2023年华中数控研究报告 专注高端数控系统产业化发展

1 数控系统龙头，2013-2022 年归母净利润 CAGR 约 6%

国产数控系统龙头，专注高端数控系统产业化发展

华中数控成立于 1994 年，2011 年上市。是国产中、高档数控系统研究和产业化基 地，国产数控系统行业首家上市公司。主营业务包括数控系统配套、工业机器人及智能制 造、工程职业教育、新能源汽车配套、红外人体测温设备等。

公司坚持“一核三军”的发展战略，即以数控系统技术为核心，以机床数控系统、工 业机器人及智能产线、新能源汽车配套为三个主要业务板块。公司贡献主要营收的板块为 机器人、数控系统业务，2022 年营收分别约 8.3 亿元、7.1 亿元，分别占比公司总营收约 49.6%、42.5%，其他如特种装备、新能源汽车配套以及其余业务营收约 0.9 亿元、0.1 亿 元、0.3 亿元，分别占比公司总营收约 5.3%、0.7%、2%。

校企改革，“卓尔系”入局，实控人合计持股约 32%

校企改革落地，实控人由华中大变更为阎志先生。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 年年报，阎志先生直接持有公司股份 4.35%，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。

数控系统主导业绩增长，高研发投入构筑护城河

公司 2022 年营收约 16 亿元，同比增长约 2%，归母净利润约 0.17 亿元，同比下滑约 46%。2013-2022 年公司营收、归母净利润 CAGR 分别约 14%，6%。 净利率、毛利率：毛利率较为稳定，净利率稳步提升。2013-2022 年公司销售毛利率 较为稳定，维持在 30-40%区间，净利率在 1-3%区间波动。 期间费用率：2022 年公司期间费用率约 36%。细分来看，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，2018-2022 年研发费用率均在高位波动，2022 年研发费用率约 15%。

2 数控机床系统：受益国产替代、自主可控

中国机床行业大而不强，高端机床亟需国产替代

供给端：根据德国机床制造商协会数据，2021 年全球机床行业产值约 709 亿欧元（按 欧元比人民币汇率 1:8，折合人民币超 5000 亿元），2002-2021 年 CAGR 约 4%，我国机床 产值约 218 亿欧元（按欧元比人民币汇率 1:8，折合人民币约 1500-2000 亿元），占比约 31%，2000-2021 年 CAGR 约 12%。 需求端：根据德国机床制造商协会数据，2021 年全球机床消费约 703 亿欧元（按欧元 比人民币汇率 1:8，折合人民币超 5000 亿元），我国机床消费额约 236 亿欧元（按欧元比人 民币汇率 1:8，折合人民币约 1500-2000 亿元），占比约 34%，2000-2021 年 CAGR 约 10%。

2021 年我国机床数控化率约 36%，仍有较大提升潜力

数控机床是装备制造业智能制造的工作母机，是衡量一个国家装备制造业发展水平和 产品质量的重要标志。从数控化率来看，海外发达国家机床数控化率高，日、美、德数控 化率均超 70%，其中日本机床数控化率维持在 80%以上。 根据日本机床工业协会数据，2021 年日本工业机床产量约 6.8 万台，其中数控机床产 量约 5.6 万台，数控化率约 83%，2017 至 2021 年，日本机床数控化率维持在 80%以上。

中国机床数控化率持续提升，根据中国机床协会数据，2018-2021 年中国金属加工机床 数控化率持续提升，由 2018 年的 30%提升至 2021 年的 36%，达历史新高，但相较欧美日 等发达国家仍有较大提升潜力。

目前国内高端数控机床严重依赖进口，由于高端机床下游主要为航空、军工等高精尖 领域，涉及到国家安防等领域，因此亟需国产替代。根据《机械工业“十四五”发展纲 要》提及，我国高端数控机床自给率不足 10%，根据前瞻研究院数据，2018 年中国高端数 控机床国产化率仅约 6%。

智能化大势所趋，2025 年数控系统市场规模有望达 162 亿元

数控（Numerical Control，简称：NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令 来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数 字 程序控制，因此数控也称为计算机数控 (ComputerizedNumerical Control，简称 CNC)。 数控系统作为机床“大脑”，承担着机床实现智能化的关键任务。 从产业链看，数控系统上游主要是计算芯片、功率模块、伺服系统等，下游是数控机 床及工业机器人领域。数控机床与工业机器人作为工业品，目前广泛应用于国防、船舶、 汽车、机械、石油化工等领域。 从需求来看，机床智能化是提高机床效能获取最大效益的手段之一，可分为操作智能 化、加工智能化、维护智能化以及管理智能化 4 点。 从成本占比看，根据纽威数控、国盛智科的招股书，数控系统及电气件成本占比数控 机床总成本约 20-25%。

