2023年华中数控研究报告 数控系统主导业绩增长

一、华中数控：扎根国产数控系统的排头兵

（一）扎根数控 65 载，打造国产中高端数控系统行业龙头

产学研三十载苦心孤诣，国产数控系统龙头诞生。华中数控脱胎于华中科技大学， 1958年发起人华中工学院在国内率先开始数控技术的研究；1993年，拥有自主知识 产权的华中Ⅰ型数控系统问世，实现国产高性能数控技术的突破；1994年，华中大 将成果产业化，华中数控由此诞生。公司早期瞄准旧机床改造和数控培训教学市场， 打开潜在客户群体；2002年底起转变战略方向，大举发力车床配套系统的正面市场； 2006年站稳中高档数控系统主赛道，五轴联动机床形成量产销售，自主研发的多轴 联动数控系统打破国外封锁，倒逼同类进口产品大幅降价。 2016年，华中8型数控系统研发成功，经中国机械工业联合会组织的鉴定，该系统已 达到国际先进水平。2018年，公司在全球率先将人工智能芯片植入数控系统，中国 新一代智能数控系统华中9型在武汉造出样机，助力国产数控机床“开道超车”。

布局“一核三军”发展战略。公司以数控系统技术为核心，布局机床数控系统、工业 机器人及智能产线、新能源汽车配套三个主要业务板块，此外还涉足教育教学和红 外技术特种装备领域。根据公司2021年报，公司前两大收入来源为数控系统及机床 板块、工业机器人板块，分别占总营收的51.35%、39.69%，其次为特种装备业务 （5.96%）、其他业务（1.76%）、新能源汽车配套业务（1.23%）。

在数控机床领域，公司是国产中高端数控系统绝对龙头，拥有数控装置、伺服驱动、 伺服电机成套装备研发生产能力，配套机型包括量大面广的数控车床、车削中心、 数控铣床、立式加工中心、卧式加工中心、钻攻中心等中、高档数控机床；此外还包 括与重大专项配套的千余台高档数控机床，包括为各类专机、高速钻攻中心、加工 中心、五轴机床等机型提供高性能数控系统，以及针对普及型数控车床和数控铣床 等提供系列数控系统、系列伺服驱动、系列伺服电机等，应用范围涵盖航空航天、汽 车制造等高端领域。 在工业机器人及智能产线领域，公司是国内少数在机器人关键部件（控制系统、伺 服驱动、电机、机械本体和工艺软件等）具有完全自主创新能力和自主知识产权的 企业，具体业务包括为各类制造企业提供多关节工业机器人整机、机器人核心零部 件控制器等产品。智能产线方面，公司为国内高端动力电池设备及整体解决方案的 领先企业，掌握电池模组&PACK的智能产线、模组和PACK段测试物流系统以及智 能制造整体解决方案等技术，与宁德时代、比亚迪、力神、孚能、小鹏等一线电池和 车企保持良好的合作关系。

在新能源汽车配套业务领域，公司主要围绕汽车电动化、轻量化、智能化三大重点 方向发展，具体包括新能源汽车伺服电机、伺服驱动器、控制器、轻量化车身及新能 源汽车智能化产品等。

（二）依托管理层雄厚技术背景，“卓尔系”入局赋能

校企改革落地，实控人由华中大变更为阎志。2019年11月，公司控股股东和实际控 制人由武汉华中科技大产业集团有限公司变更为阎志先生及其一致行动人卓尔智能 制造（武汉）有限公司。截至2022年三季报，阎志先生直接持有公司股份5.12%，与 其一致行动人卓尔智能合计持有公司32.18%的股份，为公司实际控制人。原实控人 华科资产应高校所属企业体制改革要求持续减持，22Q3末持股比例8.08%。

管理层研发背景雄厚，持股绑定公司利益。截至2022年三季报，公司董事长陈吉红 持股1.56%，总工程师朱志红持股0.81%，二人均为华中科技大学教授，现分别担任 国家数控系统工程技术研究中心主任及总工程师，位于中国高档数控系统技术的“国 家队”研发平台。

