Главное отличие станков от других машин заключается в том, что станки — это машины для производства машин, а также машины для производства самих станков, поэтому станки также называют «матерями промышленности» или «инструментальными машинами».

Станки обеспечивают производственное оборудование для машиностроительной отрасли; все детали, к которым предъявляются высокие требования по точности обработки и шероховатости поверхности, должны обрабатываться на станках. Поэтому станки играют важнейшую роль в развитии обрабатывающей промышленности и национальной экономики.

С развитием электронных информационных технологий станкостроительная отрасль в настоящее время Вход в эру мехатроники, представленную числовым программным управлением (ЧПУ) станками.

Станок с ЧПУ — это автоматизированный станок, оснащенный системой программного управления, который эффективно решает проблему обработки сложных, точных, мелкосерийных и многономенклатурных деталей; это гибкий и высокоэффективный автоматизированный станок, представляющий собой направление развития современных технологий управления станками.

Структура продукции станков с ЧПУ в стране в основном состоит из металлорежущих станков с ЧПУ, металлообрабатывающих станков с ЧПУ и специальных станков с ЧПУ. Среди них металлорежущие станки с ЧПУ имеют наибольший масштаб и составляют 53,20% от общего объема продукции, металлообрабатывающие станки с ЧПУ и специальные станки с ЧПУ составляют 28,50% и 16,80% соответственно.

В соответствии с «Планом «Сделано в Китае — 2025» к 2025 году целевой показатель доли внутреннего рынка Китая в сегменте высококачественных станков с ЧПУ и базового оборудования достигнет более 80%, а высококачественные станки с ЧПУ и базовое оборудование в целом Вход в число ведущих стран мира.

Для станкостроительной отрасли характерна ярко выраженная цикличность; срок службы обычных станков составляет около 10 лет, поэтому отрасль примерно каждые 7-10 лет переживает один деловой цикл; новый цикл начался в 2009 году, а в 2011 году мировой объем потребления и производство станков достигли пика, после чего снизились; в 2019 году мировой объем потребления станков составил 82,1 млрд долларов США, что на 13,8% меньше по сравнению с предыдущим годом; в настоящее время мировая отрасль по-прежнему находится на дне цикла.

В последние годы, несмотря на некоторое снижение общей рентабельности китайской станкостроительной отрасли, масштабы производства все же имеют тенденцию к росту. По прогнозам Китайской ассоциации станкостроительной отрасли, в 2021 году объем производства станков с ЧПУ в Китае вырастет на 5%, что означает превышение отметки в 3400 млрд юаней.

В настоящее время Китай находится на этапе корректировки и модернизации структуры отрасли; высокотехнологичные отрасли постепенно заменят традиционные отрасли, а спрос на высокопроизводительные станки с ЧПУ, являющиеся «матерями промышленности», значительно возрастет.

По сравнению с традиционными станками станки с ЧПУ обладают множеством преимуществ, таких как высокая точность, высокая скорость, комплексность, интеллектуальность и экологичность, и выполняют особую миссию по модернизации промышленности.

Станок с ЧПУ — это не обычный промышленный инвестиционный продукт; высококачественные станки с ЧПУ и системы, такие как станки с пятью осями одновременного управления, до сих пор находятся в списке ограничений на торговлю развитых стран и являются стратегическими материалами, ограничение которых связано с экономической, военной и промышленной безопасностью страны.

В настоящее время мировая станкостроительная отрасль представляет собой полностью конкурентную отрасль, основные страны-производители станков включают Германию, Японию, США и Китай.

Китайская станкостроительная отрасль начала развиваться поздно, но в целом развивается быстро; в последние годы наблюдается значительный рост как в технологическом, так и в рыночном плане. Однако по сравнению с Германией, Японией и США, структура китайского станкостроения по-прежнему имеет значительный потенциал для оптимизации, повышение уровня автоматизации — это основная тенденция в отрасли, общий рынок огромен, и перспективы развития широки.

Цепочка поставок станков с ЧПУ

Цепочка создания стоимости станкостроения ясна и разделена на три звена: поставщики сырья и комплектующих, производители станков и конечные потребители.

