盾構(gòu)及TBM刀具行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預(yù)測

盾構(gòu)及TBM刀具行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預(yù)測全球工程機械發(fā)展歷程：2008年以后中國成為行業(yè)需求最大國家20世紀90年代，日美歐三地市場對工程機械的需求基本上占到了世界總需求的80%。在日本泡沫經(jīng)濟達到頂峰的1990年前后，僅日本就占了世界工程機械需求的40%，而當(dāng)時日本的人口僅占世界的2%。當(dāng)時日美歐對工程需求如此之高的原因在于當(dāng)時日美歐的城鎮(zhèn)化率迅速提升，伴隨城鎮(zhèn)化率的提升，基建和房產(chǎn)旺盛，因而催生對工程機械的需求，到1990年日本城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達到63%，而美、英、德均超過70%。從2000年開始，我國工程機械需求伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化急劇上升，相反日本和北美的需求呈下降趨勢，盡管同時期歐洲的需求正在增長，但與我國和其他新興市場的快速增長相比，增長速度非常緩慢。2008年后，我國首次超過美國成為世界上最大的工程機械需求國家。印度和拉美市場也不容小覷，根據(jù)WUP預(yù)測2030年我國城鎮(zhèn)化率有望超過60%，而印度也有望超過40%，工程機械市場空間巨大。破巖工具行業(yè)的周期性季節(jié)性區(qū)域性特征（一）破巖工具行業(yè)的周期性特征工程破巖工具主要應(yīng)用于城市軌道交通、公路鐵路隧道、城下地下綜合管廊、油氣管道施工、引水過江等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，因此行業(yè)周期性與下游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的周期性密切相關(guān)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有政策驅(qū)動性和投資驅(qū)動性的特征，宏觀經(jīng)濟的波動導(dǎo)致投資周期性及政策的波動性，因此行業(yè)需求與國民經(jīng)濟的景氣度有較大的相關(guān)性。目前，在我國宏觀經(jīng)濟總體平穩(wěn)增長，城市軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模保持較高水平的情況下，對工程機械的需求不斷釋放，工程破巖工具行業(yè)將保持持續(xù)增長態(tài)勢，行業(yè)周期性較小。（二）破巖工具行業(yè)的季節(jié)性特征工程破巖工具行業(yè)無明顯的季節(jié)性特征。行業(yè)的季節(jié)性與下游應(yīng)用行業(yè)特征有關(guān)，工程破巖工具屬于定制化的產(chǎn)品，其尺寸、性能主要根據(jù)工程施工的地層條件及工程裝備機型進行開發(fā)設(shè)計，與地層條件的匹配性要求較高。當(dāng)前城市軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本不受季節(jié)性施工的影響，因此本行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動無明顯的季節(jié)性特征。（三）破巖工具行業(yè)的區(qū)域性特征在我國城市現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展過程中，城市軌道交通、城市地下綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)既與地方經(jīng)濟發(fā)展水平相關(guān)，也與地質(zhì)環(huán)境有著更密切的關(guān)系。一方面，由于城市軌道交通、城市地下綜合管廊施工成本較地面施工明顯增加，因此經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)，如長三角、珠三角、內(nèi)地中心城市為本行業(yè)主要業(yè)務(wù)區(qū)域，這些地區(qū)的破巖工具需求量較大，且比較集中；另一方面，因地下施工受地質(zhì)條件影響明顯，如西南代表性城市貴陽，全城地下均為溶洞、喀斯特地貌，施工難度極大，盾構(gòu)法施工較少；而同為西南中心城市的成都，作為山腳下的平原，土質(zhì)中有許多堆積物，如卵石、碎石等，質(zhì)地非常堅硬，形成了復(fù)合地層，對施工機械、盾構(gòu)刀具破壞性極強，其破巖工具消耗量加大；而如上海這樣河流入?？