對(duì)中國(guó)而言,瑞士是機(jī)床的主要進(jìn)口國(guó)和地區(qū)之一。2020年1-11月,中國(guó)從瑞士共進(jìn)口了305臺(tái)數(shù)控機(jī)床,盡管只占全部進(jìn)口數(shù)量的3.94%,但瑞士機(jī)床廣泛應(yīng)用于我國(guó)航空航天、軍工制造等關(guān)鍵領(lǐng)域,與國(guó)家安全息息相關(guān)。
與國(guó)際巨頭相比,我國(guó)機(jī)床行業(yè)起步較晚,在核心技術(shù)方面有著較大差距。以高檔數(shù)控系統(tǒng)為例,國(guó)內(nèi)超九成的高檔數(shù)控系統(tǒng)都需要依賴(lài)進(jìn)口。這種核心技術(shù)的差距直接體現(xiàn)在機(jī)床進(jìn)出口價(jià)格方面。據(jù)悉,2014年至今,我國(guó)進(jìn)口機(jī)床的每臺(tái)均價(jià)在25萬(wàn)美元左右,折合人民幣160萬(wàn)元,而瑞士的機(jī)床產(chǎn)品價(jià)格更高,2020年,瑞士向中國(guó)出口的高端機(jī)床均價(jià)已超過(guò)51萬(wàn)美元,折合人民幣330萬(wàn)元。有人計(jì)算過(guò),如果論斤兩出售機(jī)床,瑞士機(jī)床每公斤的價(jià)格是日本機(jī)床的2.8倍、美國(guó)機(jī)床的3.2倍、是中國(guó)大陸出口機(jī)床的10倍。
除了高額的費(fèi)用,很多瑞士機(jī)床所具有的先進(jìn)技術(shù)和卓越品質(zhì),目前在世界范圍內(nèi)幾乎找不到可以替代的產(chǎn)品。
舉例來(lái)說(shuō),在航空航天領(lǐng)域,人們關(guān)注的是設(shè)備對(duì)于鈦合金、高溫合金的加工能力、機(jī)床的剛性以及加工精度等,瑞士GF阿奇夏米爾機(jī)床公司的一款五軸聯(lián)動(dòng)高性能銑削加工中心,可以只用18個(gè)小時(shí)就完成對(duì)鈦合金葉輪的所有加工,此外,其電火花成形機(jī)床和線切割機(jī)床所特有的專(zhuān)家系統(tǒng)可以?xún)?yōu)化粗加工和精加工的策略,不僅不會(huì)產(chǎn)生加工工件變質(zhì)層,材料或微觀結(jié)構(gòu)也不會(huì)發(fā)生變化,能夠廣泛應(yīng)用于航空樹(shù)形槽的加工,為航空提供安全保證。
瑞士的另一家機(jī)床公司寶美,一直專(zhuān)注于為小型精密復(fù)雜零件的加工提供解決方案。主要用戶(hù)包括沈陽(yáng)黎明發(fā)動(dòng)機(jī)公司,西安飛行自動(dòng)控制研究所,洪都航空工業(yè)集團(tuán),上海航天八院微特電機(jī)等大公司。這些用戶(hù)往往對(duì)加工有及特殊的要求,比如要求一次裝夾。寶美的一款銑車(chē)復(fù)合中心不僅最高可以配備3根電主軸和7根數(shù)控軸,還可以一次裝夾完成復(fù)雜零件的全部工序。
我們來(lái)看一些具體的數(shù)據(jù):在緊湊、高性能方面,它擁有1.1G的加速度;50米/分的進(jìn)給速度;直線電機(jī),1.5秒內(nèi)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到30000轉(zhuǎn)/分;加工主軸從0度擺動(dòng)到90度只需0.35秒;60個(gè)刀位的刀庫(kù),HSK40刀柄。在醫(yī)療器械、齒科、航空航天、汽車(chē)零部件、連接器和首飾業(yè)等部分典型復(fù)雜零件和難加工零件領(lǐng)域具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
可想而知,一旦瑞士機(jī)床真的“斷供”,“卡脖子”危機(jī)箭在弦上。
1/ 瑞士機(jī)床,我們?yōu)槭裁磳W(xué)不會(huì)?
