要闻:我国机床工具领域转型升级的几个问题

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文/高梁，中信改革和快速发展研究基金会副秘书长 机床是加工制造所有工业设备的基本设备，是装备制造业的核心部门 其中，加工各种精密复杂零件的高级数控机床是领域技术先进、各工业强国竞争的战术高地 目前国内外机床制造业的趋势是:精密(静态精度和加工运动精度、热变形/振动监视和补偿、加工精度达到亚微米级)、高速、复合(安装一张卡完成全工序加工)、智能(融合新闻和机器人技术，加工状态和 欧洲各国提出的工业4.0战术和智能制造等概念逐步突破 随着智能化理念的深入，机床个性化定制和全面处理方案迅速发展 现代机床技术的进步是高新技术产业迅速发展和进步的必要支持 我国的工业规模已经位居世界第一，但还没有甩掉大而不强的帽子。 其中重要的短板之一是装备制造业的技术水平和综合竞争力与西方相比有不少差距 特别是作为“工业母机”的机床工具领域，其技术差异已经成为我国制造业从大方向走向强方向的重要障碍 我国要提高产业链的水平，真正成为制造业强国，就必须尽快转变这一局面 ，中国机床工业的快速发展过程(一)在曲折的快速发展期( 1949—1999年)，中国机床制造业创立于新中国初期，从空白中起步。 “十五”时期，在国家工业部门的统一指导下，成立了被称为“十八罗汉”和“八大金刚”的机床骨干公司(包括18家机床厂、4家工具厂和2家砂轮厂) 在此基础上，各地纷纷建设当地机床厂，形成了相当大的规模，满足了当时国内工业快速发展的需要 还有机床综合研究机构(被称为“七所一院”的大连组合机床所、北京机床所、济南铸造锻造所、成都工具所、郑州研磨剂砂轮所、广州机床所、苏州电气加工所、郑州六院)和37家面向全领域的专业研究所和公司设计部门 六七十年代，为了突破海外技术封锁，处理尖端工业紧急，国家专门成立了领导小组，协调各有关部委，协调全国力量，组织了几次机床技术攻关，形成了大量成果。 包括各型号的高精度机床、重要部件及相关检查设备，缩短了与海外的差距。 改革开放初期，中国数控技术开始，国内机床产品还停留在以前传来的手动操作技术上 为了缩小中外差距，另一方面大力引进技术、合资合作，国家连续几次组织数控技术攻关，取得了一些成果。 但是，由于各种原因，领域的数控产业化进展缓慢 到20世纪末，机床工业产值的数控化率只有20%左右 1985年，原机械下属公司的所有下放场所 90年代初，中国在机床产品行业首先大幅降低进口关税，放开进口限制，之后缓和了外资公司的市场准入 当时国内机床公司国有企业多，不适应市场环境，而且领域集中度低，领域管理功能弱，由于大量进口机床的冲击，引起了我国机床公司的倒闭潮和员工下岗潮 1999年开始的科学技术体制改革，机械部门科学研究院的所有转制都变成了公司，服务全领域共同技术的研究能力受损了 当前领域的技术创新力主要是中坚公司所属的研发机构 (二)高速增长时间( 2001-年) 2001-年，在中国经济高速增长利润的带动下，机床工具领域的产值在10年内为10倍，利润为22倍，年均复合增长率分别为24.8%和33.2% 年，国内金属加工机床产值达到283亿美元(其中金切削机床198亿，成形机床93亿美元)。 金切削机床的产量从2000年的17.7万台增加到去年的88.7万台 我国分别成为机床的第一费用大国( 2003 )和第一制造大国( 2009 )，机床的费用和生产总量分别占世界的约1/3和1/4 产量和诉求扩大，国内数控机床技术普及 到2010年，机床工业产出数控化率和机床支出数控化率都达到80%左右，这是领域的重大成果 其中，国家对数控机床产品实施增值税先行后返还政策( 1999—2008年)发挥了重要意义。 (3)产能过剩期(年至今)以来，随着经济增长放缓和投资低迷，机床市场的诉求明显减少 国内机床的工业生产和销售额逐年减少(，年有微弱的复苏)，很多公司陷入困境 特别是迄今为止的高速增长时间，各种制公司纷纷投资扩大生产，批量型中低端机床的生产能力急剧扩大，公司负债额急剧增加，削弱了风险承受能力 国家统计局的数据显示，上半年，全领域规模以上公司的营业收入比去年同期减少2.3% (协会联系的积分兑美元公司减少33% )，利润减少21% (积分兑美元公司损失面约为40% )。 