Поставщики сырья и комплектующих в основном поставляют производителям станков конструкционные элементы (чугун, стальные изделия и т.д.), системы ЧПУ, приводные системы (приводные двигатели и приводные устройства), трансмиссионные системы (направляющие, винты, шпиндели и т.д.), магазины инструментов и т.д.; среднее звено — это производители станков, которые поставляют конечным потребителям различные станки или комплексные продукты, отвечающие их требованиям; Назначение очень широкое, конечными пользователями являются автомобилестроение, военная промышленность, аэрокосмическая промышленность, судостроение, нефтехимическая промышленность, машиностроение, потребительская электроника и другие отрасли.

Верхний уровень: основные компоненты

Оборудование верхнего уровня, являясь основной частью станков с ЧПУ, является важной гарантией производительности и качества продуктов интеллектуального производственного оборудования, таких как станки с ЧПУ.

Среди них структура рынка прецизионных деталей, функциональных компонентов и систем ЧПУ стабильна, колебания Цена незначительны; рынок листовых и литых деталей характеризуется высокой конкуренцией, колебания Цена в основном обусловлены ростом стоимости сырья, такого как чугун и сталь.

Развитие отрасли функциональных компонентов в Китае относительно медленное, уровень индустриализации и специализации низкий; хотя электрошпиндели, шарико-винтовые передачи, револьверные головки с ЧПУ, системы ЧПУ и сервосистемы уже достигли определенного масштаба производства, но из-за технологических ограничений они могут удовлетворять только потребности в комплектующих для станков с ЧПУ низкого и среднего класса; функциональные компоненты, используемые в высококачественных станках с ЧПУ китайского производства, по-прежнему в значительной степени зависят от импорта. Компоненты станков, такие как оптико-механические и листовые, уже достаточно зрелы в Китае.

Из-за высокой Цена импортных станков и длительных сроков поставки Цена высококачественных станков с ЧПУ китайского производства остается высокой, что серьезно влияет на их конкурентоспособность на рынке.

Структура предложения ключевых компонентов станков с ЧПУ:

Конструктивные элементы

В конструктивных элементах чугунные и стальные литые детали после точной обработки образуют корпус, стойки и т.д., их доля в себестоимости составляет около 25%.

Литые и листовые детали в основном включают в себя внутренние и внешние защитные кожухи станка, выдвижные защитные крышки, высокоточные сварные детали из листового металла для стружкоотвода, другие небольшие листовые детали для станков и т.д.

Система ЧПУ

Система ЧПУ, или система CNC, осуществляет программирование для генерации и передачи команд для обработки металлов, ее доля в себестоимости составляет 25-30%.

В 2020 году объем рынка систем ЧПУ CNC в Китае достиг 11,6 млрд юаней, что на 33% больше по сравнению с предыдущим годом. Ожидается, что в 2021-2022 годах рынок систем ЧПУ CNC в Китае сохранит устойчивый рост.

В условиях эволюции компьютерных технологий системы ЧПУ в мире прошли этапы числового программного управления (ЧПУ) и компьютерного числового программного управления (CNC). В настоящее время термин «ЧПУ», используемый в отрасли, означает компьютерное числовое программное управление.

Сложные алгоритмы пространственного моделирования, ноу-хау, технологии оптимизации и компенсации, надежность и расширенные возможности применения составляют важный барьер для систем ЧПУ высокого класса. Помимо этого, микросхемы и оптоволоконная связь также играют ключевую роль в повышении производительности системы.

Высококачественные системы ЧПУ в Китае долгое время монополизировались такими зарубежными компаниями, как Fanuc, Mitsubishi, Siemens и Heidenhain. Эти ведущие компании используют специализированные микросхемы и имеют различные типы выходных сигналов для удовлетворения потребностей разных пользователей; они могут управлять как хост-системой, так и роботами, а также логистическими операциями различных частей линии.

Внутренние производители, такие как Keda CNC и Beijing Jingdiao, самостоятельно производят пятиосевые системы ЧПУ, занимая лидирующие позиции в стране. Такие компании, как Huazhong CNC и Guangzhou CNC, специализируются на производстве систем ЧПУ, используемых в станках, роботах и других областях.

Приводная система

Приводная система преобразует сигналы управления системы ЧПУ в соответствующие механические перемещения и подразделяется на два типа: гидравлический привод (гидравлические насосы и клапаны, гидроцилиндры) и электрический привод (например, серводвигатели и шаговые двигатели). Доля затрат составляет около 15%.

