數(shù)控系統(tǒng)為機床最核心部件，由數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量系統(tǒng)構成。由于數(shù)控系統(tǒng)的標準品屬性規(guī)?；^強，同時技術難度高，大部分機床廠以外采為主。

根據(jù)我們測算，21年國內數(shù)控系統(tǒng)市場空間216億元，潛在進口替代空間137億元，市場空間廣闊。
考慮目前國產高端機床仍有較大國產替代空間，同時在“自主可控”相關政策催化下國產替代有望加速，同時我們預計23年數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)景氣度也有望持續(xù)回暖，國產數(shù)控系統(tǒng)需求有望實現(xiàn)高增長。
1.1 數(shù)控系統(tǒng)為機床“大腦”，直接影響機床性能

數(shù)控系統(tǒng)為數(shù)字控制系統(tǒng)(Numerical Control)簡稱。數(shù)控系統(tǒng)作為機床“大腦”直接影響機床精度、動態(tài)特性等核心參數(shù)，主要由數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和測量系統(tǒng)三大部分組成，包含了數(shù)控裝置、伺服裝置、伺服電機、光柵尺、編碼器及其他電子元器件。

數(shù)字控制機床（Numerical Control Machine Tool），簡稱數(shù)控機床，準確地按照事先安排好的工藝流程實現(xiàn)加工動作的金屬切削機床。

數(shù)控機床相比普通機床區(qū)別主要在控制上，數(shù)控機床采用數(shù)字信號，普通機床一般采用模擬量控制，數(shù)控機床采用數(shù)字信號進行控制，因此需要有數(shù)字信號的發(fā)出裝置（即數(shù)控裝置）；既然有數(shù)字信號發(fā)出裝置，就必須有數(shù)字信號的接收裝置，因此有了伺服放大器及伺服電動機（稱為伺服系統(tǒng)）；為了檢測數(shù)控機床指令位置和實際位置的一致性，一般數(shù)控機床都裝有反饋裝置。

數(shù)控機床跟隨數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經歷了五代兩階段。從硬線控制系統(tǒng)（NC）到計算機數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。

數(shù)控系統(tǒng)按照控制系統(tǒng)運行方式，分為開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，閉環(huán)的數(shù)控機床精度更高、速度更快、驅動功率更大，但對于機床結構和傳動要求更高，更容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

1.2 五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)強化空間復雜特征加工能力，符合制造業(yè)升級趨勢

數(shù)控系統(tǒng)控制幾個坐標按照需要的函數(shù)關系同時協(xié)調運動稱為坐標聯(lián)動，按照聯(lián)動軸數(shù)分為二軸聯(lián)動、二軸半聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動等。
以三軸聯(lián)動機床為例，其包含了X/Y/Z三個直角坐標系軸，故刀軸方向固定，機床的運動控制只能沿著X/Y/Z三個線性軸進行控制。
五軸聯(lián)動機床則增加了兩個自由旋轉軸，讓刀具的運動可以靈活變化。

五軸聯(lián)動加工在效率、精度、加工質量等方面具有顯著優(yōu)勢。

五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)的五軸旋轉刀具中心（以下簡稱RTCP）功能，主要指當有旋轉軸運動時（一個或兩個旋轉軸），通過三個直線軸的實時同步補償運動，使刀具或工件的某一特定點在空間的位置始終保持不動，即刀具或工件繞這一特定點作旋轉運動，可以直接在工件坐標系下規(guī)劃刀尖軌跡，機床軸控制由算法完成，編制程序時，只需要考慮工件的坐標，不需要考慮五軸機床運動鏈結構，簡化了CAM編程，提高加工精度。

五軸加工通過更高加工效率、更小占地面積與能耗帶來經濟性，對三軸加工具有一定替代性。根據(jù)全球機床龍頭德馬吉森精機披露數(shù)據(jù)，其使用10臺五軸機床替換50臺立式五面加工機床，帶來了更高加工量、更小占地面積，并且節(jié)約能耗42%。

五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和機床技術壁壘最高，對應的毛利率也處于領先水平。以主要銷售五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)與機床的科德數(shù)控為例，其21年五軸聯(lián)動機床、數(shù)控系統(tǒng)毛利率分別高達43.62%、49.81%。

1.3 數(shù)控系統(tǒng)軟硬件一體銷售，標準品屬性較強

數(shù)控系統(tǒng)的制造包括數(shù)控裝置制造、伺服裝置制造與伺服電機制造。

數(shù)控裝置（簡稱CNC裝置）是數(shù)控機床的控制核心，主要由CPU、存儲器、數(shù)字伺服控制卡、主板（包括I/O LINK、數(shù)字主軸、模擬主軸、通信接口、MDI接口等）、顯示控制卡以及相應的控制軟件等組成。