特别是低端产品行业，产能过剩严重，公司竞价竞争，原材料和人力价格上涨，税负重，融资困难，领域损失面高 从产品结构来看，金切削机床的下降幅度很大，特别是中坚重型机械公司的市场诉求下降到正常年的20%左右 近两年，领域领袖大连机床和沈阳机床相继破产重组 金属成形机床的下降幅度很小，其中几年因汽车和电子市场的牵引而略有上升，从年开始再次下降 二、中国机床领域的快速发展概况和特点(一)快速发展概况目前，民营公司在中国机床工业中已经占有主体地位 国有企业在全领域产值中的比例从2008年的25%下降到现在的10%左右，民营企业的比例从60%增加到近80% 现在，在全领域有规模以上的公司5547家(金切削机床782家，金属成形机床540家) 根据年数据，在规模以上的切金机床公司中，国有和集团、私营、外资公司的主要营业业务收入为18∶69∶11，利润为-12∶97∶13 但是，据领域协会称，近年来外资企业为了应对中国机床市场诉求的升级和高端机床市场的扩大趋势，扩大了在中国的投资规模和数量，目前外资企业在中国机床市场的份额确实远远超过11% (2)领域的快速发展特征1 .供给不适应诉求结构的部分变化在机床市场上低迷，诉求结构的升级特征越来越明显 传统的批量化、通用型产品的诉求降低，小批量、定制型机床产品的诉求提高。 对独立的诉求减少，对自动化工厂的诉求增加。 对通用型单体产品的功能、性能、可靠性提出了更高的要求 为了适应市场的变化，西方国家许多机床公司开始变革，集中于某种类型的机床产品(如磨机)的批量生产，细分市场，比较客户的技术优势和加工性能要求(如汽车动力组件、电子产品等) 我国公司本来的特征是大量制造通用型单机产品，尚未适应市场的诉求变动，相应的供给能力不足 产业转型升级工作迫在眉睫 2、领域竞争结构呈现“高端失守、中端争夺、低端内战”局面机床工具工业的技术水平，大致可分为高中三个阶段 随着我国机床工业水平的提高，本国低级机床及其所配备的数控系统、功能部件，国内公司基本可以处理，占80%以上的市场 这个行业的技术门槛下降了，套件容易购买，大量的民营公司进入了这个行业，其中同质性强的通用型单机类产品大量过剩。 中速数控机床市场是中外机床企业广告的主要环节主要同行竞争对手是中国台湾和韩国的机床公司 国产机床的市场占有率，整机为60%左右，数控系统低于50% (随着技术的成熟，市场占有率有可能逐渐扩大)。 广州数控是国内最大的中低级数控系统的生产厂家 金切削机床的顾客集中在航空航天、轿车发动机和变速器、核能、微机械等高精锐加工行业 高端机床需要具备高可靠性、超精密性加工等多种先进性能，是领域中最有战术意义的部分，但只占所有领域产值的10%~20% 国内高级数控机床市场长期被欧日公司垄断(例如德国grob占中国轿车发动机缸体/气缸盖加工的70%以上的份额)，进口依存度在90%以上。 近年来，由于国家“04特别项目”的实施，国内公司可以提供发电设备和船舶生产所需的高端机床设备 济南二机床生产的精密数控冲压生产线(用于轿车车身加工)已经得到国内轿车制造商(包括合资公司和本国公司)的高度赞同，进入北美市场，是突出的亮点 3 .有些机床公司越来越重视高端技术创新，在市场普遍不景气的情况下，有些机床公司重视高端技术创新，加速转型升级，开始崭露头角。 例如，市国企济南二机床，主要攻击冲压设备和龙门铣床。 济二长期集中于消化吸收和技术创新，贯彻科学管理，在与客户密切交流的基础上进行研发设计，精制产品 现在济二占领了国内轿车整车生产线市场的80%，以其产品优良的性能打败了德国舒勒，获得了北美主流汽车公司的大量订单，进入了世界自动化锻压设备制造商的第一批。 