Система передачи

Система передачи является носителем движения узлов станка и напрямую влияет на точность обработки. Китайские производители станков в основном закупают шпиндели, винты и другие компоненты, что составляет 15-20% от общей стоимости.

Шпиндель станка является одним из важнейших основных компонентов станка с ЧПУ, сочетающим в себе высокую скорость вращения, высокую точность, высокую эффективность и высокую надежность. Его технический уровень и качество напрямую определяют и влияют на качество станка.

Шпиндели делятся на механические и электрические. Подшипники механических шпинделей обычно должны иметь сверхвысокую точность класса P4 и выше, а возможности отечественных производителей подшипников все еще имеют значительный разрыв; электрический шпиндель представляет собой комбинацию межотраслевых комплексных технологий, включая технологии точного производства, подшипниковые технологии, технологии регулирования скорости электродвигателя, мощность свыше 40 кВт зависит от импорта.

В Китае наиболее представительным производителем электрошпинделей является научно-исследовательский институт подшипников Лоян, а среди частных компаний — компания Haozhi Electric, которая заменяет импортные электрошпиндели для фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ в секторе 3C.

В долгосрочной перспективе высокопроизводительные электрошпиндели, преодолевая недостатки традиционных механических шпинделей, будут вытеснять их, что является неизбежным трендом.

Расположение и рабочее состояние электрошпинделя в станке с ЧПУ:

На рисунке показан шариковинтовой механизм, используемый в станках с ЧПУ, который обладает такими функциями, как высокая эффективность, точное позиционирование, точное направляющее устройство, быстрая реакция на команды ЧПУ. Отечественные производители винтов характеризуются небольшим объемом производства и нерегламентированной работой, им не хватает известных компаний, сопоставимых с NSK, THK и Rexroth.

Функциональные компоненты

Функциональные компоненты включают в себя магазин инструментов (5% от общей стоимости), линейные масштабные решетки (2% от общей стоимости) и редукторы.

Китайская зависимость от импорта режущего инструмента в основном сосредоточена в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, военная промышленность и производство автомобильных двигателей. Порог Вход для высококачественных режущих инструментов включает в себя разработку новых материалов для основы, разработку и применение технологий нанесения покрытий, а также инновационный конструкторский дизайн.

В настоящее время рынок режущего инструмента в Китае весьма разрознен. К ведущим зарубежным компаниям относятся Sandvik Coromant, Kennametal (США), Kyocera (Япония), Iscar и др., а к отечественным брендам — Zhuzhou Diamond (ZCC), Xiamen Jinlu, Huarui Precision и Oukeyi и др.

Средний уровень: производство основного оборудования

В качестве типичного продукта мехатроники станки с ЧПУ представляют собой сочетание механических технологий и интеллектуального управления ЧПУ и могут быть разделены на металлорежущие станки (токарные, фрезерные, расточные, сверлильные, шлифовальные и т. д.), формовочные станки (прессы, листогибочные машины, гибочные машины и т. д.), специальные станки (электроискровые проволочно-вырезные станки, электроискровые формовочные станки и т. д.), обрабатывающие центры (многоосевая координация, гибкие обрабатывающие модули) и другие изделия.

С точки зрения рыночной структуры, к первому эшелону относятся транснациональные и зарубежные компании, которые благодаря преимуществам в Марка и технологиях занимают ведущие позиции на высококлассном рынке. Ко второму эшелону относятся государственные или частные компании, обладающие возможностями собственных разработок и владеющие ключевыми технологиями. К третьему эшелону относятся компании, которые в основном ориентируются на рынок недорогих товаров.

В настоящее время на мировом рынке станков по-прежнему доминируют производители станков из Германии, Японии и США. Согласно данным исследования «Данные отрасли станков с ЧПУ в 2019 году», опубликованным 赛迪顾问, все десять ведущих компаний по выручке от продаж занимают немецкие, японские и американские компании, среди которых 3 из Германии, 4 из Японии, 2 из США, и 1 совместное немецко-японское предприятие.

В рейтинге компания Yamazaki Mazak занимает первое место с выручкой в 5,28 млрд долларов США, а немецкая компания Trumpf с выручкой в 4,24 млрд долларов США занимает второе место в мире, а компания DMG Mori — третье.