“瑞士機(jī)床”享譽(yù)全球。作為德語(yǔ)系國(guó)家之一,瑞士人沿襲了德語(yǔ)國(guó)家嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的“工匠精神”,對(duì)工藝有著精益求精的執(zhí)著,它的精密制造的奧秘全藏在了產(chǎn)品里。有一些機(jī)床公司的機(jī)器從模具到關(guān)鍵零部件,全部由手工打造,世界上沒(méi)有任何一個(gè)人能夠仿制。這也使得瑞士機(jī)床無(wú)論在經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)期,還是經(jīng)歷歐債危機(jī),永遠(yuǎn)是屹立不倒的隱形冠軍。
瑞士從事機(jī)床生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量并不多,僅有二十幾家,比較知名的品牌有GF阿奇夏米爾、米克朗、瑞士精機(jī)等。但是長(zhǎng)期以來(lái),瑞士機(jī)床出口額始終位居世界前五位,人均機(jī)床出口創(chuàng)匯近30年來(lái)穩(wěn)居世界第一,世界上有150多個(gè)國(guó)家是瑞士機(jī)床產(chǎn)品的長(zhǎng)期用戶(hù)。尤其是精密機(jī)床,更受各國(guó)青睞。就連在知名機(jī)床領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位的德國(guó),也要從瑞士進(jìn)口機(jī)床。數(shù)據(jù)顯示,2018年,德國(guó)從瑞士進(jìn)口了價(jià)值11.62億歐元的機(jī)床設(shè)備,較2017年增長(zhǎng)了13%,而且仍表現(xiàn)出上升趨勢(shì)。
那么,瑞士機(jī)床行業(yè)到底有哪些獨(dú)一無(wú)二的特性,值得全球客戶(hù)信賴(lài)?
1)小而精、專(zhuān)。瑞士機(jī)床公司的規(guī)模通常都不大,員工人數(shù)在100-300人之間;公司的產(chǎn)品型號(hào)不多,每年量產(chǎn)一、二百臺(tái)機(jī)床;售價(jià)在千萬(wàn)到億級(jí)瑞士法郎;基本聚焦在兩三個(gè)特定或細(xì)分行業(yè),因此可以深刻理解客戶(hù)的需求與痛點(diǎn),不斷迭代自己的產(chǎn)品,為客戶(hù)提供高端產(chǎn)品和優(yōu)良服務(wù)。
2)核心技術(shù)。在瑞士,無(wú)論規(guī)模多小的機(jī)床公司,都把針對(duì)行業(yè)特殊需求的核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中,這為公司產(chǎn)品的迭代與創(chuàng)新提供了有力的保障。而且,往往一個(gè)由20-30人組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就能夠掌握從主軸、轉(zhuǎn)臺(tái)、自動(dòng)化系統(tǒng)到機(jī)床等各方面的設(shè)計(jì)與制造。
3)傳承與創(chuàng)新。瑞士的機(jī)床公司既有百年老企業(yè),也有成立三、四十年的“后起之秀”,大部分企業(yè)老板都會(huì)經(jīng)歷至少兩到三代人。無(wú)論是子承父業(yè)還是職業(yè)經(jīng)理人,基本上他們都對(duì)精密裝備充滿(mǎn)了熱情與自豪,都會(huì)秉承高端與精密的理念,不斷迭代產(chǎn)品,既有基于經(jīng)驗(yàn)和工藝的創(chuàng)新(如Tornos),又有基于科學(xué)進(jìn)步的創(chuàng)新(如威立銘)。
4)產(chǎn)業(yè)人才與教育。瑞士產(chǎn)業(yè)最重要的支撐是其教育體系。從10年級(jí)(16歲)起,超過(guò)80%的瑞士學(xué)生選擇進(jìn)入職業(yè)技術(shù)學(xué)校開(kāi)展3-4年的“雙元制” 學(xué)習(xí)。只有20%不到的學(xué)生會(huì)選擇讀大學(xué)。瑞士、德國(guó)和奧地利是雙元制教育落實(shí)得最好的三個(gè)國(guó)家。瑞士培養(yǎng)工程師的大學(xué)共有兩所聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH 和EPFL,具有從學(xué)士到博士學(xué)位授予權(quán)),八所應(yīng)用科技大學(xué)(具有學(xué)士到碩士學(xué)位授予權(quán))。這幾所瑞士大學(xué)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力訓(xùn)練是相當(dāng)扎實(shí)的。
反觀我國(guó)的機(jī)床公司,在戰(zhàn)略層面,往往把規(guī)模和銷(xiāo)售額當(dāng)作主要目標(biāo),希望通過(guò)沖量和低價(jià)策略去占領(lǐng)市場(chǎng),再考慮提升質(zhì)量(“先大后強(qiáng)” 戰(zhàn)略),政府也經(jīng)常通過(guò)金融、項(xiàng)目和土地政策去鼓勵(lì)企業(yè)把規(guī)模搞大。當(dāng)機(jī)床企業(yè)把銷(xiāo)售規(guī)模做大以后,很多便進(jìn)入了來(lái)錢(qián)更快的房地產(chǎn)行業(yè), 不只擠垮了該領(lǐng)域一些有潛力的民企,自己也因?yàn)檫^(guò)度膨脹以失敗破產(chǎn)告終(如沈陽(yáng)機(jī)床和大連機(jī)床)。