像民营公司大连光洋(及子企业科德科技)一样，从数控系统开始，多年致力于全技术链、产业链的系统创新 目前，整个中高档数控机床、系统和多种功能部件的研发生产能力，与专业的研发团队形成了完整的产销系统，其高端加工中心已经用于航天部门，产品曾经出口到德国 此外还有北京精雕、宁江机床、广州数控、华中数控等公司，这些新兴公司是中国机床工业转型升级的积极力量 他们的共同优势是经营方向正确，多次细分行业深耕，集中于技术开发，重视产品质量好，性能稳定，顾客个性化产品的诉求和服务 他们中出现了中国机床的“龙头”型和“隐性冠军”型中坚公司 三、中国机床领域现存的结构性问题(一)跨国企业强烈竞争，升级本国企业困难的西方机床跨国企业以使中国市场成为战术竞争的场所 近20年来，德国、日韩等100多家制造商在中国投资了工厂( skd )，建立了销售点。 欧洲、日本企业的广告主要是中高级市场，韩国等通用机床与国内主流机型直接竞争 外资企业在中国市场深耕多年，享受各种优惠政策，建立广泛的人脉关系，高薪引起人才。 国内大公司和军需产业公司的中高级机床订单基本上被外资企业垄断了 有实力的跨国公司在国内公司困难的时候想要控股我国的大型骨干公司 大连机床破产后，当地公司只有大连光洋多次 马扎克、index、grob、thk等外商独资公司在大连高新技术产业开发区建设工厂，以高薪招聘原大连机床精干人才 人才流失后，公司很难恢复。 上海、南京、无锡本来就有很好的机床制造基础，现在这些工厂倒闭或勉强维持 近年来，舒勒等德国公司在江苏太仓建厂，合并了当地金方圆、扬锻等公司，对济南二机床造成了巨大威胁。 国内机床公司普遍反映的问题是公司税负重，利润薄(利润厚的高新技术产品市场在外资企业手中)，研发资金紧张，员工待遇低，人才难以稳定 开发高级产品需要克服基础理论的研究和关键技术的瓶颈，感到资金不足 尽管如此，为了领域和自身的长期快速发展，很多公司克服了自己的困难，反复进行技术开发，但自主开发的新产品受到了有特色的同行其他公司的压迫 因此，自主开发只能起到消除进口障碍的“敲门砖”的作用，承担国家任务的公司也很难获得量产机会 自主开发的巨大困难是国内客户已经形成了对外国高级产品的依赖，不想购买本国的机床产品 其理由是工件昂贵，公司必须保证正常运行和利润，不承担责任。 但是，如果本国公司的新技术、新产品得不到采用、验证、改善、定型化的机会，就不能批量生产，也没有价格竞争力，不能谈产业升级 (二)领域结构不平衡国内机床市场显示的“高端失守、中端争夺、低端内战”局面是领域内结构不平衡的外在表现 分散在各省市的公司受市场力量支配，追赶眼前利益的热点 同质化严重，有些长期空白 例如，2006年前后蜜蜂登上重型机械，大量民间资本投资低端机床，年争夺用于加工3c产品的钻机，引起了严重的浪费 另一方面，重要、紧迫但难度高的产品行业(功能部件和部件等)，谁也不问津 我国机床领域的“重主机轻套装、重数量轻质量、重“面子”轻基础”、专业化分工不足、公司“大和全”等问题，由来已久。 30年前，机床领导部门呼吁迅速发展“特精特、小巨人”型公司，但今天也没什么变化 高度专业分工应该是工业市场一个个发展的产物，这需要进一步改善产业生态环境，给予相应的政策支持 机床工业作为“工具”部门，必要的规模有限，一般是多品种、小批量生产，绝对不允许“gdp论英雄” 德国、日本的机床工业附加值也不超过gdp的0.3% 我们许多地方的机床公司被政府“看不到”或促使规模扩大，引起了今天的困境 问题的核心还是要纠正市场机制和政府职能的关系 许多企业无法摆脱自己的实力、观点和周围环境的限制，但地方政府受到工作目标的限制，没有足够的时间考虑某一领域的长期好处 40年来，我国工业领域管理部门经历了多次改革 当前机床领域的问题是领域管理功能的弱化，面对领域高度市场化、分散化的现状，相关工业管理部门缺乏统一和指导，甚至很难出很多部门，齐心协力。 很明显，作为追赶的工业大国，为了推进重要领域的升级，填补重要技术的空白，对于这些有战术意义的重点行业，需要考虑加强领域管理功能的问题 (三)在中外技术差距很大的今天，中国机床的领域在技术水平和发达国家依然有很大的差距，以下从几个层面进行分解 其一，高端数控系统受制于人类 高级型(以及部分中级)数控系统仍然被法那科、西门子产品垄断 进口价格吞没了整机30%~40%的利润 不仅外商垄断高端产品，而且限制对华出口 西门子的数控系统分为出口型和标准型，出口型中限制了大量的功能群，欧盟以外的顾客购买这些功能需要得到德国或欧盟的正式许可 