谔幍某鞘校饕悄嗌吵练e形成的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)難度明顯較低，單個工程破巖工具消耗量較小，但這些城市經(jīng)濟較為發(fā)達，軌道交通和市政建設(shè)量很大，綜合起來工程破巖工具需求量也較大。破巖工具經(jīng)營模式及行業(yè)的競爭情況（一）破巖工具行業(yè)經(jīng)營模式工程破巖工具作為機械破巖整機設(shè)備中必不可少的消耗類核心零部件。對與整機設(shè)備廠商配套的工程破巖工具，需要根據(jù)設(shè)備廠商生產(chǎn)的終端設(shè)備的類別、功能型號進行配套生產(chǎn)；對與施工單位配套的工程破巖工具，需要根據(jù)施工單位使用的設(shè)備類別、功能型號、應(yīng)用場景、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進行定制研發(fā)和生產(chǎn)，這類工程破巖工具具有更高的技術(shù)含量，相對毛利率較高。行業(yè)內(nèi)的企業(yè)通常采取按訂單安排生產(chǎn)的經(jīng)營模式。企業(yè)根據(jù)客戶的訂單采購原材料，安排生產(chǎn)，完成后將產(chǎn)品交付給客戶。（二）破巖工具行業(yè)競爭格局目前國內(nèi)工程破巖工具企業(yè)市場化程度較高，市場競爭激烈。行業(yè)內(nèi)企業(yè)大多針對重點大客戶，開發(fā)市場用量大或符合其產(chǎn)品發(fā)展方向的非標工程破巖工具產(chǎn)品。工程破巖工具行業(yè)產(chǎn)品需求和供應(yīng)均較為分散，難以實現(xiàn)批量生產(chǎn)，產(chǎn)品具有種類多、規(guī)格豐富、非標化等特點，行業(yè)內(nèi)規(guī)模效應(yīng)不顯著。從行業(yè)競爭格局上看，目前國內(nèi)能夠批量提供工程破巖工具的企業(yè)，以武漢恒立工程鉆具股份、洛陽九久科技股份、山東天工巖土工程設(shè)備等民營企業(yè)為主導(dǎo)，還包括中鐵裝備等國企，其中國企性質(zhì)的企業(yè)主要生產(chǎn)制造盾構(gòu)機及TBM、其他非開挖施工設(shè)備，少量生產(chǎn)其配套的盾構(gòu)及TBM刀具。從地域分布上看，以湖北、山東、河南等區(qū)域為主。隨著我國對盾構(gòu)機及TBM研發(fā)制造的大力支持和下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，工程破巖工具的研發(fā)、生產(chǎn)工藝得到深入挖掘，其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、研發(fā)設(shè)計能力不斷提高。在產(chǎn)品特點上，國外產(chǎn)品主要為標準化產(chǎn)品，對我國復(fù)雜多樣的施工地層適應(yīng)性較弱。相比之下，國內(nèi)企業(yè)能夠根據(jù)施工地層提供本土化適應(yīng)性更強的定制化刀具，并且對客戶面臨的技術(shù)、工藝難題及時響應(yīng)，能夠更貼近市場。目前我國工程破巖工具已成功實現(xiàn)了對主流國外進口破巖工具的替代。我國工程破巖工具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀盾構(gòu)及TBM刀具、頂管刀具等是工程破巖工具的重要組成部分，與地下工程建設(shè)及盾構(gòu)機國產(chǎn)化進程息息相關(guān)。（一）盾構(gòu)機與刀具技術(shù)發(fā)展歷程盾構(gòu)工法問世以前隧道施工主要靠開挖法。但就城市隧道施工而言，開挖法存在受地形、地貌、環(huán)境條件的限制；開挖法給城市交通帶來極大不便；開挖產(chǎn)生的地層沉降較大；施工機械的噪聲和振動；施工對環(huán)境構(gòu)成的污染等諸多不利因素。1818年法國的布魯諾首次提出用盾構(gòu)施工法建設(shè)隧道，19世紀末到20世紀中葉盾構(gòu)工法相繼傳入美國、法國、德國、日本、蘇聯(lián)等國，并得以不同程度的發(fā)展，20世紀60-80年代盾構(gòu)工法繼續(xù)發(fā)展完善，成績顯著。近40多年來，通過對土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機的有效密封，確保開挖面的穩(wěn)定、控制地表隆起及塌陷在規(guī)定范圍之內(nèi)，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對一些惡劣地質(zhì)如高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究解決，使盾構(gòu)機有了很快的發(fā)展。我國盾構(gòu)機的研制始于20世紀60年代。盾構(gòu)機國產(chǎn)化的發(fā)展經(jīng)歷了3個歷史時期，概括為黎明期（1953~2002年）、技術(shù)創(chuàng)新期（2003~2008年）和跨越發(fā)展期（2009年~至今）。