在核心技術(shù)研發(fā)上,我國(guó)機(jī)床公司往往只停留在系統(tǒng)集成層面,高端的核心部件大部分依賴(lài)進(jìn)口,機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨同,即使采用最好的功能部件拼湊,也缺失競(jìng)爭(zhēng)力和利潤(rùn)空間。
在傳承與創(chuàng)新上,我國(guó)機(jī)床行業(yè),不光國(guó)企很難迭代,管理者擔(dān)任一任或兩任就調(diào)離或升官,而私企也往往面臨沒(méi)有人接班的問(wèn)題,而且老板大都把自己的小孩送去學(xué)金融管理,覺(jué)得做這一行太辛苦,也無(wú)法獲得較高的社會(huì)地位。
在人才培養(yǎng)上,一線工人大部分是農(nóng)民工,雖然在實(shí)際工作中獲得了一定的實(shí)操經(jīng)驗(yàn),但當(dāng)碰到問(wèn)題時(shí),則缺少追根究底、創(chuàng)造性總結(jié)和提升的能力,只能無(wú)奈地照抄和進(jìn)行山寨。而到裝備企業(yè)工作的大學(xué)生或研究生在校學(xué)習(xí)時(shí)接受的基本是考試式的訓(xùn)練,缺少動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力,愿意從一線工作做起的大學(xué)生或研究生極少。此外,國(guó)企的提拔機(jī)制往往更傾向于學(xué)歷而不是能力,把一些沒(méi)實(shí)操經(jīng)驗(yàn)的人提到管理崗位,所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量便可想而知了。
2/ 78分與95分的差距
2019年,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為3270 億元,占全球比重的31.5%,中國(guó)已成為全球第一大數(shù)控機(jī)床消費(fèi)國(guó)。面對(duì)瑞士機(jī)床即將“斷供”的輿論,有業(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià),當(dāng)前國(guó)內(nèi)機(jī)床水平已經(jīng)足夠軍用,如果瑞士頂尖機(jī)床的水平是95分,那么我們已經(jīng)達(dá)到了78分左右。
但是縱觀美國(guó)對(duì)中國(guó)一系列的打壓政策,從5G到芯片,到光刻機(jī),再到現(xiàn)在的機(jī)床,無(wú)不反映出一個(gè)問(wèn)題,那就是越是高端的工藝技術(shù),中國(guó)科技企業(yè)就越是缺乏。而我們?nèi)粝氪蚱啤翱ú弊印钡南拗疲荒苤皇菑囊粌蓚€(gè)技術(shù)入手,而是需要重塑一個(gè)科學(xué)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系,對(duì)我國(guó)而言也是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
從大學(xué)的基礎(chǔ)研究到最后的產(chǎn)品是一條難以逾越的鴻溝。很多國(guó)家通過(guò)建立技術(shù)創(chuàng)新中心(Technology Innovation Center)試圖來(lái)銜接這條鴻溝。著名的技術(shù)創(chuàng)新中心有德國(guó)的Fraunhofer Institute、比利時(shí)的IMEC(微電子中心)、臺(tái)灣的工研院(ITRI)、日本的AIST、新加坡的ASTAR和香港的應(yīng)科院(ASTRI)等。這些技術(shù)創(chuàng)新中心通過(guò)銜接企業(yè)的需求與大學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù),把原型的技術(shù)成熟度提升到一個(gè)新檔次,讓企業(yè)去完成產(chǎn)品化的最后一公里。
瑞士與制造相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新中心有EMPA和INSPIRE,后者坐落在蘇黎世的瑞士聯(lián)邦理工(ETH)旁。INSPIRE共有員工70多人,每年運(yùn)行經(jīng)費(fèi)1100萬(wàn)瑞士法郎,所涉及六個(gè)研究方向包括材料、制造工藝、3D打印、機(jī)床設(shè)計(jì)、工業(yè)4.0和產(chǎn)品測(cè)試與評(píng)估。與之匹配的大學(xué)研究所有六家:機(jī)床與制造研究所(50多研究人員)、設(shè)計(jì)、材料與制造研究所、動(dòng)力系統(tǒng)與控制研究所、機(jī)器人與智能制造研究所、制造流程研究所。