大股东卓尔智造入场，资金、市场、管理三方面赋能华数。2021年公司对卓尔智能 定增募资4.28亿元，用于支持高性能数控系统技术升级及扩产能项目；2023年3月， 卓尔智能再次认购定增股份，支持公司研发及扩产项目，且在本次不超过10.00亿元 的募资计划中拟认购股份数量超三成，持续看好公司发展。此外，卓尔智造的母公 司卓尔控股为湖北最大的民营企业，市场化运作能力强，管理决策效率高，公司与 之协同发展有望获取更多市场资源、提升内部运营效率。 2023年定增主要用于五轴数控系统及伺服电机、工业机器人的扩产项目建设。据公 司定增预案，本次定增主要用于“五轴数控系统及伺服电机关键技术研究与产业化 项目（一期）”和“工业机器人技术升级和产业化基地建设项目（一期）”两个扩产 项目的投资。两个项目建设周期均为3年，达成后将实现五轴数控系统及伺服/直线电 机、工业机器人产能的有效扩大，IRR分别为13.71%和12.47%。

（三）数控系统主导业绩增长，高研发投入构筑护城河

三大板块主导业绩增长，数控系统贡献核心增量。2018-2021年，公司营业收入年复 合增速达25.86%，归母净利润年复合增速为23.25%，保持增长态势。分产品看，近 年来公司数控系统业务快速增长并贡献主要业务增量，2018-2021年CAGR为 33.92%；工业机器人板块受益于新能源电池行业高速发展，2021年销售额大幅增加； 新能源汽车配套板块于2020年开始放量，2021年下跌主要系疫情致观光车销量有所 下降。此外，2020年公司特种装备营收激增，主要系疫情期间红外产品需求增长。 2022Q1-3公司归母净利润亏损，主要是由于疫情导致下游需求减弱、研发费用同比 高增，以及计提应收账款坏账准备增加。

利润端承压，研发费用维持高位。2018-2022Q3，公司毛利率水平维持在30-40%， 净利率基本在1-3%之间低位波动，费用端压力较高。一方面，中高端数控系统处于 国产突围阶段，公司每年需投入市场推广，销售费用和管理费用均较高；另一方面， 公司多年持续高研发投入以构筑技术优势护城河，2018-2022Q3研发费用率均在高 位波动。公司已采取多种精细化管理措施，例如成立成本管控委员会、实行全面预 算管理，致力于实现降本增效。2021年以来公司毛利率下降的主要原因为原材料价 格上涨、供应链紧张、劳动力成本增加及产品结构变化等因素的综合影响，随着原 材料价格和全球供应链的稳定，以及公司供应链体系和供应商管理的建设，公司未 来毛利率有望恢复到以往的历史均值水平。

二、数控机床：工业发展之基，智能转型之核

（一）数控机床行业迎新周期，数控系统发展大势所趋

我国金属加工机床行业体量较大，为制造业核心支柱。金属加工机床可分为金属切 削和金属成形机床，其中金属切削机床占比约75.8%（按2022年产量口径算）。2010 年之前，我国金属切削机床随着全球机床市场的扩张快速增长。在2011年后的十年 内，受到行业周期下行、高端制造业回流欧美、低端制造业转移的共同影响，我国机 床行业整体出现下行。但在2021年之后，在国内制造业景气度变化、高端制造重视 度提升的共同影响下，我国金属加工机床行业再次进入上行阶段。据中国机床工具 工业协会的最新测算，2022年我国金属加工机床生产额1823.0亿元，同比增长5.1%。 其中，金属切削机床生产额1158.4亿元，同比增长3.3%；金属成形机床生产额664.6 亿元，同比增长8.4%。从消费额口径看，2022年我国金属加工机床消费额1843.6亿 元，其中金属切削机床消费额1240.3亿元；金属成形机床消费额603.3亿元。

