加工中心

　　工業(yè)母機(jī)這股大風(fēng)是怎么吹起來呢?當(dāng)然是從北京吹起的。2021年8月19日，高層在會議上將工業(yè)母機(jī)位于首位，排序在高端芯片、新材料、新能源汽車之前，體現(xiàn)出其重要地位。工業(yè)母機(jī)就是機(jī)床，也就是生產(chǎn)機(jī)器的機(jī)器。很多人都抱怨我國機(jī)床技術(shù)含量不高，今天就來介紹一下工業(yè)母機(jī)中最靚的仔——數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床，聽上名字就高大上，尤其是高端數(shù)控機(jī)床的水平、品種和生產(chǎn)能力反映了國家的領(lǐng)先技術(shù)水平。目前我國的機(jī)床制造業(yè)處于全世界機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)階段。對于制造業(yè)大國而言，高端數(shù)控機(jī)床已成為兵家必爭之地。簡單來說，數(shù)控機(jī)床就是裝備了數(shù)字化信號控制技術(shù)的機(jī)床，數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的大腦。它較普通機(jī)床具有加工精度高、生產(chǎn)效率強(qiáng)、具有故障診斷能力的優(yōu)點(diǎn)。先別驚訝，還有而高端數(shù)控機(jī)床在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，又集合了高速、精密、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動、網(wǎng)絡(luò)通信等先進(jìn)功能。

　　中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)屬于千億級別的市場。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)預(yù)測， 2020年受疫情影響，數(shù)控機(jī)床市場增速回落，中國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)規(guī)模為2473億元，但2021年數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)規(guī)模將創(chuàng)新高，預(yù)計(jì)將達(dá)3576億元，同比增長44.61%。同時，據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，1-6月，協(xié)會重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)中，金屬切削機(jī)床(數(shù)控機(jī)床一般分為金屬切削機(jī)床和成型機(jī)床)新增訂單同比增長41%;在手訂單增長20.6%;產(chǎn)量增長30.7%;營收增長50.7%;利潤總額15.5億元(去年同期為虧損2.1億元)。

一.我國機(jī)床行業(yè)的悲慘歷史

　　我國機(jī)床行業(yè)起步較晚，新中國成立后確定的18家國有骨干企業(yè)，即所謂的“十八羅漢”，代表了當(dāng)時國內(nèi)機(jī)床發(fā)展的最高水平。經(jīng)過改革開放40多年的研究和探索，中國已經(jīng)完成了從“制造弱國”向“制造大國”的轉(zhuǎn)變，并且在數(shù)控機(jī)床方面已經(jīng)獲得一些成就，但與發(fā)達(dá)國家相比仍處于落后的階段。沈陽機(jī)床廠(000410)曾經(jīng)是國內(nèi)外機(jī)床領(lǐng)域的王者，然而 2019 年 8 月，沈陽機(jī)床廠宣布負(fù)債 800 億并面臨破產(chǎn)重組，2020 年重組后還在繼續(xù)嚴(yán)重虧損。目前，除了濟(jì)南二機(jī)床，中國機(jī)床行業(yè)十八羅漢基本全軍覆沒。

　　國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的玩家一共有三個陣營(如下圖)。其中最高端的第一陣營主要被實(shí)力雄厚的日本、美國、德國等跨國公司壟斷。我國高端數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的基礎(chǔ)薄弱，尚有部分核心技術(shù)還未掌握，已成為嚴(yán)重制約我國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)的卡脖子問題。2019年我國高端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率僅約7%，數(shù)控機(jī)床每年進(jìn)口數(shù)量超過1萬臺，金額已接近30億美元。

二.我們和國外的差距在哪里？

綜合來看，我國高端數(shù)控機(jī)床的差距主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1.行業(yè)集中度較低

　　從行業(yè)特征上來看，機(jī)床企業(yè)整合難度較大。國外高端數(shù)控機(jī)床企業(yè)起步早、發(fā)展快，多以百年老店為主。如德國的德馬吉森精機(jī)、日本的大隈等，行業(yè)已呈現(xiàn)寡頭趨勢。企業(yè)擁有完善的工業(yè)數(shù)據(jù)庫、研發(fā)和產(chǎn)品體系和全球化布局的能力。頭部企業(yè)既能滿足企業(yè)甲、又能滿足企業(yè)乙的需求。反觀國內(nèi)，我國機(jī)床行業(yè)的現(xiàn)狀行業(yè)較為分散、沒有統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)模式，未能形成規(guī)模效應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2019年數(shù)控機(jī)床CR10(排名前十的總和，用來衡量行業(yè)集中度)不到30%。