INSPIRE和ETH在磨削領(lǐng)域的研究有很好的行業(yè)口碑,著名的聯(lián)合磨削技術(shù)公司United Grinding Technology的多家子公司,如STUDER是其重要的企業(yè)合作伙伴。瑞士的核心零部件企業(yè)(傳動(dòng)部件領(lǐng)域的Schneeberger、伺服/直驅(qū)電機(jī)領(lǐng)域的Etel和Maxon等,主軸領(lǐng)域的Fisher,Step-tec和IBAG等,數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的NUM等)、主機(jī)廠(Mikron、GF、United Grinding、Willemin-Macodel、Fehlmann、Tornos、Studer、Starreg等),和瑞士高端制造領(lǐng)域(鐘表、醫(yī)療器械、精密零部件等)的優(yōu)質(zhì)企業(yè)構(gòu)成了瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)生態(tài)的鐵三角。
政府通過(guò)雙元制模式的職業(yè)教育,應(yīng)用科技大學(xué)和研究型大學(xué)三重體系來(lái)培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的各類(lèi)人才,通過(guò)設(shè)立匹配的大學(xué)研究所和產(chǎn)業(yè)研究所(INSPIRE和EMPA)把大學(xué)的原創(chuàng)技術(shù)一步一步推向產(chǎn)業(yè)一線,再通過(guò)設(shè)立InnoSwiss(申請(qǐng)和管理過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,成功率高達(dá) 50% 左右)類(lèi)似的產(chǎn)業(yè)資助項(xiàng)目來(lái)完成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的最后一公里。
我國(guó)在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代,學(xué)蘇聯(lián)建立起的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系(主管部門(mén) -部屬企業(yè) -部屬研究院所 -部屬大學(xué)/職校),改革開(kāi)放后在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下基本解體。但遺憾的是,我們并沒(méi)能繼續(xù)建立起一個(gè)新體系。在此情況下,政府試圖通過(guò)一些專(zhuān)項(xiàng)(比如04專(zhuān)項(xiàng))去推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革的效果極其有限。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)研和梳理,有學(xué)者結(jié)合我國(guó)當(dāng)前實(shí)際,總結(jié)出了一個(gè)機(jī)床企業(yè)成功所必備的10個(gè)基本條件:
1)市場(chǎng)需求尤其是新興市場(chǎng)需求必定是企業(yè)發(fā)展的前提條件。中國(guó)是世界第一大機(jī)床市場(chǎng),還在不斷涌現(xiàn)出新興需求(如手機(jī)和電池制造等)這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的市場(chǎng)環(huán)境。
2)機(jī)床是個(gè)多技術(shù)融合、需長(zhǎng)期積累的行業(yè),對(duì)創(chuàng)始人和產(chǎn)品經(jīng)理都有極高的要求,這也是新工科和雙元制教育的定位和使命。3)企業(yè)只有為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值才能找到自己的生存空間。找準(zhǔn)問(wèn)題,定義好產(chǎn)品,提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)是瑞士機(jī)床企業(yè)的發(fā)展之道。當(dāng)前我國(guó)企業(yè)往往把規(guī)??吹眠^(guò)重,忽視了客戶(hù)的需求。
4)研發(fā)一款好的機(jī)床產(chǎn)品需要一個(gè)學(xué)科交叉、創(chuàng)新能力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)。國(guó)企雖然能吸引一些相對(duì)優(yōu)秀的人才,但其僵化的機(jī)制也制約了團(tuán)隊(duì)的發(fā)揮,民企又很難吸引到好的人才。5)工匠精神是精密機(jī)床制造和裝配的基礎(chǔ)。通過(guò)個(gè)人興趣培養(yǎng)和雙元制教育去塑造企業(yè)文化和工匠精神,是瑞士、德國(guó)和日本的成功之道。而中國(guó)的職業(yè)技術(shù)學(xué)校更看重學(xué)歷,像東莞技師學(xué)院一樣能認(rèn)真落實(shí)雙元制教育的學(xué)校,實(shí)在是鳳毛麟角。