市场规模：从销售额看，根据 MIR 数据，2022 年我国数控系统市场规模约 135 亿元， 2017-2022 年 CAGR 约 2%。从销售台数看，2022 年我国数控系统市场规模约 38 万台套， 2017-2022 年 CAGR 约-1%。 我们测算 2025 年数控系统市场规模约 162 亿元，2023-2025 年 CAGR 有望达 16%。根 据机床协会分类，我国机床类别大致可分为金属切削机床与金属成型机床。根据德国机床 制造协会以及中国机床协会数据，2022 年我国金属加工机床消费额约 1844 亿元（美元约 274 亿美元），2009-2022 年 CAGR 约 2.5%。 1、 假设经济恢复上行，我国机床行业迎来上行周期， 2023-2030 年机床消费额按 2.5%复合增速提升（2009-2022 年国内机床消费额复合增速）； 2、 金属加工机床综合数控化率 2022-2023 年每年保持 2%的提升速度（2018-2021 年 平均增速）。 3、 数控机床成本占比：根据海天精工、纽威数控、国盛智科等 2022 年年报数据，毛 利率均值约 27%，因此总成本占比约 73%。4、 数控系统成本占比：根据纽威数控、国盛智科的招股书，数控系统及电气件成本 占比数控机床总成本约 20-25%，伴随机床逐渐高端化，占比逐渐提升至 25%。 按此估算，我们测算 2025 年国内数控系统市场规模约 162 亿元，2030 年有望达 222 亿 元。2023-2025 年 CAGR 约 16%，2023-2030 年 CAGR 约 10%。

竞争格局：国外为主，国产替代提速

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数控、广州数 控、科德数控（光洋）等少数几家企业能达到国内中高端标准。

从专利总数来看，我国已经成为最大的专利产出国。截止到 2019 年 12 月，数控机床 领域全球申请量达到 10708 件。从申请趋势来看，自 2006 年后呈现爆发式的增长，并在 2012 年前后达到高峰。中国、日本、美国和德国是数控机床专利的主要产出地，四国的专 利产出量超过专利总量的 85%。其中，中国成为了最大专利产出国，专利产出量为 6586 件，约占总申请量的 60%。 从专利的国际竞争力来看，虽然我国专利产出量巨大，但对外输出量少。只有 26 件， 技术的国际竞争力弱。相比之下，日本专利对外输出高达 1121 件，其中向中国输出 82 件，占输出总量 4.06%，向美国输出 247 件，占输出总量 12.24%，向德国输出 224 件先输 出总量 11.10%，国际竞争力较强。此外，美国和德国数控机床专利输出量也比较大，分别 是 506 件和 220 件，也展示了较强的国际竞争力。

从市占率来看，根据头豹研究院数据， 2021Q1 发那科、西门子、三菱三家占到我国 数控系统 64%左右的份额。广数控占比约 14%。 从主流厂商采购占比看，国外厂商在高端数控系统中市占率达到 90%以上。根据纽威 数控招股书，2018-2020 年纽威数控的数控系统采购中，进口或境外品牌（主要为发那科、 西门子、三菱）的占比约 99.88%、99.53%和 99.81%，其中发那科占比分别约 83%、82 % 和 80%。 综合国产数控机床龙头采购情况以及中国数控机床专利输出情况，我们认为广州数控 2021Q1 约 14%的市占率可能系多为中低端数控系统的份额，目前高端数控系统市场仍为西 门子、发那科等国外厂商所垄断。

