制造和計算,是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。
計算領(lǐng)域的5G、半導(dǎo)體、芯片、光刻機等備受關(guān)注,短短幾年就已經(jīng)從產(chǎn)業(yè)界走入大眾輿論;另一方面,制造領(lǐng)域卻似乎未能吸引到同等的注意力,門前冷落車馬稀。然而,制造業(yè)才是一個國家發(fā)展的根本,即便是人們津津樂道的計算本身,其主要目標(biāo)也是為制造賦能。
制造業(yè)中最基礎(chǔ)的工具是機床,被稱為“工業(yè)母機”。雖然機床行業(yè)貢獻的GDP只占總量0.3%不到,但是其重要性不可以只用經(jīng)濟數(shù)據(jù)衡量,尤其是被稱為“國之重器”的五軸數(shù)控機床,戰(zhàn)略性地位極高。
五軸數(shù)控機床到底有多重要?為什么這么重要的機器,卻慢慢地淡出了市場的視野?
國之重器,曲折發(fā)展
如果只用四個字形容機床的重要性,“東芝事件”堪當(dāng)此任。
1987年轟動全球的“東芝事件”中,日本公司東芝,因違反禁令,向敵國蘇聯(lián)輸送MBP-四臺110S五軸數(shù)控鏜銑床,使蘇聯(lián)潛艇和軍艦螺旋槳的噪聲明顯下降,直接影響了美蘇海上力量對比。因此,日本東芝受到美國制裁,其產(chǎn)品被禁止進入美國,禁令持續(xù)長達三年,損失不可估量。
五軸數(shù)控機床對國家軍事力量的影響力,在“東芝事件“展露無疑。不僅如此,其在航空、航天、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等高端領(lǐng)域也有著舉足輕重的地位。
在民間通用領(lǐng)域,機床作為萬機之母,重要性不言而喻,不僅可以幫助工廠加快生產(chǎn)速度,而且其應(yīng)用幾乎遍布現(xiàn)代工業(yè)的各個分支,下游領(lǐng)域眾多,是大多數(shù)工業(yè)制造起點。
因此,機床工業(yè)一直都是以來都是主要國家和領(lǐng)先企業(yè)重要的戰(zhàn)略布局點。
美國先后提出實施《先進制造伙伴關(guān)系計劃》、《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》等發(fā)展先進制造業(yè)及技術(shù);德國提出了工業(yè)4.0的發(fā)展藍圖,致力于以信息物理系統(tǒng)為核心、智慧工廠為載體,發(fā)展德國工業(yè)4.0,并將其定位為新一輪工業(yè)革命的技術(shù)平臺;日本公布了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍圖,確定10個尖端技術(shù)領(lǐng)域,并以此為依托強化國內(nèi)制造業(yè),這些政策都為其本國機床發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。
中國也不例外,新中國成立沒多久,就對機床工業(yè)戰(zhàn)略部署。
1952年,中央重工業(yè)部,確立了專業(yè)分工思路,為機床發(fā)展搭好架子:共設(shè)立18個機床廠,明確分工;同期,還設(shè)立了8個綜合性研究院所,來支持國家機床發(fā)展;不僅如此,國家仍然認為研發(fā)力量不夠,另配置了37個專業(yè)研究所與企業(yè)設(shè)計部門,形成了機床行業(yè)科研開發(fā)體系的第二道護城墻。
2009年,中國啟動的“04專項”,總計安排相關(guān)課題562項,財政資金投入91.14億元,累計申請發(fā)明專利3956項,立項國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)407項,研發(fā)各類新產(chǎn)品、新技術(shù)2951項,新增產(chǎn)值約706億元。
具體而言,高檔數(shù)控機床水平持續(xù)提升,機床主機平均無故障時間從專項實施前的400至500小時,已普遍提升至1200小時,部分產(chǎn)品達到2000小時以上;高檔數(shù)控系統(tǒng)也打破國外技術(shù)壟斷,關(guān)鍵功能部件實現(xiàn)批量配套,國內(nèi)市場占有率由不足1%提高到了5%左右。
但是,中國卻沒有出現(xiàn)機床標(biāo)桿企業(yè),甚至連千禧年之初,被稱為中國機床四大支柱的沈陽機床、昆明機床、大連機床、秦川機床,現(xiàn)今,沒有一家企業(yè)正常經(jīng)營,不是巨虧,就是破產(chǎn)重組,或者在重組的路上。
星火燎原之勢已成
雖然“04專項”沒有造就出屬于中國的機床標(biāo)桿企業(yè),但是在五軸數(shù)控機床領(lǐng)域,中國還是有所突破的:如濟南二機自行研制的“五軸聯(lián)動定梁雙龍門移動數(shù)控鏜銑床”,適用于對各種葉片、螺旋槳、金屬模具等大型復(fù)雜曲面精密工件的加工; 如大連機床九軸五聯(lián)動車銑復(fù)合中心,專為軍工制造、航空航天而研制。