数控系统为数控机床核心部件，是区分数控机床性能高低的关键。数控系统 （Numerical Control System）是一种专用计算机系统，主要包括控制、测量、伺服 驱动系统。数控系统会根据计算机存储器中存储的控制程序执行部分或全部的数值 控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置。在工作中，数控系统利用数字、文字和 符号组成的数字指令实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、 角度、速度等机械量和开关量。据纽威数控（主营中高端数控机床）招股书，以数控 系统为主的电气件占机床成本的20.9%，属于核心部件之一。从纽威数控对数控机床 的档次划分可见，数控系统是影响数控机床性能与表现的关键。随着数控机床的发 展迭代，数控系统也向着高速、高精、复合、智能的方向持续发展。对现代信息技术 的融合，智能化、网络化、开源化都是重要的属性。目前的高端数控系统可实现远程 机床诊断、远程监视等，还能对数控系统功能进行添加、组合、修改或删减。

数控机床的智能化、高端化发展是全面进入工业4.0时代的基本要求。数控机床的基 础是数字编程、程序执行、伺服控制等技术。回顾历史，数控机床的发展有两个重要 节点：一是从基于分立元件的数字控制（NC）走向计算机数字控制（CNC）、二是 从专用数控软硬件开发走向通用PC化计算机数控。立足当下，结合智能传感、物联 网、云计算等新技术的智能化高端化数控机床，成为支撑工业4.0时代的重要基础。

我国金属加工机床数控化率与先进国家有明显差距，数控机床高速发展必然之势。 随着我国制造业高端化转型持续推进，发展智能化的数控金属加工机床成为满足高 复杂度、高精度金属加工的必然途径。2001-2020年，我国金属切削机床的数控化率 从6.85%提升到43.19%。据国家统计局数据和智研咨询整理，2021年我国金属切削 机床、金属成型机床的数控化率为43.3%和11.4%。 对标先进市场，日本的主要几类机床数控化率在2019年就已达70%以上，车床、加 工中心数控化率更是超过90%。我国机床行业整体呈现“大而不强”的局面，数控 机床仍有广阔的发展空间。

测算2022年我国数控系统市场空间为123亿元。根据中国机床工业协会历年公布的 我国机床消费额、智研咨询的统计以及我国机床的产量数控化率，我们按照机床消 费额×数控化率×数控机床平均原材料占比×数控系统成本占比估算我国数控系统 市场行业空间。在假设原材料占比70%、数控系统成本占比21%的情形下，我们测 算2022年我国数控系统市场规模可达123亿元。随着机床数控化率的持续提升、中高 端数控机床占比的增加带来数控系统成本占比的提升，我国数控系统的市场空间有 望实现持续、稳定的扩容。

（二）数控系统国外垄断严重，国产发力大有可为

数控系统技术壁垒高，目前主要为国外龙头所垄断。数控系统的核心技术包括轨迹 控制、速度控制、误差补偿等，国外企业已经过大量长期的验证和迭代，技术成熟 度和市场优势十分明显。对比而言，国产数控系统起步较晚，从性能指标看仅有华 中、广数（广州数控）等少数几家企业能达到国内中高端标准。

国外厂商在高端数控系统中市占率达到90%以上。在纽威数控2018-2020年的数控 系统采购中，进口或境外品牌（主要为发那科、西门子、三菱）的占比达到99.88%、 99.53%和99.81%，其中发那科一家就占到82.97%、82.13%和79.85%。从2020年市场情况看，发那科、西门子、三菱三家占到我国数控系统65%以上的份额，而广州 数控的15%市占率主要是依靠广数在中低端数控系统的份额拓展。对高档数控机床 配套的数控系统市场而言，90%以上均为西门子、发那科等国外厂商所垄断。