政策持续加码，推进机床行业自主可控，国产替代大势所趋

早期在 2015 年及 2018 年，发改委与工信部分别提出《中国制造 2025》 与《国家智能 制造标准体系建设指南（2018）》，将高端数控机床列为十项重点领域。 2021 年以来国家相继出台多项政策以加速推进高端数控机床自主可控。 机床相关：1）2021 年 3 月“十四五规划”提及推动高端数控机床产业创新发展；2）8 月国资委扩大会议提及针对工业母机等加强核心技术攻关；3）2022 年 9 月首批中证机床 ETF 发行将为拥有核心技术、科创能力突出的机床企业提供直接融资便利；4）首个国内主 导的机床数控系统标准发布表明我国在 04 专项支持下建立的“高档数控系统关键技术标准 体系”成果得到了国际认可。 制造业相关：1）2022 年 9 月财政部、税务总局及科技部联合发文宣布高新技术企业 于 2022Q4 新购置设备、器具，将其作为固定资产核算的，可以选择在计算应纳税所得额 时一次性在税前扣除，同时允许按 100%在税前加计扣除；2）央行设立设备更新改造专项 再贷款，专项支持金融机构以不高于 3.2%的利率向制造业、社会服务领域和中小微企业、 个体工商户等设备更新改造提供贷款，额度为 2000 万以上。

3 深耕数控技术三十载，助力中国机床“开道超车”

深耕数控技术研发 30 年，强研发战略下数控技术国内领先

公司脱胎于华中科技大学，始终专注于数控技术研发和应用，具有三十年的技术积累 和传承底蕴。根据 2022 年年报数据，公司 2022 年研发人员数量约 1311 人，占比总人数约 42%，2018-2022 年研发人员数量 CAGR 约 8%。2022 年研发支出合计约 3.5 亿元，占比总 营收约 21%，2018-2022 年研发支出 CAGR 约 13%。强研发战略下，经过数论百日攻关， 公司产品水平大幅提升。

管理层研发背景雄厚，公司董事长陈吉红、总工程师朱志红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。

AI+数控机床，新产品华中 9 型顺利推出，有望助力中国制造实现“开道超车”。在实 际应用方面，华中 9 型-新一代人工智能数控系统通过建立机床进给系统动力学和大数据融 合模型，能有效提升加工零件的轮廓精度，实现机床动态精度的“由丝入微”。在加工过程 中，该系统还能预测机床热变形规律，对热变形进行补偿，保持机床加工精度的稳定性， 缩短热机时间。此外，该系统还能自主优化工艺参数，有效提高加工效率，汇聚机床装 配、调试、补偿、健康保障及使用过程数据，实现机床全生命周期运维管理。

公司以华中 9 型数控系统为平台，与秦川机床集团等机床企业，研制了智能精密加工 中心、智能五轴加工中心、智能高速轮毂加工中心、智能车削中心、智能凸轮轴磨床、智 能螺杆磨床、智能滚齿机等不同领域、多种类型的智能机床，推动机床智能化转型升级。 该系统已于 2021 年顺利定型转产，进入批量市场推广阶段，未来有望助力中国制造实现 “开道超车”。

客户资源丰富，军用+民用双领域拓展

自主可控背景下，通过国家主持的“换脑”工程等项目，在军用领域，华中数控等国 产厂商逐步进入到国内航空航天领域供应链，为其提供高端五轴数控系统，得到在高端加 工领域进行验证迭代的机会。在民用领域，华中数控已经和埃弗米、宇环数控、创世纪、 日发精机等国产机床龙头达成联合攻关合作，共同进行产品试制和开发。

根据《国产数控系统的技术进步与应用成果》相关数据，公司已在中、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经在国家重点领域实现了批量配套。

在国防领域，沈阳航空复杂结构件智能制造生产基地项目是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，同时也是航空航天领域配套华中 8 型五轴数 控系统最多的智能制造生产线。该项目总共有 9 条生产线，57 台机床设备，其中五轴设备 39 台，配华中数控系统的机床 49 台，五轴联动机床 33 台。在航空发动机领域，华中 8 型 数控系统已在航空发动机制造领域数十家用户单位的数百台设备上成功应用。 在汽车领域，公司参与研制的国产装备轿车动力总成加工生产线已在上汽通用汽车有 限公司投入使用。这条轿车动力总成加工生产线，由 5 台 PT-50 卧式加工中心和多台关 节、桁架机械手组成，其中 OP30/OP50/OP90 工序的卧式加工中心配套华中 HNC-848D 高 档数控系统。 在 3C 领域，以苹果公司为代表的高端手机外壳精密打磨抛光，在技术指标、精度和 美观等方面要求更高， 需要大量的高端研磨抛光设备。在五轴抛光加工领域，华中数控与 湖南宇环数控机床公司深度合作，充分利用华中 8 型五轴 RTCP 技术，突破技术壁垒，共 同研发的五轴抛光设备，获得了富士康、捷普集团、蓝思科技等国内外多家苹果产业链高 端客户群体，为世界手机品牌制造商提供优质的解决方案。