為滿足國民經(jīng)濟建設(shè)對工程機械重大技術(shù)裝備的需要，誕生了一批高端工程機械和重大技術(shù)裝備，實現(xiàn)了對進口整機裝備的替代、對大量人工作業(yè)的替代、對傳統(tǒng)低效作業(yè)方式的替代、對環(huán)境有不利影響的施工方式的替代，實現(xiàn)了施工新工法和極端施工環(huán)境的技術(shù)突破，滿足了我國重大建設(shè)項目的需求。十三五期間，我國實現(xiàn)了掘進機械整機系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用。通過高壓密封技術(shù)、常壓換刀技術(shù)、冷凍刀盤技術(shù)、泥水輻條刀盤技術(shù)、環(huán)流系統(tǒng)智能控制、高水壓多溶洞地層盾構(gòu)超前探測及加固技術(shù)、驅(qū)動伸縮擺動技術(shù)、可視化施工技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵系統(tǒng)或部件的應(yīng)用，誕生了一批適合各種施工環(huán)境的盾構(gòu)施工技術(shù)與設(shè)備，有效拓展了盾構(gòu)施工領(lǐng)域。此外，我國實現(xiàn)了15米以上超大直徑泥水盾構(gòu)和超小直徑（≤4．5米）盾構(gòu)施工應(yīng)用，各類異形盾構(gòu)機、大直徑硬巖掘進機為各類城市建設(shè)、特殊地質(zhì)條件下重大交通、水利建設(shè)提供了高水平的解決方案。盾構(gòu)機的掘進性能很大程度上取決于刀盤的結(jié)構(gòu)形式、刀具類型及布局方式等，盾構(gòu)機的刀具按切削原理一般分為滾刀和切刀兩類，其中切刀又分為刮刀、齒刀和先行刀等。國內(nèi)刀具技術(shù)的發(fā)展主要分為初始階段、引進消化吸收階段和自主創(chuàng)新階段。初始階段以滾刀研發(fā)為主，其主要特點是直徑小，承載能力低，全部安裝在國產(chǎn)盾構(gòu)上，刀圈材料差異很大，刀具非正常損壞較多。引進消化吸收階段主要特點是國外施工企業(yè)使用國外盾構(gòu)和刀具在我國施工或國內(nèi)企業(yè)引進國外盾構(gòu)及刀具施工；國內(nèi)施工單位、科研院所和刀具制造企業(yè)聯(lián)合對進口刀具進行攻關(guān)。自主創(chuàng)新階段主要特點是國產(chǎn)或與國外聯(lián)合制造的盾構(gòu)大量涌現(xiàn)；盾構(gòu)施工企業(yè)增加，遇到的刀具技術(shù)問題增多；刀具研發(fā)單位迅速增加；國家863計劃、火炬計劃、創(chuàng)新基金等大力支持；刀具制造與應(yīng)用技術(shù)明顯提高，刀具品種增加。（二）我國盾構(gòu)刀具進口替代情況盾構(gòu)刀具具有一大、二多、三復(fù)雜的特點，即尺寸大、刀具多、材質(zhì)多，工作對象復(fù)雜，工作環(huán)境復(fù)雜，受力形式復(fù)雜等特點。在盾構(gòu)刀具制造方面涉及到刀具的設(shè)計、刀具材料制備、刀具集成制造（機械加工、熱處理、焊接、裝配、檢測）、以及刀具性能分析測試等各個領(lǐng)域。為了實現(xiàn)高性能盾構(gòu)刀具的產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)企業(yè)緊跟國外先進技術(shù)，引進了先進的設(shè)計軟件進行刀具的設(shè)計，大大提高了設(shè)計的直觀性和設(shè)計效率；引進了先進的熱處理設(shè)備對零配件進行熱處理，提高了熱處理質(zhì)量的穩(wěn)定性；利用軟件自動生成數(shù)控加工程序，采用先進的數(shù)控專用機床以及加工中心進行刀具零配件的加工自動化生產(chǎn)，大大提高了加工的精度和加工效率；研究了刀具的真空釬焊技術(shù)以及耐磨層堆焊技術(shù)，采用機器人工作站進行自動焊接，大大提高了焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性；建立了完善的刀具生產(chǎn)工藝流程以及刀具零配件質(zhì)量檢測方法和控制技術(shù)，并形成了相應(yīng)的生產(chǎn)工藝規(guī)程和質(zhì)量標準，使得生產(chǎn)管理更規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定；建立了先進的刀具裝配生產(chǎn)線，對刀具的裝配尺寸、啟動扭矩、氣密性等進行嚴密控制，提高了成品刀具的質(zhì)量及質(zhì)量穩(wěn)定性，保證刀具具有良好的使用性能。多年來，我國盾構(gòu)刀具生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)主要依靠跟蹤與仿制，盾構(gòu)刀具新產(chǎn)品設(shè)計能力、刀具的整體制造水平以及刀具應(yīng)用技術(shù)與國外先進企業(yè)相比，還有一些差距。