华中数控深耕高壁垒行业，针对中高端数控系统研发突破并积累优势。从业务布局 上，公司数控系统产品分高档、中档、经济性。中高档产品能为五轴加工、车铣复合 加工提供完整解决方案。 公司是国内少数攻克高档数控系统关键技术、使性能达到国际先进水平的细分领域 龙头。公司攻克开放式平台技术、现场总线技术、高速高精及五轴联动技术、多通道 及复合加工控制技术、双轴同步控制技术、纳米级高精度插补技术、工业大数据互 联通信等核心关键技术，研制出的华中8型高档数控系统拥有自主知识产权，在功能、 性能、可靠性达到先进水平。在《国产华中数控系统在不同构型五轴机床上的应用 验证》中，实验者以华中数控系统在A/C摆头五轴机床、单摆头五轴机床、复合摆头 五轴机床、摇篮转台五轴机床四类典型五坐标高档机床实验，分别加工测试国家标 准方圆试件、NAS件及S件，均能达到合格要求。 公司未来的发展有望受益机床行业的更新替换周期，数控化率的持续提升，数控系 统成本占比提升（机床中高端化），国产替换深化多种要素的叠加带来的机遇。

与海外龙头厂商比，华中数控高端产品基本实现数控系统的性能对标。根据官网发 布的产品手册，我们对比了华中数控HNC848和西门子SINUMERIK840（两者同为 高端数控系统，定位相近）的基本参数，从通道/主轴和支持五轴的高级功能看，华 中8型高档数控系统在基本性能上已可对标海外龙头的主要产品。

在国产数控系统厂商中，华中数控有较为明显的技术积累与先发优势。目前我国主 要的国产数控系统生产企业包括华中数控、科德数控（大连光洋子公司）、广州数控 （GSK）等。广州数控产品销量较为领先，2020年整体市占率达到15%，但主要覆 盖中低档数控系统，在高档数控系统性能与技术积累上不具有明显优势。华中数控、 科德数控两家在高端数控系统上技术与产品优势较为明显，其中华中对中高档数控系统积累时间更长、验证成果更好且时间更早、与下游关键客户的合作联系更为紧 密，与沈飞等大客户合作时间超过10年，市场优势更为明确。2021年华中在国产高 端数控系统中市占率近50%（位居第一），在2017年开启的“换脑工程”（由多家 大型军工企业主导）中承接超80%的项目。 从产品认证看，2015年6月到2016年2月，国家机床质量监督检验中心组织专家对华 中数控系统对标海外先进水平进行评测，华中8型数控系统通过全部633项标准型对 标评测项（通过率100%），在一系列高档型对标评测项中通过1952项，通过率达到 98%；科德数控在对标西门子840Di高档数控系统的鉴定中通过率也达到95.85%。

华中面向智能网联需求深化创新迭代，筑实开发创新与服务优势。除基本性能的先 进性外，华中还面向客户智能化高端需求进行持续的创新开发，健全客户服务网络。 （1）持续对前沿智能化技术进行创新性开发。公司开发出基于“指令域”电控数据 的感知分析、理论与大数据融合建模、智能优化“ i代码”和“双码联控”等关键技 术，首次将AI芯片嵌入数控系统，并成功研制了华中9型系列新一代智能化数控系统。 （2）建立广覆盖的技术服务网络，提供定制服务。公司推出“iNC-Cloud”云平台， 面向数控机床用户、数控机床、系统厂商打造以数控系统为中心的智能化、网络化 数字服务平台，建立了较国外企业更高效、灵活的客户服务体系。

华中数控的中高端数控系统得到市场认可，成为国产突围领军者。据华经产业研究 院，2020年华中数控在我国中档数控系统整体市占率约为30%，高档数控系统市占 率为国内最高，在国产中高端市场优势较为明显。据《国产数控系统的技术进步与 应用成果》，华中数控的高档型数控系统已进入航空航天、汽车、能源装备、船舶制 造等领域，中高档数控系统累计销售10万多台，在2000多家企业批量应用。其中与 04专项配套研制的10多类数千台高档数控机床已在国家重点领域实现了批量配套。 在沈阳航空复杂结构件智能制造生产基地项目（国内航空航天领域首条全部应用国 产高档数控设备的智能制造生产线）中，共有9条生产线，57台机床设备，其中五轴 设备39台；配备华中数控系统的机床就有49台，五轴联动机床33台。据纽威数控招 股书，2018-2020年纽威数控采购的数控系统有99.45%、97.78%、92.98%来自于发 那科和西门子，其他采购来源包括海德汉、三菱、华中数控、广州数控等。华中数控 为我国数控系统自主可控发展下的领军企业。