雖在高端領(lǐng)域取得了不錯的成績,但是和真正獨立廝殺在市場的民企對比,進步相對緩慢。
機床是由多個部件組成的機器,很少有民企能全面發(fā)力。目前,市場上民企大都先突破具體細分領(lǐng)域,再選擇精研細分領(lǐng)域技術(shù),成為該領(lǐng)域?qū)<遥换蛘咭源藶榍腥朦c,進軍整機機床領(lǐng)域。
機床細分領(lǐng)域很多,簡單分為機械部分和數(shù)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)是數(shù)控機床的靈魂,關(guān)系著整機精度。目前,德日的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)地位,其中,日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)在國有機床中占有率最高,同時還有德國西門子、日本三菱等國外品牌也享譽全球。
近年來,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有所突破,如廣州數(shù)控和華中數(shù)控(300161)的數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)不錯,雖然和國外相比,還有一定的差距,但是市場占有率緩慢提升。
機械部分包含眾多,細至一個小小的螺釘,大致整個機床都可以稱為機械部分,其中較為重要的有主軸、刀塔、尾座、直角頭、機床本體、刀具、絲桿、線軌等部件。
主軸技術(shù)現(xiàn)在分為機械主軸和電主軸,雖然國產(chǎn)主軸和德日依舊有差距,但是國內(nèi)部分企業(yè)在主軸上做得相當(dāng)不錯,有一定國產(chǎn)替代作用。
其中海德曼就是一個典型例子,雖然目前還沒有實現(xiàn)五軸數(shù)控機床量產(chǎn),但是2016年至2018年,海德曼營收從2.05億元提升至4.27億元,凈利潤從964萬元提升至5766萬元,成長性顯著。
之所以營收增速巨大,主要是海曼德在主軸技術(shù)、電主軸技術(shù)、伺服刀塔技術(shù)和伺服尾座技術(shù)有所專長,同時堅持自身機器指標(biāo)要比國家各項標(biāo)準(zhǔn)至少都提高50%。竭盡可能把業(yè)務(wù)做精,頗具“工匠精神”。
在直角頭上,國內(nèi)幾乎沒有特別強大的公司,尤其是五軸數(shù)控機床上的核心部件“雙擺角數(shù)控萬能銑頭”,占據(jù)整個機床近半價格,幾乎都源自德國CYTEC、意大利ISA等國外公司。國內(nèi)濟南二機床、北京一機床等雖然也有了自主研發(fā)的機械式產(chǎn)品,但性能、量產(chǎn)等各方面差距明顯。
在機床本體上,國內(nèi)有較多不錯的公司,但是能做精的公司卻不多。
國盛智科以鑄件起家,在細分領(lǐng)域有所突破,實現(xiàn)資本和技術(shù)的累積。之后國盛智科選擇進軍機床整機行業(yè),并且實現(xiàn)國內(nèi)少有的五軸數(shù)控機床商業(yè)化。因此,近年來發(fā)展迅速:2016年至2018年,從4億營收增長至7.4億,在鮮有爆發(fā)增長的裝備制造業(yè)中并不多見。
刀具主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷以及超硬材料四類,一般情況下,硬度更高的材料切削速度更快。在這個細分領(lǐng)域,我國有著世界級的企業(yè)——沃爾德(688028)。
沃爾德主要從事超硬刀具,即超硬材料刀具的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售,其鉆石輪刀更是擁有國際一流水平,甚至在部分指標(biāo)上優(yōu)于國際一流鉆石輪刀,如代表刀刃鋒利度的刃口R值,代表切割均勻性的齒深、齒縫寬、齒寬等。
由于刀具技術(shù)領(lǐng)先,沃爾德的產(chǎn)品遠銷海外,甚至為全球?qū)I(yè)刀具市占率第二的肯納金屬代工刀具。
經(jīng)過多年發(fā)展,中國機床行業(yè)確實取得了長足進展,但是美中不足的是沒有出現(xiàn)標(biāo)桿企業(yè),高端機床國產(chǎn)銷售占比依舊不高。幸運的是,市場經(jīng)濟條件下沖出一批企業(yè)家,堅持著工匠精神,從不同細分領(lǐng)域出發(fā),兢兢業(yè)業(yè)向上攻堅克難,已經(jīng)完成部分中高端機床的國產(chǎn)替代。
也許短期內(nèi),中國機床行業(yè)可能沒有辦法趕超德日,但是機床行業(yè)依舊會是中國政府戰(zhàn)略必爭之地,過去有“04專項”,近有“中國制造2025”,未來也許還會有更多支持。中國機床行業(yè)有望在這種環(huán)境下徐徐成長,最終能獨立生產(chǎn)出媲美德日的頂尖機床,中國也出現(xiàn)一批標(biāo)桿機床企業(yè)參與全球高端機床的競爭。