民生证券-机械一周解一惑系列：全球数控系统演进简史与中国国产化之路-230326

文本预览：

《民生证券-机械一周解一惑系列：全球数控系统演进简史与中国国产化之路-230326（20页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《民生证券-机械一周解一惑系列：全球数控系统演进简史与中国国产化之路-230326（20页）.pdf（20页精品完整版）》请在悟空智库报告文库上搜索。

（以下内容从民生证券《机械一周解一惑系列：全球数控系统演进简史与中国国产化之路》研报附件原文摘录）
　　本周关注：宏华数科、铁建重工、中铁工业、科德数控、华中数控。 　　数控机床集电子/计算机/控制/信息技术为一体。数控机床采用数字编程、程序执行、伺服控制等技术，实现按照零件图样编制的数字化加工程序自动控制机床的轨迹运动和运行，从此NC技术就使得机床与电子、计算机、控制、信息等技术的发展密不可分。随后，为了解决NC程序编制的自动化问题，采用计算机代替手工的自动编程工具（APT）和方法成为关键技术，计算机辅助设计／制造（CAD／CAM）技术也随之得到快速发展和普及应用。可以说，制造数字化肇始于数控机床及其核心数字控制技术的诞生。数控系统（CNC系统）是数控机床的重要部分，有数控程序、输入输出设备、CNC装备（核心）、可编程控制器（plc）、主轴驱动单元和给进驱动单元（包括检测装备）等组成。数控系统随着计算机技术的发展而进步。 　　数控系统在AI赋能下有望加快插补技术进步。数控系统完成诸多信息的存储和处理的工作，并将信息的处理结果以控制信号的形式传给后续的伺服电机，这些控制信号的工作效果依赖于两大核心技术：①曲线曲面的插补运算，②机床多轴的运动控制。高性能的坐标轴进给伺服装置构成了实现多轴联动控制的物理基础。现代数控机床普遍采用数字计算机通过软件实现轨迹插补。当前５轴联动插补可高效方便地实现各种复杂曲线和曲面插补的功能，并进一步发展样条插补和先进的速度、加速度、加速度变化率（Jerk）等控制功能，是高速度、高精度、高动态响应加工的核心技术。未来，数控系统还将发展自由曲面直接插补功能（SDI）并可望与基于人工智能和数字孪生的走刀轨迹规划相结合，在考虑多轴联动动力学模型以及轨迹误差和速度约束条件下，实现由3D模型驱动的刀轨生成和最优控制的多轴联动直接插补。 　　当下我国高端数控系统处在创新链链产业链加快融合阶段。改革开放初期，我国主要采用以“引进—消化—吸收”为主导的技术学习推动高档数控机床技术追赶，产业配套政策包括国企改革、特殊优惠折旧政策科技院所改制，以“十八罗汉”和“七所一院”为主导的产业链和创新链初步形成；21世纪进入自主创新阶段，2000-2010年推出“04专项”、863课题“高精尖数控机床”重点专项，2010-2020年，创新链与产业链加快融合，在重大专项支持下，一批专精特新民企崛起，部分国企龙头发挥产业链“链长”作用，产业创新生态系统优化，诞生了数控系统中的华中8型（2010年），i5（2015年）、华中9型（2019年）等国产优质产品，在3c、航空航天、激光加工、汽车制造等领域均实现高端数控系统突破。但目前我国高端数控系统与海外企业差距仍明显。国外高档数控系统基本都是驱控一体的全数字闭环控制系统。国内数控系统硬件体系架构主要以前三个阶段为主，目前有一代的差距。国外高档系统具有的纳米插补、力矩控制、前馈控制等核心技术都需要第四代全数字硬件架构支持，底层技术包括软件（芯片，海外工业控制专用芯片；CAE及CAM领域国内大部分加工厂都在使用国外功能简化的免费版），硬件（例如海德汉的光栅尺、多摩川或尼康的光电编码器，国内产品基本处于中低端市场）。我们预计到2025年我国数控系统规模达210-262亿元，目前数控系统外资占据绝大份额，特备是高端数控系统，替代需求强。 　　投资建议：建议关注国内高端数控龙头：华中数控、科德数控。 　　风险提示：宏观经济复苏低于预期风险，技术进步低于预期风险。