三、工业机器人：立足控制系统，深耕自主可控

（一）机器助力精密制造，新型制造驱动发展

工业机器人是制造业智能化、高端化发展的基础，产业转型叠加人口结构变化持续 助推我国工业机器人产业的发展。工业机器人是广泛用于电子、物流、化工等领域 的多关节机械手或多自由度机器装置。在使用中，工业机器人可依靠自身动力能源 和控制能力实现各种加工、制造功能，完成包括码垛、焊接、装配、检测在内的一系 列任务，实现高效率的自动化流程。在产业发展政策的引领和工业流程智能化发展 趋势下，我国工业机器人产销量进入快速增长区间。据国家统计局，2022年全国规 模以上工业企业工业机器人完成产量达44.3万台，同比增长21%。从GGII统计的销 量口径看，2022年我国国产品牌、外资品牌销量分别为13.0和17.3万台，合计增长 率为16%，GGII预计2023年工业机器人销量会有21%的增长。在制造业的持续发展 下，我国已连续8年成为全球最大的工业机器人消费国。

预计2022年我国工业机器人销售额近500亿元，增长扩容空间仍然广阔。据IFR和中 商产业研究院，我国2022年工业机器人销售额有望达498.4亿元，同比增长12%。从 先进市场经验看，产业升级的需要、人口结构的变化仍将推动行业扩容。IFR统计显 示，2021年全球制造业平均机器人密度（每万人）为141，我国机器人密度达到322 并位列主要国家中的第五位。尽管近十年见证了我国工业机器人渗透率的快速提升， 但我国相比于高智能化市场仍有明显差距，如以高端电子产业见长的韩国、新加坡 机器人密度（每万人）分别达到1000和670。从下游分布看，在IFR统计的我国2021 年新增工业机器人装机中，电子电气、汽车为最主要的下游应用市场。随着中国制 造业转型升级的深化，未来3C复苏、半导体/新能源/医疗发展、物流仓储/智能家居 带来的机器人应用需求都将呈现较快增长。同时机器人应用也将拓展到其他新兴领 域，预计将推动工业机器人的需求多元化和市场扩容，从而进一步促进行业发展。

（二）国产替代趋势不改，自主品牌多维发力

工业机器人国产替代持续发力，但外资品牌仍有显著市场优势。受制于技术通关水 平，我国工业机器人的国产替代进程较为缓慢。近年来，内资企业聚焦锂电、光伏、 物流等行业的新兴需求，实现了市场份额的追赶。根据GGII的数据估算，我国工业 机器人国产品牌销量占比从2016年的32.7%逐步提升到2022年的42.9%，仍小于 45%。就结构而言，外资品牌机器人更多集中在电子、汽车等较为传统的高端行业 中，而自主品牌机器人则主要用于新能源、金属加工、食品饮料、塑料及化学制品等 行业。据MIR DATABANK发布的2022年上半年中国市场工业机器人出货量排名，前 20厂商中内资仅8家上榜，且只有埃斯顿（排名第五）、汇川技术（排名第七）两家 进入前十。据MIR，2022上半年出货量前五分别为发那科、安川电机、爱普生、库卡、埃斯顿。外资厂商尤其是工业机器人四大家族（发那科、安川、库卡、ABB）对 我国市场有很强的控制力。

在工业机器人自主品牌中，参与企业较多且存在诸多新型中小企业。中国本土品牌 工业机器人市场存在以下特点：（1）参与企业较多但以新型中小企业为主，目前仅 埃斯顿、汇川技术两家有较明显的头部优势。截止2021年，我国工业机器人相关注 册企业11.4万家，其中注册时间在5年内且注册资本1000万元以下的企业占80%；（2） 行业整体处于变化洗牌阶段，拥有核心自主技术的企业具备较明显的优势。埃斯顿、 汇川等企业凭借各自优势产品与核心技术实现了份额的快速增长。