4 募投项目提升机器人业务综合能力，积极向新能源领域拓展

机器人整体市场规模：根据 IFR、中国电子学会数据，预计全球机器人市场规模 2024 年有望达到 660 亿美元，2020-2024 年 CAGR 约 18%。国内机器人 2024 年有望达 251 亿美 元市场规模，2020-2024 年 CAGR 约 22%。 工业机器人：根据中国电子学会数据， 2020-2024 年全球工业机器人市场规模 CAGR 约 13%，同期中国工业机器人市场规模 CAGR 约 15%。目前我国是全球最大的工业机器人 市场，工业机器人市场规模占比全球规模不断提升。2021 年我国工业机器人市场规模约 75 亿美元，占比全球 43%，预计 2024 年我国工业机器人市场规模有望达 115 亿美元，在全球 工业机器人销售额比重有望达 50%。

深耕机器人领域多年，营收稳健增长。根据公司历年年报数据，2018-2022 年公司机器 人业务（不含智能产线）实现营收从 2.2 亿元提升至 3.3 亿元，2018-2022 年 CAGR 约 11%。

公司在工业机器人领域的主要优势有：

1）品类齐全，产品参数可对标头部企业。公司自主研发的机器人产品已实现小负载 到中大负载全覆盖，重复定位精度范围在±0.02mm 至±0.05mm，同类产品基本可对标国内 外头部企业水平。

2）坚持核心技术的自主创新、关键零部件自制。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。

2022 年，公司机器人本体名义产能 6000 台，自制工业机器人毛利率 25%；智能产 线 名义产能 450 套，毛利率 31.6%，处于业内较高毛利率水平。

3）下游深耕 3C、家电厨卫领域。华数机器人下游客户主要集中在 3C、家电厨卫领 域，近年逐渐向新能源领域拓展。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。业内可比公司埃斯顿下游主要 系一般加工、食品、建筑、3C 等领域；新松机器人下游主要系一般加工领域；埃夫特则是 在光伏、电子等领域集布局。 综合来看，华中数控仍处于国产机器人厂商的第二梯队，相较于埃斯顿等国内第一梯 队企业仍有差距。为提升公司综合竞争力，2023 年 3 月 14 日公司公告，计划定增募集配 套资金 10 亿元，主要用于： 1）数控系统：拟对五轴数控系统和伺服电机进行技术研究并 进行扩产。预计项目建成后实现年产 1,200 套五 轴加工中心数控系统、500 套五轴车铣复 合数控系统、300 套五轴激光数控系统、2,500 套专用五轴数控系统、25 万台伺服电机、5 万台直线电机的生产能力； 2）机器人：拟新建生产基地， 并购置先进设备及软件系统， 实现工业机器人的生产、销售及服务能力的提升，项目建成后将形成年产 20,000 套工业机 器人的生产能力；3）补充流动资金。

5 盈利预测

核心假设

数控系统及机床：数控系统业务随着中高端数控机床“换脑”逐步推进，销量有望进 一步提升。同时，伴随公司高端数控系统型号逐渐推出，均价方面也有望小幅增长。机床 业务主要下游为教育领域，预计规模较为稳定。前文我们预计国内机床数控系统行业 2023-2025 年 CAGR 约 16%，公司作为行业龙头 ，市占率有望逐渐提升，我们预计 2023- 2025 年公司数控系统及机床业务收入增速分别为 19%、24%、28%。伴随高端机型逐渐推 出，毛利率有望小幅提升，预计毛利率分别为 36%、36.5%、37%。

工业机器人及智能产线：未来随着通用制造业迎来上行周期，公司机器人产能逐步释 放，机器人及智能产线业务营收规模有望持续增长。根据中国电子学会数据，2020-2024 年 国内工业机器人行业复合增速约 15%，公司 2022 年年报显示机器人业务、智能产线未确认 收入订单分别约 1.7 亿元、4.8 亿元，我们预计 2023-2025 年公司机器人及智能产线业务收 入增速分别为 30%、24%、22%。伴随工业机器人及智能产线业务规模提升，规模效应 下，预计毛利率分别为 29.2%、29.8%、30.4%。 其他业务：公司其它业务包含新能源汽车配件、特种装备和其它主营业务。 我们预计 2023-2025 年公司其它业务收入增速分别为-5%、0%、5%，毛利率维持在 40%。

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