工业母机，作为制造机器的机器，在当下由于愈加复杂的国际形势而受到了政府的重视。并且叠加本身制造业投资的复苏，二者的共振将成为之后工业母机的投资主线。

 上一篇文章中，蜗牛君主要整理了工业母机的行业投资框架（>>>工业母机研究框架 ），这一篇将聚焦于其数控系统支线。

政府鼓励的是高端数控机床的突破，而要想突破高端数控机床的研发，就必须突破高端数控系统。

 一、产品框架

 1、产品

需要首先明确的是，数控系统本质上是一个软硬件集合体。和我们通常理解的不同，数控系统并非是单一的操作系统——对于一个全闭环的数控系统，它有三个核心部分：控制系统、驱动系统和检测系统。

（1）控制系统包括操作软件和系统硬件（PLC等），是一个具有输入输出功能的专用计算机系统，用于给驱动系统发布指令。

（2）检测系统主要是一些传感器，可以检测机床部件的运动位置和速度，高端数控机床可通过检测系统反馈的信息来修正指令。

（3）驱动系统主要是由伺服电机、主轴电机等构成的伺服系统，根据控制系统和检测系统的信息来执行和修正调节，驱动机床部件按照需要运动。

数控系统的销售一般是三个核心部件打包出售，也可以单独购买其中的控制系统

2、生产过程

生产普遍采用通用生产线，生产工序从前到后依次为配料——压制成型——烧结成型——深加工——涂层——包装等环节，国际一线厂商还会参与废旧刀片回收环节，在控制原材料市场价格的同时实现与客户的深度绑定，其中山特维克在过去十年间回收的硬质合金刀片数量已经占到销售量的40%。

二、分支在整体中的地位、成本

 1、环节地位

数控系统是数控机床的大脑。数控系统是控制机床工作的“大脑”，类似于手机中的操作系统和CPU的作用。从多家公司披露的成本数据来看，数控系统占成本比重为24%~37%，是最核心的零部件

2、环节成本占比

根据机床上市公司招股书披露数据，机床核心零部件成本占比分别为：结构件占35%，控制系统占20%，传动系统占20%，驱动系统占13%，刀库、刀塔及组件占5%、光栅尺占2%。从多家公司披露的成本数据来看，数控系统占成本比重为24%~37%，仅次于结构件，并且比较接近。

 三、产业链

 数控系统上游主要是计算芯片、功率模块、伺服系统等，下游是数控机床制造商，最下游是汽车、航天航空、模具、工程机械等产业。

 1、上游

国内数控机床的计算芯片和功率模块以进口为主。部分伺服驱动和电机市场已经国产化替代，但是产品性能与国外产品还有一些差距。

2、下游

数控机床正快速增长。工业智能化是工业发展的重要方向，各国均在着力推进智能制造发展，我国推出《中国制造2025》，德国提出“工业4.0”等概念。在此背景下，我国的数控机床得以快速发展。根据国家统计局数据，我国2020年数控金属切削机床产量达到19.3万台，占机床总量的43.27%，同比去年增长16.2%！而金属切削机床2020年同比增速仅6%，数控机床增长明显高于机床市场总体。根据头豹研究院数据，预计2024年我国数控机床市场规模可达到1483.8亿元，市场空间广阔。

三、产业格局

目前国内华中数控、大连光洋（科德数控）、广州数控、航天数控、沈阳高精等企业皆进行了数控系统自主研发。

数控系统中最难攻克的高端数控系统。数控机床联动轴数是划分数控机床先进程度的关键指标，五轴联动机床产品属高档数控机床。五轴数控系统开发难度大、研发成本高，国内目前主流的五轴数控系统主要来自德国、日本等国家的厂商，如德国西门子、德国海德汉和日本发那科等。但进口系统多为封闭式，修改和扩展控制软件较为困难。

而目前在高端数控系统方面，目前华中数控有着较高的市场地位，科德数控自主研制的数控系统的功能已能达到西门子840D的95.85%。

四、发展趋势

1、技术趋势

高档数控系统是重要的战略资源。目前各个发达国家严格管控甚至禁止对外销售高档数控系统，或者对高档数控系统的部分功能进行限制。数控系统正向着“高速、高精、复合、智能”发展。

2、国产替代

2009年我国“高档数控机床与基础制造装备”专项实施以来，国产高档数控系统在国产机床中的市占率提升，由不足1%提高到31.9%。国内企业在中高档数控机床的工艺技术和关键共性技术投入上布局广泛，但在前沿技术上较国外有较大差距，且在可靠性、数字化设计及动态误差补偿等技术上还存在空间。