中國數控制造普及率翻倍高端數控機床仍須發展

2025-05-16 | 來源: HK01 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

大家是否有試想過，標准起飛重量超過75噸的國產大飛機C919，是如何從地面升起，飛入雲霄？又是如何安全降落，避免飛行途中突然解體釀成大禍？這當然離不開穩固堅實的機身與強勁的飛機引擎，更離不開制造出這些零件的數字控制機床（Computer Numerical Control Machine Tools，簡稱數控機床）。

其中，高端數控機床在飛機生產制作工藝當中扮演重要角色，要知道現代飛機制造可不是傳統工藝，絕不能依靠「大國工匠」手持鎚仔與凋刻刀「手搓」零件，而是需要由高端精密機器代勞。近年，內地制造業產業結構優化，高端制造業快速發展，智慧制造升級需求日益增長，引發了高端數控機床的龐大需求。那麼，中國目前在這方面的發展是什麼水平？

所謂「數控機床」，它們首先通過銑削在一整塊原材料上凋刻出所需零件外型，再經過鑽孔與鉸孔加工出供組裝的定位孔等等，這些加工須在保證零件具有超高精細度的情況下，高效生產，還必須確保飛機組裝後具有一定強度確保安全。數控機床不同於普通機床，需要與專門訂制的電腦程序配合運作，令數控機床沿預設程式自主運作完成制造任務，是數控機床的「大腦」，所以被冠以「數控」的頭銜。

「中國制造2025」在DSE中能拿多少分？

海洋工程裝備及高技術船舶▼

★★★★★(5*/5**)

關鍵進展：

中國整體造船業上已為第一大國，而在高附加價值船舶市場，已達「超日趕韓」的階段，與領頭的韓國造船業技術差距縮小，例如在更大容量27萬立方米級LNG船研發領域，中國船企已取得後發優勢

單計LNG船，中國船企的訂單份額已從2021年的8%躍升至2022年的30%，其他如綠色船舶、大型郵輪、大型集裝箱船等交付量逐步上升

主要挑戰：

船舶與海洋工程材料技術體系已基本形成，但高附加值船舶和極端工況的關鍵材料和技術主要掌握在以歐美、日韓為主的發達國家手中，差距較大

先進軌道交通裝備 (高鐵)▼

★★★★★(5/5**)

關鍵進展：

中國高鐵裡程占全球70%，營運裡程達45萬公裡，覆蓋97%人口密集城市，是唯一能商業化時速350公裡的國家

CR450樣車突破400公裡，雅萬高鐵作為全產業鏈輸出樣板，標志「中國標准」的輸出實力

主要挑戰：

部分軸承依賴進口

節能與新能源汽車 (光伏、新能源汽車)▼

★★★★★(5/5**)

關鍵進展：

全球風電和光伏發電項目平均度電成本分別累計下降超過60%和80%，其中很大一部分歸功於中國創新

中國新能源汽車產業已連續10年穩居全球銷量第一，而且近年開創「反向合資」模式，從「賣市場」升維到「賣科技」的時代

主要挑戰：

產能過剩企業內卷壓縮利潤空間，121家上市光伏企業中，2024年有39家淨利潤虧損

歐美高關稅、品牌溢價不足及地緣政治壁壘仍考驗全球化耐力，中國須打破「低端廉價」刻板印象，並實現從「產品出海」到「生態出海」的升維

航空航天▼

★★★★☆(4/5**)

關鍵進展：

國產大飛機C919交付，打破歐美在民航客機領域的壟斷

100%國產化的天宮空間站建成，載人火箭形成常規發射

民用商業火箭發射次數突破50次，實現「一箭22星」發射

無人機、eVTOL在這一領域對全球產業實現「降維打擊」

主要挑戰：

大飛機發動機需要進口

可覆用火箭領域落後SpaceX

新一代信息技術 (5G、晶片、AI)▼

★★★★☆(4/5**)