近年來經(jīng)過自主創(chuàng)新，我國突破了盾構(gòu)刀具的一系列的關(guān)鍵制造技術(shù)，達到了國外先進技術(shù)水平。國產(chǎn)化盾構(gòu)刀具成功開發(fā)，打破了國外刀具廠家長期以來對該市場的完全壟斷地位，迫使國外盾構(gòu)刀具廠家大幅降價。目前，國產(chǎn)盾構(gòu)刀具使用性能達到甚至超過國外先進水平的同類刀具，可以為盾構(gòu)刀具用戶提供一站式的全套解決方案，使盾構(gòu)刀具實現(xiàn)了國產(chǎn)化。（三）我國盾構(gòu)行業(yè)的再制造狀況再制造是指將廢舊汽車零部件、工程機械、機床等進行專業(yè)化修復(fù)的批量化生產(chǎn)過程，使再制造產(chǎn)品達到與原有新品相同的質(zhì)量和性能。再制造是循環(huán)經(jīng)濟再利用的高級形式。加快發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的客觀要求。再制造與制造新品相比，可節(jié)能60%、節(jié)材70%、節(jié)約成本50%，幾乎不產(chǎn)生固體廢物，大氣污染物排放量降低80%以上。再制造有利于形成資源－產(chǎn)品－廢舊產(chǎn)品－再制造產(chǎn)品的循環(huán)經(jīng)濟模式，可以充分利用資源，保護生態(tài)環(huán)境，加快發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)是培育新的經(jīng)濟增長點的重要方面。2005年，《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的若干意見》中明確提出支持發(fā)展再制造。2005年，國家第一批循環(huán)經(jīng)濟試點將再制造作為重點領(lǐng)域。2008年，《循環(huán)經(jīng)濟促進法》將再制造納入法律范疇進行規(guī)范。2010年，國家發(fā)改委聯(lián)合11個部委聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于推進再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》宣布，我國將以汽車發(fā)動機、變速箱、發(fā)電機等零部件再制造為重點，把汽車零部件再制造試點范圍擴大到傳動軸、機油泵、水泵等部件；同時，推動工程機械、機床等再制造，大型廢舊輪胎翻新。后續(xù)工信部于2017年發(fā)布了《高端智能再制造行動計劃（2018-2020年）》，發(fā)改委于2021年發(fā)布了《十四五循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的通知》，再一次明確和強調(diào)了再制造工作重點和涉及的行業(yè)，并到提出2020年中國再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到2，000億元的目標。隨著我國軌道交通行業(yè)的飛速發(fā)展，盾構(gòu)機因其施工過程中的安全性、快速性等優(yōu)勢，已成為我國地鐵、引水、道路施工中的主流設(shè)備。根據(jù)中國工程機械工業(yè)協(xié)會掘進機械分會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國盾構(gòu)機保有量已超過3，000臺。隨著盾構(gòu)機掘進里程及使用年限的增加，目前大批盾構(gòu)機設(shè)備已開始邁入老齡化階段。以使用最為普遍的Φ6m級盾構(gòu)機為例，采購單價約4，000萬元，總重500噸左右，一旦棄之不用或報廢將造成極大的資源浪費。盾構(gòu)機再制造技術(shù)，可在充分利用原有設(shè)備部件的情況下，使整機性能達到或超過原型新機的水平，從而可以節(jié)省大量的成本。隨著我國盾構(gòu)機保有量和超期服役數(shù)量的增加，我國盾構(gòu)機再制造市場巨大。2014年，國家工信部發(fā)布了《關(guān)于進一步做好機電產(chǎn)品再制造試點示范工作的通知》，鼓勵開展盾構(gòu)機、燃氣輪機、專用生產(chǎn)設(shè)備等高附加值大型成套設(shè)備及關(guān)鍵零部件再制造，并在2015年發(fā)布了《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于進一步做好機電產(chǎn)品再制造試點示范工作的通知》，明確將盾構(gòu)機列入第二批再制造試點，2017年工信部發(fā)布了《高端智能再制造行動計劃（2018-2020年）》，進一步聚焦盾構(gòu)機關(guān)鍵件再制造，國家發(fā)改委于2021年發(fā)布了《十四五循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的通知》，也明確推動盾構(gòu)機等新興領(lǐng)域再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。