国内少数公司(华中数控、大连光洋等)初步掌握高端数控系统，目前市场占有率小于10% 其产品的性能(高速、高精度、多通道、复合型)、稳定性和寿命等，还很难与日德产品抗衡，第一个问题是暂时没有得到顾客的同意 其二是各种高新技术含量的功能部件和重要部件的基础薄弱 我国伺服驱动单元、主轴单元、测量反馈部件、工具库机器人、NC刀架、滚珠丝杠和导轨、轴承、液气润滑装置等，专业化程度与西方差异大，品种少，质量不稳定，寿命短， 高级功能部件基本上是进口(电主轴，刀具80% )，吞噬了国内机床制造商的大部分利润 数控机床迅速发展成高速、精密、复合加工，对刀具提出了相应的精度、速度、寿命、可靠性等要求 我国刀具的性能质量差异明显 适合客户个性的专用工具品种很少 精密加工所需的工具(包括材料)，国内制造商只能提供10%，每年大量进口，价格高，由客户负担 其三，高速精密加工使用的测量仪器基本上由伊德英公司独占 各种自动化计已经计算机化、数字化，其测量传感器甚至达到纳米级，可以分解被测量对象物，找出加工过程的弱点 没有测量就不能评价精密加工品是否合格，不能进行实时的在线测量和数据解决，不能发现加工中存在的问题，也不能改善生产工艺 其四，国产数控机床精度的一致性和可靠性不高 精度的一致性和可靠性是汽车等大量生产应关注的指标 技术专家说，决定可靠性的因素有技术方面的，也有管理方面的(国内公司一般对技术操作缺乏严格的要求)，公司需要脚踏实地，锻炼内功，掌握核心技术 日本法那科的数控系统和伺服装置对故障率有严格的统计和原因分析 这是“必须通过愚蠢的努力，排除不可靠的因素。 结果将纳入设计、工艺和制造过程，规范将严格执行，并根据客户的反馈得到改善 多次积累国内外反馈，形成了公司自己的数据库，为面向问题的创新提供了基础” 另外，专家表示，中国自己开发的高端机床整体产品，加工功能已经与海外同类产品没有很大差异，但各性能指标(加工速度、精度、稳定性、可靠性、复合多功能、柔软化、智能化、采用寿命等)存在很大差异 (四)领域技术研发系统弱化，公司创新能力不足1 .旧的科研系统消失，新的领域创新系统还没有在90年代末形成，各工业部下院改造成公司，提高科研机构的效率，科研生产两个 改革确实取得了很大的效果，但在某种程度上现有领域的研发系统混乱，医院转换后，以单纯受益为目标，领域的基础性、共性技术研究功能减弱或消失，科技人才流失，研究能力退化 国内关于机床制造的科研力量处于“碎片化”状态 各方面力量也同样缺乏调整，政治走出许多大门，反复投资或长期空白 科研投入、技术储备和试验条件不足 大学相关科研布局缺乏系统性，与公司研发合作的机制不顺畅 产业尖端技术研究水平与西方的差距不仅没有缩小，反而有扩大的倾向 公司的技术革新能力差 很多公司都有政府发行的“科学技术中心、基地、实验室”等品牌，但真正有研发能力的公司很少 许多曾经的主要中型企业的技术开发能力下降 许多中小机床公司研发能力的影响 由于独创的技术积累不足，国内机床公司的技术进步和新产品的研究开发往往停留在国外先进产品的模仿和消化吸收上，许多不为人知的新产品的研究开发设计首先依赖于经验和模仿，理论支持和试验依据不足 许多公司缺乏先进的检查实验手段，制作了原型，但不能通过技术验证完全进行，甚至不知道从哪里着手，没有掌握核心技术 多年来，中国机床工业依靠合资引进合作，追踪模仿的技术进步路线，形成路径依赖，严重削弱了自主研发能力，自主创新的精神也受到了影响 2 .领域科学技术体制的弊端在依然普遍存在的《国家中长时间科学和技术快速发展计划纲要( 2006-)》中，设置了“高级数控机床和基础制造装备”科学技术的重大专业( 04专业)。 该特别项目从2009年开始实施，部署了约600个课题，中央财政资金投入了近100亿元。 主要攻击方向是航空航天、汽车、船舶、电力等行业紧迫的高级数控机床 研发成果包括各类新产品、新技术约3000项，新型机床产品各项指标大幅提高 高级数控系统的国内市场占有率从不到1%提高到5%左右 行业普遍意见认为04专业组织还需要改进，第一，资金配置分散，顶层设计需要改进。 以专业重要的技术和产品为重点，基础和共性技术的研究安排少，缺乏初步成果所需的后续验证的资金和时间(实验室成功和实际生产所需的性能指标大不相同)。 