6)用科學(xué)方法去系統(tǒng)分析和解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題至關(guān)重要。我們很多企業(yè)研發(fā)人員碰到問(wèn)題時(shí)一是山寨,二是拿客戶(hù)做白老鼠,這種方式很難有根本性的突破。7)不斷迭代與持久戰(zhàn),對(duì)于做好一款機(jī)床產(chǎn)品是必不可少的。國(guó)企頻繁的干部調(diào)動(dòng)是十八羅漢陷入困境的一個(gè)主因。一個(gè)好的機(jī)床公司,甚至需要兩代人的努力。
8)科學(xué)的管理方法不僅能激發(fā)交叉團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力,更能確保項(xiàng)目的高效率實(shí)施。9)很多機(jī)床公司倒在了規(guī)?;投嘣穆飞?,忘記了小而精是做好機(jī)床企業(yè)的關(guān)鍵。如果能在中國(guó)這么大的市場(chǎng)做精做透,必然會(huì)產(chǎn)生一定的規(guī)模效應(yīng)。10)迭代離不開(kāi)持續(xù)投入。
總體而言,中國(guó)若想把裝備,尤其是機(jī)床產(chǎn)業(yè)搞好,需要在產(chǎn)業(yè)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構(gòu)建這兩個(gè)方面下功夫。從產(chǎn)業(yè)生態(tài)角度講,我們要重點(diǎn)培育自己的C端品牌產(chǎn)業(yè),創(chuàng)造新的高端需求來(lái)引領(lǐng)從芯片、材料、核心部件、裝備到工廠整個(gè)B端產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。
美國(guó)的半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)有今天,則得益于當(dāng)年美國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大需求;日本的機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有今天,也得益于當(dāng)年日本和美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的強(qiáng)大需求;而瑞士的機(jī)床產(chǎn)業(yè)有今天同樣得益于當(dāng)年瑞士和歐洲的鐘表、醫(yī)療科技和精密部件產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大需求??看ず蛧?guó)外品牌很難建立起自己強(qiáng)大的裝備和制造產(chǎn)業(yè)鏈(包括芯片/材料和核心零部件)。
從產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系角度講,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,一是雙元制模式的技師、技工的培養(yǎng),以及新工科教育模式的工程師和創(chuàng)業(yè)者培養(yǎng);二是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)的構(gòu)建。
東莞技師學(xué)院探索了一條中國(guó)產(chǎn)業(yè)特色的雙元制人才培養(yǎng)模式,香港科技大學(xué)和南方科技大學(xué)等高校也在探索新工科模式下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)。德國(guó)的Fraunhofer和瑞士的INSPIRE都為德國(guó)和瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但即使把這類(lèi)研究所成功移植到中國(guó)來(lái),也很難把中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)。因?yàn)槲覀冃枰粋€(gè)更有效、更創(chuàng)新的機(jī)制去把高校、政府、產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)業(yè)者的需求與資源整合起來(lái),建立一個(gè)類(lèi)似于松山湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地的高端裝備產(chǎn)業(yè)孵化平臺(tái)。
總之,推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),還有很長(zhǎng)的路要走。不論是芯片還是高精度機(jī)床,如果部分中國(guó)企業(yè)依然秉承“造不如買(mǎi),買(mǎi)不如租”的思想,那么最終只會(huì)被時(shí)代淘汰,中國(guó)的制造業(yè)也將永遠(yuǎn)受制于人。