關鍵進展：

5G建成完整產業鏈，成為全球領導者

AI相關商業應用廣泛，從無人機、機械人、人臉識別等

DeepSeek的橫空面世，被稱為美國AI產業的「警鍾」，更被硅谷稱為「AI的斯普特尼克時刻」

主要挑戰：

晶片產業未能從根本上解決對國外核心技術的依賴問題，包括先進光刻機在內的關鍵設備受到出口限制，導致生產高端晶片的能力大受掣肘

高端芯片成短板，加上美國制裁限制，短時間內難以追趕美國

資金投入仍遠遠落後美國

政府加強訊息控制，不利AI發展

電力裝備▼

★★★★☆(4/5**)

關鍵進展：

成功「出海」把技術輸出到多國，在全球多個參與國安裝達到156 GW的電力項目，規模是整個澳洲總裝置容量15倍

從輸出「單一設備」走向出口整個系統生態，也成功從成本優勢走向專業優勢

主要挑戰：

在高端市場部份方面仍需突破歐美技術壁壘，如全球燃氣輪機市場主要仍由日本(专题)、西方等公司壟斷

生物醫藥及高性能醫療器械▼

★★★☆☆(3/5**)

關鍵進展：

自主創新方面有進展，且在融合AI技術上展現潛能

部份領頭生物醫藥及高性能醫療器械企業能進入、領先國際市場（邁瑞醫療）

主要挑戰：

面臨市場准入困難等情況下，生物醫藥進入國際市場進度緩慢

高性能醫療器械也未能建立受廣泛認可的國際品牌

中國網民規模近11億人,互聯網普及率達78.0%

為什麼在歐洲空調普及率那麼低？

空調誕生這麼久為何歐洲普及率低

高端數控機床與機器人▼

★★★☆☆(3/5**)

關鍵進展：

服務型機械人已實現產業化，2023年，中國僅次美國成為全球服務和醫療機械人制造商的第二位

主要挑戰：

人形機械人尚未成熟，AI靈巧度與機構成本仍難突破

具身智能或人形機械人目前面臨的「卡點」，是來自真實物理世界的數據量不夠，不足以訓練機械人

新材料▼

★★★☆☆(3/5**)

關鍵進展：

產業體系全球門類最全，運用在新能源電池、C919大飛機、以及光伏電站之中

預計2024年新材料產業總產值將超過8萬億元人民幣(专题)，連續14年保持兩位數增長

稀土功能材料、先進儲能材料、超硬材料等一大批新材料規模居世界前列

主要挑戰：

新材料原始創新能力、產業基礎能力、成果轉化效率和技術競爭力方面有待提升

標准體系不健全、專利受制於人、高端人才匱乏，航空航天等戰略領域的新材料還需加大突破力度

農業機械▼

★★★☆☆(3/5**)

關鍵進展：

中國已經可以生產32大類72小類4000多種農機產品，且沒有任何市場完全是被外資企業占領

即使農業設備技術不足，也不至於影響糧食，絕非沒有發展

主要挑戰：

在傳感器等個別項目，中國的農業機械設備仍不夠穩定

簡單來說，一般以數控機床所控制的「軸」的數量來區分低、中、高端機床。軸指的就是受機床控制的銑刀最多可以在多少個方向上運動，三軸及三軸以下的數控機床被認為中低端數控機床，四軸與五軸數控機床則代表高端數控機床，而高端數控機床具有多軸連動、高效率、高精密度等特點。

編按：三軸數控機床即為銑刀能夠在空間中左右運動（即沿X軸運動）、前後運動（即沿Y軸運動）與上下（Z軸）來回移動。而四軸與五軸數控機床，除了銑刀能在XYZ軸移動外，承載金屬原料的置物平台，還能分別沿著X軸與Y軸進行360度旋轉。總而言之，三軸數控機床通常用來加工單一平面的零件，而四軸、五軸數控機床除了能勝任三軸數控機床的任務外，還能夠根據需求加工出零件的柱面與曲面，軸愈多，機床能夠勝任的任務就愈復雜，機床就愈先進，開發難度與運行的成本就愈高。

2025年3月6日，中國上海，圖為中國商飛公司C929寬體客機總設計師趙春玲與一個C929的飛機模型合影。（新華社）

目前，數控機床上游主要涉及鑄件、鈑金件、精密件、功能件、數控系統等零件產業，下游廣泛涉及機械工業、模具工業、汽車工業、電力設備、鐵路機車和電子資訊科技業等。雖然各行各業的發展都離不開數控機床，但我們卻很難在台前尋覓到這位「隱形冠軍」的蹤跡，但若少了它的參與，這些東西都難以在台前展現身姿，可想而知其重要性。

一切從上世紀50年代談起

早在1952年，美國就成功開發出世界上第一台數控機床，中國的數控機床發展也不算晚，瀋陽第一機床廠成功在1958年做出第一台二軸數控機床，與現今在高端數控機床行業形成壟斷的德國、日本處於同一發展時期。而中國第一台五軸數控機床則於1999年由江蘇多棱數控機床公司搬上當年舉辦的中國國際機床展覽會（China International Machine Tool Show，CIMT），標志著中國正式入局高端數控機床產業。

自此，高端數控機床歷經26年發展，並在全國「遍地開花」。中商情報網2025年中國數控機床產業報告指出，中國數控機床市場規模達592億美元（約4,605億港元）。報告還列出數個集生產、銷售、研發數控機床為一體的多個「佼佼者」，例如有位於武漢的華中數控、浙江寧波的海天精工、廣東的創世紀等。

而全球對數控機床的需求亦隨著產業「升級」而大大增加，印度(专题)《財富商業洞察》（Fortune Business Insights）報道指出，2024年全球數控機床市場規模為952.9億美元（約7,412億港元），亞太地區占據市場的主導地位，占比達55.32%。

盡管中國數控機床開發歷史不短，市場規模龐大，但目前距離世界頂尖還有一段路。雖然，在內地政府產業政策以創新發展為導向的帶動下，相關產業技術和市場規模大幅提升，已成為全球最大的數控機床生產國和銷售國。隨著國家以汽車、航空航太、船舶、電力設備、3C產業等為代表的高端制造業對數控工具機性能、精度要求的提高，對數控機床尤其是高端數控機床的市場需求也日益旺盛。

不過，當今全球排名前十的數控機床企業，有4間來自日本、3間來自德國、一間是德日合資，且前三位均由兩國包辦，中國、美國和墨西哥分別只有1間。日本和德國的優勢，在於前者注重數控系統的開發，其相關企業注重上游材料、零件的布局和核心產品的整合開發；而後者則重視數控機床及配件的高品質、精密性、先進性和實用性；公司專注於各類功能部件的研發和生產，產品品質和性能位居世界前列。

德國與日本擁有多間聞名世界的數控機床企業，例如德西門子（Siemens Aktiengesellschaft，SIEMENS）與發那科（Fuji Automatic NUmerical Control，FANUC，又譯富士自動化數控），這二間企業與中國瀋陽機床的發家過程都較爲相似，均是在上世紀50年代入局數控機床產業，並迅速推出首架產品，隨後依靠國際訂單積累行業經驗，並引入外國技術研發新機。

2020年9月14日，中國重慶，圖為來自日本發那科的機械臂在汽車裝配生產線中裝配汽車。（Getty）

西門子與發那科經多年發展，至今形成雙寡頭的壟斷局面，而瀋陽機床則在2019年因財困重組，其發展前景在業內難與「德日兩巨頭」相提並論。

仍未擺脫依賴外國的困境…...

從中國制造2025計劃來看，北京在高端數控機床方面希望能趕上世界前列。具體而言，就是在數控機床的核心零件上實現國產化。中國為此耗資不菲，美國外交關系協會引述中國歐盟商會2016年報告指，北京通過投資、提供低息貸款、稅收減免和其他補貼等扶持中國制造2025計劃，預料其金額達到數千億美元。

2025年3月3日，中國上海，圖為參展商在上海國際機床展中將一個機床核心零部件產品——滾珠絲杠（Ball Screws，滾珠螺杆）帶上舞台。（新華社）

可是時至今日，成效如何？截至2024年6月，規模以上工業企業關鍵工序數控化率（即使用數控機床進行生產的普及率），由2015年的33%來到2025年的69.4%，增長幅度高達96.97%。

另據專注於中國市場的諮詢公司Daxue Consulting報道指出，中國數控機床的水平定位精度能達到在1000毫米行程內，最大偏差度0.025毫米，重復定位精度達到在1000毫米行程內，最大偏差度為0.01毫米至0.015毫米。

編按：在數控機床運行過程中，水平定位精度指的是數控機床或運動系統在水平方向（X軸或Y軸）上，實際運動位置與指令目標位置之間的偏差，而重復定位精度是指運動系統在多次重復到達同一目標位置時，每一次實際位置之間的最大偏差。

而在機床研發方面，中國的華中數控就開發出各種類型的五軸機床，幫助汽車企業生產零件，還整合AI技術研發出配套的電腦程式——「華中9型新一代人工智能數控系統」，集成AI晶片與算法。不過在取得驕人成績下，中國目前尚未能完全擺脫依賴外國產品的處境。中商情報網報道指出，中國數控機床在中低端機型完成國產化，如三軸數控機床，盡管中國也有推出如四軸、五軸的高端數控機床，但國內高端數控機床市場仍由執掌市占率超80%的德日企業主導。

深耕多年仍未獲市場青睞？

中國高端數控機床不受青睞也體現在市場表現上，中國歐盟商會指出，在中國2022年高端數控機床市場中，中國數控機床占比略高於30%，未觸及達到當年占比70%的目標。

《中國簡報》（China Briefing）報道指出，中國在2021年平均出口每台數控機床的價格為每台300美元，而平均進口每台數控機床高達7.67萬美元。

那麼，為何在中國數控機床產業發展緊隨「世界潮流」，並卓有成效的情況下，其產品並未獲得市場青睞？

有分析點出中國目前主要面臨四個困境，技術封鎖、缺乏發展環境、行業人才不足、欠缺技術沉澱與儲備。這讓中國制造的數控機床「比上不足但比下有餘」，而缺乏發展環境與欠缺技術沉澱與儲備，正是高端數控機床陷入「難產」的關鍵。

2025年3月6日，中國北京，圖為全國人大代表楊登輝在廣東省機械技師學院數控銑床集訓基地中，手持數控機床零件合影。（新華社）

數控機床行業由數個關鍵產業支撐，它們好似「木桶理論」中由木板組成的桶一般，缺少或存在任意一個短板，都有可能拖慢發展腳步。除了需要電腦程式組成數控機床的「大腦」外，還需要由堅實耐用的材料制成銑刀組成「手」，而機床的更新迭代需要經驗積累，這涉及到企業的技術儲備。

分析認為，中國數控機床制造商在中國制造2025計劃下，恰逢行業龍頭所屬國家的技術制裁，而在龐大市場需求下，業界不得不選擇通過技術引進與收購其他公司以迅速彌補技術差距。

這種環境固然讓中國在中低端市場並獲得可觀利益，但於此同時卻面臨缺乏自主提升研發技術、培養專業人才動力的處境，加之缺乏技術沉澱，則更易陷入「引進技術就能提升生產工藝」的陷阱，最終行成「路徑依賴」。

2024年11月28日，中國山東，圖為青島一個工廠中，工作人員使用數控機床生產一台光纖切割機。（Getty）

總而言之，中國在數控機床產業中，於中低端機床基本上形成「自給自足」，但在高端數控機床方面，距離國際前列還有較長距離，仍須奮起直追。官方近年對數控機床態度也轉變，去年4月將目標修改為實現在「關鍵工序」上達到75%以上的國產化，並將時間延長至2027年。