伺服驅動系統(tǒng)由控制單元、測量反饋單元和驅動執(zhí)行單元組成，來自數(shù)控裝置的位置控制移動指令轉變成機床工作部件的運動，使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，從而加工出符合圖樣要求的工件。

根據(jù)華中數(shù)控招股說明書數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)制造人工成本、制造費用占比較低，原材料成本在90%以上。

原材料以液晶屏、主板、功率模塊、伺服電機為主，大部分屬于電子類產品，采購價格呈逐年下降趨勢。

相比數(shù)控機床，數(shù)控系統(tǒng)更具有標準品屬性，一般由數(shù)控系統(tǒng)廠商提供基本模塊清單和價目表，由下游客戶根據(jù)機床功能、實際應用要求進行組合，同一名稱的數(shù)控系統(tǒng)會根據(jù)客戶選擇配置不同有較大價格差異，但整體來看依舊具有較強標準品屬性。
1.4 目前數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展模式包括西門子、哈斯模式和馬扎克模式

目前國際上的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展模式有西門子模式、哈斯模式和馬軋克模式三種：

1）西門子模式：

數(shù)控系統(tǒng)廠專業(yè)生產各種規(guī)格的數(shù)控系統(tǒng)，提供各種標準型的功能模塊，為全世界的主機廠批量配套。

2）哈斯模式：

主機廠獨立開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，并與其自產的數(shù)控機床配套銷售，通常這些企業(yè)創(chuàng)立之初以數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)起步，后來形成數(shù)控系統(tǒng)+機床的布局，哈斯通過一體化的模式實現(xiàn)了機床銷量走向全球前列。國內科德數(shù)控也采用這種模式，從數(shù)控系統(tǒng)起步逐步實現(xiàn)了五軸機床的一體化布局。

3）馬扎克模式：

主機廠在數(shù)控系統(tǒng)廠提供的開發(fā)平臺上，研發(fā)自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)，并與其所生產的數(shù)控機床配套銷售。以如馬扎克、森精機等公司為例，在三菱、發(fā)那科提供的數(shù)控系統(tǒng)平臺上，共同研發(fā)形成馬扎克、森精機的數(shù)控系統(tǒng)品牌。
整體來看，數(shù)控系統(tǒng)由于其相對標準化、投入回報周期長等特性，國內外機床廠大部分以外購為主。

1.5 國內數(shù)控系統(tǒng)市場空間216億元，潛在進口替代空間137億元

數(shù)控系統(tǒng)作為機床核心部件，成本占比在20%左右。

根據(jù)德國機床制造商協(xié)會數(shù)據(jù)，21年中國機床消費金額238.9億美元。

按照數(shù)控系統(tǒng)占機床成本20%，機床毛利率30%，美元兌人民幣匯率6.45計算，2021年中國數(shù)控系統(tǒng)市場空間約為215.77億元人民幣。

考慮國產數(shù)控系統(tǒng)主要配套國產機床，假設國內數(shù)控系統(tǒng)市場空間中低檔、中檔、高檔占比分別為20%、60%、20%，按照對應檔次機床國產化率進行測算，假設21年低檔、中檔、高檔機床國產化率分別為88%、72.5%、12%，對應21年國產數(shù)控系統(tǒng)潛在進口替代空間約為137億元。

1.6 機床國產化加速、景氣度回暖，有望帶動數(shù)控系統(tǒng)需求高增長

德、日企業(yè)統(tǒng)治全球高端市場，中國機床出口以中低端為主，高端機床國產化率較低。機床行業(yè)完全競爭，德國、日本、美國為主要機床大國，海外品牌在技術、規(guī)模、品牌影響力方面均處于領先地位，從出口體量上來看，德、日占據(jù)全球約45%市場。國內機床高端市場主要由海外企業(yè)壟斷，截至2018年中國高端機床國產化率僅為6%。

目前機床產業(yè)供應鏈逐步走向成熟，同時伴隨“自主可控”相關政策催化，機床國產化進程有望加速，帶動國產數(shù)控系統(tǒng)需求提升。

從機床產業(yè)景氣度看，日本出口中國機床訂單增速從22年8月見底回升，23年機床景氣度有望持續(xù)回暖。2021年日本出口中國機床訂單大幅增長77%至3580.4億日元（按照2021年平均匯率計算為210.3億元人民幣）。
從數(shù)據(jù)來看，訂單從今年1月份開始走弱，從8月份開始出現(xiàn)趨勢性反彈，8月到11月已經實現(xiàn)連續(xù)4個月正增長，考慮當前疫情等不利因素影響逐漸減弱，我們認為23年機床景氣度有望持續(xù)回暖。