川机床以企业高质量、产品高端化发展为主线，加快建设重点项目步伐，经营业绩在2020年度实现大幅度增长的基础上再创新高。2021年秦川机床实现营业收入50.52亿元，同比增长23.38%。汉江机床丝杠、导轨产值分别增长为49%、75%。秦川数控全年交付数控系统同比增长30%。
3. 海天精工﹣﹣注重研发，积极开拓海外市场
宁波海天精工股份有限公司成立于2002年，2016年11月上市，主要从事高端数控机床的研发、生产和销售，主营产品包括龙门加工中心、卧式加工中心、立式加工中心、数控车削中心等。公司拥有宁波大港制造基地、宁波堰山制造基地、大连海天精工制造基地。
海天精工在数控机床研发领域已有二十年的经验积累，截至2021年12月31日，共取得了240项专利，并与国内科研院校合作开发了多项技术。2021年实现研发投入1.13亿元，占营业收入比重4.15%，拥有研发人员342人，占公司总人数比例为18.16%。
受益于国内疫情的有效控制和航空航天、新能源行业的设备投资需求大增拉动了机床的需求，2021年海天精工营业收入达到27.3亿元，同比增长67%。数控龙门加工中心、数控立式加工中心、卧式加工中心销量分别同比增长41%、119%和97%，分别占公司营业收入的51.22%、26.06%、16.09%。此外，公司积极开拓海外客户，实现海外市场营业收入1.9亿元，同比增长38.2%，并完成了土耳其子公司和马来西亚子公司的设立注册。
四、我国机床产业创新发展之路仍任重道远
近年来，虽然我国机床产业创新发展硕果累累，但整体水平与第一梯队国家尚有10-15年差距，总体表现为产业基础薄弱、核心技术受制于人、高端产品供给不足、创新产品应用难、企业竞争力不强、创新人才不足等问题长期存在。比如：一是我国机床产业仍处在全球产业链价值链的低端，产品附加值和利润率较低，短板装备受制于人，高端装备竞争力不强，所需的高档数控系统、高档数控机床等进口依赖达90%，形成了"高端失守、中端争夺、低端内战"的局面。二是由于用户对国产机床不信任，很多研发的新产品在"最后一公里"夭折，没有机会得到用户的使用验证，造成国产机床的可靠性和稳定性不高，重点领域用户的高端机床市场占有率较低。三是由于机床是资金密集、知识密集、人才(技能)密集型产业，受薪资待遇和机制体制影响，机床行业对年轻技术人才缺乏吸引力，而现有技术人才或老化或流失，严重影响了企业长期的创新发展。此外，一些国外知名机床企业，如马扎克、德马吉并未上市，但仍保持着良好的创新发展劲头，技术创新处于全球领先水平。而我国机床龙头沈阳机床和大连机床在上市后相继破产重组，一部分原因就是企业上市后容易受资本影响而盲目追求规模和速度，从而陷入"内功不强、外功不精"的窘迫境地。这些问题都值得我国上市机床企业深思熟虑，尤其是在当前百年未有之大变局叠加新冠肺炎疫情冲击的影响下，我国机床产业创新发展之路依然任重道远。