盾構(gòu)機屬于復(fù)雜的工程機械，包含的零部件和技術(shù)領(lǐng)域較多，針對盾構(gòu)機多系統(tǒng)集成、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件數(shù)量大、種類多的特點，盾構(gòu)機再制造不是所有的零部件都采用再制造，而是在考慮經(jīng)濟性、技術(shù)和節(jié)能環(huán)保因素后，在實現(xiàn)再制造的同時，降低成本和對環(huán)境的負面影響。根據(jù)因素考察后，盾構(gòu)機再制造主要部件包括刀盤（含刀具、刀具的軸承、密封、刀圈等）、刀盤驅(qū)動系統(tǒng)、盾體、螺旋輸送機、推進鉸鏈系統(tǒng)、液壓及動力系統(tǒng)、電力電氣及控制系統(tǒng)、后配套臺車、后配套輔助系統(tǒng)等。盾構(gòu)刀具是盾構(gòu)機中最容易損耗的零部件之一，其是盾構(gòu)機再制造中的重要一環(huán)，市場空間較大。（四）我國盾構(gòu)刀具行業(yè)存在的問題我國盾構(gòu)刀具經(jīng)過近二十年的發(fā)展，在刀具材料、刀具集成制造等方面獲得重要的技術(shù)突破，實現(xiàn)了刀圈材質(zhì)硬度梯度分布的控制，開發(fā)了19英寸TBM滾刀、超挖滾刀、鑲齒滾刀、等離子堆焊（PTA）滾刀、各種規(guī)格的齒刀及具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的帶壓滾刀。工程破巖工具行業(yè)基本實現(xiàn)了盾構(gòu)刀具的國產(chǎn)化，并形成了一定產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，可滿足市場上各種進口及國產(chǎn)盾構(gòu)機的刀具需求，打破了國外產(chǎn)品的市場壟斷。雖然我國已實現(xiàn)了盾構(gòu)刀具的國產(chǎn)化，但是我國盾構(gòu)刀具整體技術(shù)水平和為客戶提供全面解決方案的能力與國外先進水平相比還存在不足。目前國產(chǎn)盾構(gòu)刀具種類多、品牌多，質(zhì)量參差不齊，性能差異較大，某些關(guān)鍵配件還需進口。國產(chǎn)盾構(gòu)刀具一方面需要加強技術(shù)創(chuàng)新、適應(yīng)性理論與技術(shù)研究、高效破巖刀具技術(shù)研究，開發(fā)適應(yīng)于特殊地質(zhì)條件的刀具，形成完整的、系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)；另一方面要加強行業(yè)的規(guī)范，促進刀具系列化和標準化，形成完整的刀具國家標準，建立完整、科學(xué)的盾構(gòu)刀具性能評價體系和使用指南，力爭實現(xiàn)盾構(gòu)刀具國產(chǎn)化的更大發(fā)展。工程機械行業(yè)趨勢分析《中國工程機械行業(yè)十四五規(guī)劃》提出，到2025年，中國工程機械行業(yè)營業(yè)收入預(yù)計達9000億元顯然已經(jīng)提前完成，未來幾年增速仍有波動。新冠肺炎疫情仍在全球各地蔓延，行業(yè)出口將面臨嚴峻的考驗。電動化、智能化、節(jié)能環(huán)保將成為未來工程機械行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，工程機械行業(yè)也將致力于為碳排放清零做出巨大調(diào)整，未來，將會有更多的綠色環(huán)保的工程機械研發(fā)和生產(chǎn)出來。工程機械產(chǎn)業(yè)鏈工程機械是裝備的重要組成部分。概括地說，凡土石方工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護、流動式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。工程機械主要用于建設(shè)工程、交通運輸，能源工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、等原材料工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、農(nóng)林水利建設(shè)、工業(yè)與民用建筑、城市建設(shè)、環(huán)境保護等。我國工程機械行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢，工程機械產(chǎn)品銷量持續(xù)增加，營業(yè)收入首次突破8000億元。其中2021年中國挖掘機產(chǎn)品銷量342784臺，同比增長4．6%；