（三）华中数控：借力控制系统优势，坚定技术自主攻关

华中对细分领域工业机器人、创新结构机器人和工业级协作机器人全面布局。公司 在工业机器人布局上以通用多关节工业机器人为主，深耕国产核心部件，以细分领 域工业机器人自动化线为目标，以智能云平台为机器人和产线网络智能化的手段。 截至2022年半年报，公司已自主研发推出超40款机器人整机产品。2022上半年，公 司发布新一代工业协作机器人HSR-BR610，具有多方面优势：（1）占地面积小，小 于0.06m2；（2）高精确度和高灵活性，机器人平均重复精度可达0.03mm，最大为 0.05mm。此外还具有编程内旋转模式；（3）重量轻且支持任意方向安装，本体61kg 左右；（4）臂长大负载强，臂长1310mm，负载最大10kg；（5）防护等级更高， 手臂前端防护等级达IP67。

坚持核心技术的自主创新、关键零部件自制，是公司在工业机器人领域的主要优势。公司对机器人整机、高性能控制系统、新型驱动、高性能电机、工业应用软件及机器 人云平台等技术进行攻关，攻克核心技术400余项，核心自主创新占比超80%，实现 了关键部件（除减速机外，包括控制系统、伺服驱动、电机、本体）的完全自主知识 产权。在机器人本体方面，公司自主产品实现小负载到中大负载全覆盖，重复定位 精度范围在±0.02mm至±0.05mm。其中，自主研发的BR双旋机器人系列取得创新机 械结构和控制算法方面的国际首创发明专利，运动控制技术达到国际先进水平；在 集成应用方面，公司实现行业和领域的全覆盖，特别是在磨抛应用领域。通过结合 离线编程技术、精密力控技术和工艺数据分析技术，公司完善打磨工艺包产品，形 成3C金属结构件加工领域和厨具领域的典型行业解决方案，在该细分领域持续占据 龙头地位。 2021年，公司机器人本体名义产能6000台，自制工业机器人毛利率29.02%；智能产 线名义产能450套，毛利率29.13%。2021年，公司已实现电子行业单一用户应用超 1000台套，客户包括富士康、深圳共进、东莞捷荣、广东凌丰等。 我们对比分析了华中数控HSR-BR610和日本发那科的协作机器人代表型号CRX10iA后发现，华中工业机器人产品在多项核心参数上已能实现有效的追赶，速度和 工作半径等部分指标还存在优势。

公司工业机器人业务的产销量规模相对较小，更多在细分领域积累竞争优势。国内 生产工业机器人的企业较多，除埃斯顿、汇川有较为明显的头部优势外，其余厂商 格局较为分散（汇川涉及业务更多元，机器人布局更专精，在此不作分析）。对比来 看，华中数控与国内主要厂商间的产品性能整体相近，差距更多体现在关键零部件的自主控制、细分下游客户的深耕两方面。 就下游客户看，华中（华数机器人）集中在3C、家电厨卫领域布局，近年在新能源 有所拓展。埃斯顿则是在一般加工、食品、建筑、3C等领域广泛布局；新松对一般 加工布局较多；埃夫特则在光伏、电子几类领域集中发力，除埃斯顿有较明显的客 户市场优势外，其他家差距不大。从关键零部件自主控制看，华中、埃斯顿有较为明 显的优势，两者在行业中的较高毛利水平则是市场端的良好例证。

公司工业机器人具备核心竞争力和细分领域优势，核心零部件自主创新率高，增长 空间与弹性足。华中的工业机器人业务目前规模不大，但核心零部件自主创新率高， 与细分领域下游客户积累合作时间较久，在细分领域深耕、核心部件自主控制两方 面具备优势，长期以来维持了市场客户认可、稳定的增长和较高的毛利率水平。目 前公司工业机器人产线接近满负荷状态，在募投项目中的2万套工业机器人产能落地 后，公司该业务有望受益于核心技术协同和规模效应产生的共同驱动。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）