审查方法以通过生产检查为最终标准，无需过度强调论文的公司成为主体承担项目课题，国家科学技术投入形成的新技术难以共享宣传等 更值得注意的是共同技术研究平台的问题 04特别是项目制，具有临时性质 我国机床公司普遍缺乏研发资金，对研发周期的忍耐有限，多数是“打快锤”的主义 少数公司愿意投资战术基础研究也是缺乏雄辩的力度 现代机床是包括多门类多层次技术的综合产品其产品水平由全领域的技术生态决定 机床新产品的开发需要深厚的理论基础，也需要大量的现场试验数据和经验的积累 在我国机床领域的情况下，广泛的中小机床公司对共性技术服务有着非常现实的诉求 台湾地区的经济充分市场化，但台湾工研院为机床工业的进步做出了贡献 德国著名的弗拉霍夫研究所也是面向市场提供公共技术服务的综合科研机构 专业研究院所和中坚大公司研发机构的结合可以支持良性的产学研合作机构 四、迅速发展中国机床产业的几个思考党的第十九届第四中全会决议是“加强国家战术科技力量，健全国家实验室体系，构建社会主义市场经济条件下重要核心技术难关新型举国体制”“以公司为主体，主导市场， 年8月召开的中央财经委员会第5次会议也强调“支持上下游公司加强产业协同和技术合作的难关……必须建立共同技术平台，处理跨领域、行业的重要共同技术问题”。 要发扬公司精神和工匠精神，培养“特精特新”的中小企业” 建立完整的技术创新体系，提高产业基础能力和产业链现代化水平，中央精神指明了振兴机床工业乃至装备制造业整体的方向和路径。 一是加强机床领域快速发展的战术计划和顶层设计 长期以来，西方国家把高级数控机床及其重要附件视为战术物资 “巴统”解散后，90年代西方又成立了“瓦森纳协定”，对向中国销售的高端设备、数控系统、功能部件继续实施一定程度的限制，我国重要公司在美欧日被列入“禁止销售黑名单”。 在越来越多的复杂国际环境中，通过“自由贸易规则”和开放引进实现产业升级是不可能的，现代化是买不起的 高级数控机床及其供应链涉及国家经济和国防安全，必须建立完善、自主、可控的机床工具产业体系，排除进口依赖症 新的形势要求我们认识到新的高度“开放”和“独立自主”的关系。 我们必须多次开放国策，但开放必须建立在独立自主的基点上，开放学习的最终目标是提高自己的能力，开放不能损害主权和根本快速发展的好处 高级数控机床行业的困难表明，“技术差距”和“市场信任”是发达国家产业升级道路上必须克服的两个根本障碍。 在高度开放的市场环境中，如何发挥制度特征，举一个解决关键核心技术难关的新国家构建体制，突破“掐死”技术的短板？ 这需要根据领域的现实情况解决“市场决策作用”和“更好地发挥政府作用”的关系 根据领域的情况，区别对待 在中低端机床行业，本国公司已经有相当的能力，而且机床工业面临多种指控，有多种技术可能性，重视发挥市场作用，需要发挥公司创新主体的作用 产业政策的关注点应该放在高端机床行业，在这个行业中面对跨国公司的特征地位，开放竞争，本国企业各自战斗是无法摆脱被动局面的 因此，一是进行高层计划，进一步加强政府相关机构和领域组织对机床领域的指导和政策协调，指导领域经济运行，在wto框架内对公司实施必要的政策支持(包括免税优惠政策)，各要点环节的技术 二是新技术开发体系的建设 合理配置领域内有限的科技资源，重视人才培养、大学工科生源不足趋势的专业研究开发机构的作用，形成“以公司和专业研究开发机构为主体，产学研结合的新技术研究开发系统”。 从机床基础研究、基础零部件到整体设计，形成系统布局，继续资金支持，重视新技术成果的保护和宣传 三是重视“诉求方”的支持政策 根据经验，对追击型工业来说，国家在市场环节的支持很重要，许多有前途的新产品在“最后一公里”死亡是因为没有机会接受客户的录用验证 “与其给政策，不如给订单”，好的产品是在市场上培育的 多年来我国巨大的装备市场培育了许多跨国企业现在应该大力支持本国的产业 通过政府采购政策(最初的设备应用)，承担国家任务的客户有责任与机床制造公司合作，给他们提高的机会 国家也需要给予相应的补偿和保险政策 也就是说，加强领域领导和组织，加强科技创新，加强市场支持 结合三个方面，尽快落实国家明确的促进机床产业快速发展的政策