2.核心技術(shù)水平較低

　　我國高端數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平方面的差距主要體現(xiàn)在四個方面：可靠性水平、復(fù)雜零部件加工水平、檢測技術(shù)水平、智能化水平。其中，機(jī)床可靠性和智能化兩個因素水平最為關(guān)鍵，決定了一臺機(jī)床的價值水平。機(jī)床可靠性主要由靜態(tài)特性、動態(tài)特性、熱力特性三大特性決定。國內(nèi)更注重定位精度等靜態(tài)特性指標(biāo)，忽視對動態(tài)特性和熱力特性帶來的誤差的研究。這帶來的后果是，機(jī)床靜態(tài)性能和動態(tài)性能協(xié)調(diào)性不高，高速加工的同時難以保證高精度;機(jī)床熱誤差控制相關(guān)技術(shù)不成熟，長時間連續(xù)工作情況下，難以保證高精度。關(guān)于智能化，現(xiàn)在高端數(shù)控機(jī)床已經(jīng)開始從數(shù)控自動化向數(shù)字智能化方向發(fā)展，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，芯片融入AI控制技術(shù)已經(jīng)是逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線的技術(shù)了。從 2016 年開始國內(nèi)就陸續(xù)出現(xiàn)黑燈工廠(工業(yè)4.0)項(xiàng)目，但這些技術(shù)主要被國外壟斷的，國外企業(yè)及其注重對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，導(dǎo)致我國與國外的差距越來越大。

3.人才儲備不足

　　機(jī)床行業(yè)是資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，專業(yè)度極高，越是高端的數(shù)控機(jī)床，越是需要能夠熟練掌握機(jī)床調(diào)試的技術(shù)人才。但是類似的人才在我國十分稀缺。培養(yǎng)成熟的機(jī)床技術(shù)工程師至少需要三年的培養(yǎng)周期，導(dǎo)致了我國高端機(jī)床產(chǎn)量的嚴(yán)重不足。無法生產(chǎn)高端機(jī)床就無法培養(yǎng)能夠掌握高端機(jī)床的新技術(shù)人才，導(dǎo)致機(jī)床行業(yè)陷入了惡性循環(huán)。據(jù)公開信息報道，機(jī)床行業(yè)在人才上出現(xiàn)了斷代，所以建立一個有利于機(jī)床工程師進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境很重要。雖然中國的教育基礎(chǔ)很強(qiáng)大，但在技術(shù)人才培養(yǎng)上卻比較輕視。歐美發(fā)達(dá)國家美國、德國等的教育體制重視對工程師的培養(yǎng)，相當(dāng)比例的年輕人會選擇去技術(shù)學(xué)校學(xué)習(xí)。而我國在這方面的重視程度明顯不足，技能類人才培養(yǎng)體制機(jī)制尚不完善。

三.未來如何趕超？

　　滴水成淵，匯流成河，從量變的積累到質(zhì)變的飛躍，仍需要一個長期的過程。展望數(shù)控機(jī)床未來，我國需要加大高端數(shù)控機(jī)床的投入，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，最終搶占行業(yè)的制高點(diǎn)。從機(jī)床的價值鏈(包括研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等)來看：一方面，在機(jī)床研發(fā)方面可以借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，與科研院所、大學(xué)與企業(yè)密切合作，專注于技術(shù)創(chuàng)新，從源頭攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，搶占行業(yè)的制高點(diǎn)，完成技術(shù)的研究與儲備，最后由企業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)床產(chǎn)品化的最后一公里;另一方面，要加快數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域人才培養(yǎng)的相關(guān)政策，加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)，建立人才實(shí)訓(xùn)基地以滿足高素質(zhì)復(fù)合型技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，持續(xù)提升我國高端數(shù)控機(jī)床的制造“本領(lǐng)”。

　　數(shù)控機(jī)床，工業(yè)母機(jī)中的戰(zhàn)斗機(jī)，我國怎能落后？