В последние годы частные компании Китая постепенно превращаются в основной движущей силы, и каждый производитель станков имеет свою специализацию, образуя крайне разрозненную конкурентную структуру.

С точки зрения внутреннего рынка, некоторые производители уже достигли определенного масштаба и сформировали свои преимущества в конкретных видах станков.

В настоящее время в Китае появилось более десятка публичных компаний-производителей станков, включая Haitian Precision, Genesis, Guosheng Zhik, Kede CNC и Zhejiang Haideman. Среди них Genesis специализируется на сверлильно-фрезерных центрах и вертикальных обрабатывающих центрах, Qin Chuan Machine Tool имеет преимущества на рынке токарных станков, Haitian Precision ориентирована на производство различных обрабатывающих центров, а Yawei Group занимает сильные позиции на рынке формовочных станков.

Сравнение основных китайских производителей станков в 2020 году

На рынке в целом Genesis, Qin Chuan Machine Tool, Haitian Precision, Nuowei CNC и Yawei Group занимают первые пять мест по рыночной доле, составляя 2,85%, 1,57%, 1,47%, 1,06% и 0,98% соответственно. Предсказываемая рыночная доля пяти крупнейших публичных компаний составляет всего 7,81%, менее 10%, отраслевая концентрация крайне низка.

Низший уровень: высокий спрос в электронной и оборонной промышленности

С точки зрения рынков сбыта станков с ЧПУ, спрос в электронной и оборонной промышленности высок, и ускоряется импортозамещение после оптимизации структуры.

С одной стороны, на фоне торговой войны между США и Китаем ограничен импорт высококачественных станков, что открывает возможности для частных компаний-производителей станков, таких как Genesis, Haitian Precision и Runxing Technology, что ускоряет импортозамещение; с другой стороны, сильный спрос на станки в аэрокосмической и оборонной промышленности, 3C-электронике (5G+Apple), строительной технике и производстве пресс-форм (стимулируемый мерами по борьбе с эпидемией) стал точкой роста циклического восстановления. Кроме того, автомобильная промышленность, крупнейший потребитель станков, быстро восстановилась после эпидемии, что также стимулирует спрос на станки.

Тенденции развития отрасли: ускорение импортозамещения в области высококачественной и независимой продукции

Китайская промышленность станков с ЧПУ, быстро развивающаяся с конца 1990-х годов, перешла от развития прироста к оптимизации существующих мощностей. Например, в последние годы в таких областях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство пресс-форм, где спрос на станки с ЧПУ является наиболее значительным, наблюдается тенденция к облегчению, многовариантности и снижению стоимости производства, все шире применяется использование новых материалов, что предъявляет все более высокие требования к возможностям обработки станков с ЧПУ.

Однако в китайской отрасли станков с ЧПУ существует очевидное противоречие между спросом и предложением, которое проявляется в избыточных производственных мощностях недорогих станков с ЧПУ и недостатке высококачественных станков с ЧПУ, что приводит к структурному дисбалансу на стороне предложения.

По данным Китайского научно-исследовательского института промышленности, Китай практически полностью локализовал производство недорогих систем ЧПУ и комплектующих, однако высококачественные станки все еще отстают по стабильности, эффективности обработки и сроку службы. Уровень локализации производства высококачественных станков с ЧПУ в Китае составляет всего 6%, а у станков среднего и низкого качества — 65% и 82% соответственно.

По мере постоянного обновления и развития отраслей, расположенных ниже по технологической цепочке, все выше становятся требования к точности обработки станков и стабильности их точности, все более очевиден спрос на продукцию среднего и высокого класса, высока потребность в обновлении и модернизации. Структурная модернизация китайского рынка станков будет направлена на автоматизацию комплектации, индивидуальные заказы клиентов и повсеместное обновление оборудования, продукция будет модернизироваться с обычных станков на станки с ЧПУ, с низкосортных станков с ЧПУ на высококачественные станки с ЧПУ, ожидается дальнейшее развитие в направлении повышения качества, интеграции, сервиса и независимости.

В условиях обновления существующих запасов высококачественных станков с ЧПУ отечественного производства, импортозамещения и благоприятной конъюнктуры в отраслях, расположенных ниже по технологической цепочке, вся отрасль, как ожидается, войдет в фазу ускоренного развития.

Отказ от ответственности: Данная статья взята с сайта новостей Tencent, в случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления.