数控系统为机床“大脑” ，其性能优劣直接影响机床稳定性和精度水平，是最核心的零部件。数 控系统是指能按照零件加工程序的数值信息指令来控制，使机床完成工作运动的控制管理系统，通常 由控制管理系统、伺服系统和位置测量系统三部分所组成。控制管理系统按零件加工程序进行插补运算，发出 控制指令到伺服系统；伺服系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；位置测量系统 检测机械的运动位置或速度，并反馈给控制管理系统以修正控制指令。
从机床成本构成上看，数控系统是成本占比第二大的核心零部件。根据海天精工招股书，2016H1 海天精工数字控制机床主要成本构成为结构件、数控系统、传动系统、驱动系统、刀库及其他，其中数 控系统占比高达22%，是成本占比第二大的核心零部件。
20世纪50年代以来，数控技术经历了2大发展阶段和6个迭代历程，实现从硬线控制到计算机数控 （CNC）的进步。1952年，世界上第一台数字控制机床在美国诞生，标志着数字计算机技术开始应用于 机床行业。自此，数控技术的发展同电子技术和计算机技术的发展紧密相关。自20世纪90年代开始 ，数控系统已经实现在PC机平台上进行开发，即所谓的开放式数控系统。随着数控系统的发展，其 功能不断增多，可靠性和精度逐步的提升，价格不断下降。
根据我们测算，全球数控系统市场空间超500亿元：根据德国机床制造商协会数据，2021年全球主 要机床生产规模为709.4亿欧元。假设按照全球机床综合数控化率为60%，数控系统占机床成本比例 20%，欧元兑人民币汇率1:7.5测算，全球数控系统市场空间约为638.5亿人民币。
国内数控系统市场空间在90-160亿元区间波动：根据MIRDATA数据，2017-2022年间国内数控系统 实际销售额在90-160亿区间内波动。其中2019年国内数控系统销售额最低为87.2亿元；2021年国内 数控系统销售额最高达159.4亿元，主要系通用制造业复苏，机床行业进入新一轮景气周期。
2023Q1国内数控系统需求持续下滑：1）按销售金额看：2023Q1国内数控系统销售额为30.4亿元， 同比-22%，环比+24%。2）按销售台套数看：2023Q1国内数控系统销售台套数为8.7万套，同比20%，环比+25%。我们判断需求下滑主要系通用制造业复苏没有到达预期，机床行业景气度较低所致。
分产品类型看，2023Q1通用型数控系统需求在萎缩，高速高精复合型系统需求在增长。通用型系 统市场需求萎缩主要系通用机床行业整体复苏没有到达预期，下游终端需求低迷。此外，中国处在由低 端制造转向先进制造的关键节点，高速高精复合机型及五轴系统更加匹配高端制造业目前的需求。
数控系统技术壁垒高，国产数控系统厂商仍在努力向中高端转型。国外企业起步早，数控系统产 品经过市场长期的反馈和不断迭代，其技术成熟度和市场竞争力优势显著。相比国外企业，国产数 控厂商起步较晚，高端数控技术经验积累不足，仍需大量场景应用和验证。从性能指标来看，国产 数控系统仅有华中数控、广州数控等少数企业能够很好的满足中高档数控系统的标准。
高档数控系统的技术难点在于两大方面：1）功能的完备性不足：例如缺少CAM等研发设计类工 业软件；没办法实现高速高精度插补功能；高端五轴RTCP功能不齐全；2）可靠性的时长不足。
国外高档数控系统的平均无故障运行时间可达30000小时，而国内的一般在10000小时左右，可靠 性时长差距较为显著。根本原因系：1）国内数控系统硬件寿命较短：国内数控系统主要与中低端 机床配套，加工环境较为恶劣，硬件质保通常为3年，而国外系统硬件生命长达10年。2）国内数控 系统软件的容错率和智能化水平较低：国内系统软件兼容性差，不足以应对多样的工作现场。此外 国外系统可以在一定程度上完成智能化误差补偿，弥补机床随着年限增加精度降低的情况，进而提高了数控系统 的使用的时间。3）国内远程故障诊断水平落后：国外高端系统具备远程故障诊断能力，能够提前预 判机床故障，明显地增加配套机床的无故障运行时间，提高了数控系统的使用寿命。
目前国内数控系统市场主要可分为三大阵营： 1）高端数控系统市场：主要被日德等外资企业所垄断，代表企业包括发那科、西门子等； 2）中端数控系统市场：国内头部企业与外资争夺的主力战场，国内代表企业包括华中数控、广州数 控等； 3）低端数控系统市场：已基本被国产企业占据，包括广州数控、凯恩帝及大量小规模的民营企业。
深耕数控系统领域近70年，技术积累深厚。发那科成立于1956年，并于当年成功开发出第一台用 于私营部门的数控装置和伺服系统；1976年成功研发数控系统5系列，并与西门子联合研发数控系 统7系列；凭借迅速的产品迭代，发那科数控系统技术始终处于世界领先水平。
数控系统产品布局全面，以通用型产品为主。发那科数控系统主要可分为0i系列和30i/31i/32i/35i系 列，两大系列均以通用型产品为主。其中0i系列是经济型数控系统，性能好价格低，最多可实现四轴联 动；30i/31i/32i/35i系列则是高端数控系统，可实现五轴联动功能。
西门子数控系统产品布局全面，侧重大型重切削和高端五轴数控系统领域。 1）产品布局全面：西门子数控系统主要型号包括808系列、828系列及840系列。其中808系列主要用 于普通车床和铣床，系入门级数控系统；840系列则为高端数控系统，能够满足高精度五轴加工要求 ；828系列是性能介于808和840系列的紧凑型数控系统，为客户提供更具性价比的选择。 2）西门子产品侧重大型重切削和高端五轴领域：主要系西门子电机业务积累深厚，大功率电机型号 齐全，因此数控系统广泛运用于重切削领域；此外欧洲五轴高端数控系统出口限制较日本更为宽松， 因此西门子数控系统在国内高端五轴领域市占率较高。
技术积累深厚，产品持续迭代。三菱于1956年成立自动化研究组，开始进行数控系统研发，至今 已有近70年历史，技术积累深厚。2004年以来，三菱接连推出M700系列、M70系列等主流机型， 产品持续升级迭代，广获市场认可。三菱数控系统以通用型产品为主。三菱数控系统主要有M700/M70/M800/M80/E70系列。其中 M700&M800系列为高端数控系统，可实现五轴联动，而M70/M80系列则是公司在保留M700&M800 系列大部分功能的情况下，推出的更具性价比的产品。E70系列大多数都用在普及型机床及基础的车床 。
海德汉以光栅尺&编码器等核心部件起家。海德汉以刻度尺和标尺等产品起家，后转型做直线光 栅尺和角度编码器等，在精密制造和控制领域积累深厚。 凭借在精密运动控制领域的积累，海德汉拓展至数控系统领域。1976年公司推出TNC 110和TNC 120三轴数控系统，成为数控系统领先制造商。路径选择上不同于发那科和三菱，海德汉更专注于 高端五轴数控系统。目前海德汉在国内与埃弗米、豪迈科技、宇环数控等国产头部五轴机床厂商均 有紧密合作，产品被广泛运用于航空航天、汽车模具等高端加工领域。
国内数控系统发展历程主要可分为缓慢发展期、加速引进期、模仿学习期及国产突破期四个阶段 。在国产化外资数控系统失败后，我国积极调整战略，重点投资数控系统等关键环节。目前广州数 控等国产企业已在中低端数控系统市场占据一席之地，华中数控、科德数控等企业逐步向高端数控 系统攻关并已经取得一定突破。
产学研三十载深度融合，引领国产高端数控系统突破国外封锁。1994年，华中科技大学为将数控 技术研究成果产业化，成立华中数控。发展至今，公司承担和完成了国家04重大专项、国家863等 课题数十项，攻克了高速高精、五轴联动等关键技术。 华中数控产品序列布局全面：①面向数控铣床、立式和卧式等加工中心：华中数控高端HNC848/948系列数控系统能够为五轴加工、车铣复合加工提供完整解决方案；②面向量大面广的数控 车床、磨床：华中数控经济型产品HNC-808系列数控系统，能够很好的满足车削中心、龙门、磨削、卧加 等机床的需要。
顺应国内数字控制机床爆发期，广州数控迅速成长：广州数控成立于1991年，1992年自主研发出第一 套GSK 928车床数控系统。顺应21世纪以来国内数字控制机床产业高质量发展东风，广州数控产品迅速放量。 2003年广州数控数控系统产销量突破1万套；2018年广州数控GSK数控系统累计产销量超100万套。 广州数控产品多用于中低端，高端领域仍待积累：广州数控数控系统主要有GSK 208/928/980/990 系列，其中GSK 208/928为经济型数控系统，GSK 980/990则是较为高端的数控系统。目前广州数控 高端产品序列较少，在高端领域市占率仍有提升空间。
科德数控数控系统技术主要来自于母公司光洋科技。2000年开始，光洋科技在此前电控及自动化 软件研发的基础上开始研发五轴数控系统。由于光洋科技数控系统定位高端但国内五轴机床数量稀 少，缺少验证迭代平台，因此光洋科技于2008年成立科德数控自制五轴机床，进行内部验证迭代。 科德数控数控系统以自用为主，营收规模较小。科德数控数控系统业务营收从2017年的23.3万元提 升至2022年的414.6万元，CAGR=77.9%，营收体量较小但增速较快，主要系目前公司数控系统主要 配套自身五轴机床使用，直接外售较少。
新代以运动控制起家：1995年新代于中国台湾以线切割控制卡起家，承接三菱数控技术后，产品序 列逐步拓展至数控系统。 成立苏州新代进军大陆市场加速公司发展：苏州新代（即苏州华新）系新代于2003年成立的大陆 销售子公司，进军大陆市场后新代实现加快速度进行发展，2010年数控系统销量突破1万套，2013年数控系 统销量突破3万套，2022年仅苏州新代数控系统销量已达5.3万台。
凯恩帝承接发那科数控系统技术，顺应国产数控机床发展东风迅速成长：凯恩帝于1993年在北京创立 ，承接发那科数控系统技术，成功研发出拥有自主品牌的国产数控系统。创业初期公司发展缓慢，主 要系20世纪90年代国内机床行业发展停滞，对数控系统需求量较低。21世纪初期乘国产机床行业东风 实现快速地发展，凯恩帝数控系统销量迅速增长。 经过近三十年的发展，凯恩帝已拥有数控系统、机器人控制器、进给驱动和电机、主轴驱动和电机、 工业互联网等多个系列新产品。通过自制电机和伺服驱动器，凯恩帝在保障自身数控系统产品性能的同 时有效解决“卡脖子”问题。
国产数控系统与外资数控系统仍有一定差距，提升空间较大：1）技术方面，国产系统缺少大功率 电机和高精度编码器等核心零部件，软件研发经验不足；2）市场方面，国产厂商销售额市占率与 外资厂商差距较大，自主可控进程下，国产厂商市占率有望提升。
研发投入不足&缺乏高端应用场景，是多年来国产数控系统难以进步的原因： 1）一方面，数控系统系软件类产品，开发难度大，需投入大量研发费用。而国产数控系统售价较低，导致企业利润微薄，难以支持高额研发投入。根据MIRDATA数据统计，2022年发那科等外资龙头数 控系统均价在5万元/台以上，而国产厂商如广州数控和华中数控均价在1-2万元/台间，价格差距较大。2）另一方面，数控系统要大量实际应用进行升级迭代，但国产数控系统应用多集中在低端市场， 缺乏高端应用场景是阻碍其进步的重要原因。
西方国家通过实行高端封锁、低端倾销战略打压国内数控系统行业，自主可控紧迫性强： 1）对高端数控系统实施出口封锁：以高端五轴数控系统为例，发那科等日本企业完全禁止出口中国，而海德汉等欧系产品交货期也在逐步拉长。 2）对低端数控产品出口倾销：试图扩大在中国的市场渗透率，进一步挤压国内数控企业生存空间。 3）颁布技术出口禁令：禁止中国企业收购国外高技术企业（美国、日本尤其明显），同时禁止部分 在美上市中国企业的美国分支机构转移回国，以防止技术外流。
自主可控下国产系统得到大量验证迭代机会： 自主可控背景下，通过国家主持的“换脑”工程等项目，华中数控等国产厂商逐步进入到航天军工领 域国企的供应链，并为其提供高端五轴数控系统，得到在高端加工领域做验证迭代的机会。此外在 民用领域，凭借其越来越优异的产品性能，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。
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