瑞士機床“斷供”,中國面臨怎樣的威脅?

時間:2021-07-06

來源:制造界

導(dǎo)語:美國打壓中國的把戲,無時無刻不在上演。早在2021年4月底,就有外媒透露,美國將要求瑞士不準再向中國出口高精度機床。這是繼阻撓荷蘭向中國企業(yè)出售光刻機之后,美國再次使用帝國主義的強權(quán)政治手段,擾亂全球市場經(jīng)濟秩序。

  對中國而言,瑞士是機床的主要進口國和地區(qū)之一。2020年1-11月,中國從瑞士共進口了305臺數(shù)控機床,盡管只占全部進口數(shù)量的3.94%,但瑞士機床廣泛應(yīng)用于我國航空航天、軍工制造等關(guān)鍵領(lǐng)域,與國家安全息息相關(guān)。

數(shù)控機床進口市場格局

  與國際巨頭相比,我國機床行業(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,國內(nèi)超九成的高檔數(shù)控系統(tǒng)都需要依賴進口。這種核心技術(shù)的差距直接體現(xiàn)在機床進出口價格方面。據(jù)悉,2014年至今,我國進口機床的每臺均價在25萬美元左右,折合人民幣160萬元,而瑞士的機床產(chǎn)品價格更高,2020年,瑞士向中國出口的高端機床均價已超過51萬美元,折合人民幣330萬元。有人計算過,如果論斤兩出售機床,瑞士機床每公斤的價格是日本機床的2.8倍、美國機床的3.2倍、是中國大陸出口機床的10倍。

  除了高額的費用,很多瑞士機床所具有的先進技術(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。

  舉例來說,在航空航天領(lǐng)域,人們關(guān)注的是設(shè)備對于鈦合金、高溫合金的加工能力、機床的剛性以及加工精度等,瑞士GF阿奇夏米爾機床公司的一款五軸聯(lián)動高性能銑削加工中心,可以只用18個小時就完成對鈦合金葉輪的所有加工,此外,其電火花成形機床和線切割機床所特有的專家系統(tǒng)可以優(yōu)化粗加工和精加工的策略,不僅不會產(chǎn)生加工工件變質(zhì)層,材料或微觀結(jié)構(gòu)也不會發(fā)生變化,能夠廣泛應(yīng)用于航空樹形槽的加工,為航空提供安全保證。

  瑞士的另一家機床公司寶美,一直專注于為小型精密復(fù)雜零件的加工提供解決方案。主要用戶包括沈陽黎明發(fā)動機公司,西安飛行自動控制研究所,洪都航空工業(yè)集團,上海航天八院微特電機等大公司。這些用戶往往對加工有及特殊的要求,比如要求一次裝夾。寶美的一款銑車復(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/分的進給速度;直線電機,1.5秒內(nèi)主軸轉(zhuǎn)速達到30000轉(zhuǎn)/分;加工主軸從0度擺動到90度只需0.35秒;60個刀位的刀庫,HSK40刀柄。在醫(yī)療器械、齒科、航空航天、汽車零部件、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)域具有絕對的優(yōu)勢。

  可想而知,一旦瑞士機床真的“斷供”,“卡脖子”危機箭在弦上。

  1/ 瑞士機床,我們?yōu)槭裁磳W(xué)不會?

  “瑞士機床”享譽全球。作為德語系國家之一,瑞士人沿襲了德語國家嚴謹認真的“工匠精神”,對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。有一些機床公司的機器從模具到關(guān)鍵零部件,全部由手工打造,世界上沒有任何一個人能夠仿制。這也使得瑞士機床無論在經(jīng)濟危機時期,還是經(jīng)歷歐債危機,永遠是屹立不倒的隱形冠軍。

  瑞士從事機床生產(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、瑞士精機等。但是長期以來,瑞士機床出口額始終位居世界前五位,人均機床出口創(chuàng)匯近30年來穩(wěn)居世界第一,世界上有150多個國家是瑞士機床產(chǎn)品的長期用戶。尤其是精密機床,更受各國青睞。就連在知名機床領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位的德國,也要從瑞士進口機床。數(shù)據(jù)顯示,2018年,德國從瑞士進口了價值11.62億歐元的機床設(shè)備,較2017年增長了13%,而且仍表現(xiàn)出上升趨勢。

  那么,瑞士機床行業(yè)到底有哪些獨一無二的特性,值得全球客戶信賴?

  1)小而精、專。瑞士機床公司的規(guī)模通常都不大,員工人數(shù)在100-300人之間;公司的產(chǎn)品型號不多,每年量產(chǎn)一、二百臺機床;售價在千萬到億級瑞士法郎;基本聚焦在兩三個特定或細分行業(yè),因此可以深刻理解客戶的需求與痛點,不斷迭代自己的產(chǎn)品,為客戶提供高端產(chǎn)品和優(yōu)良服務(wù)。

  2)核心技術(shù)。在瑞士,無論規(guī)模多小的機床公司,都把針對行業(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,往往一個由20-30人組成的研發(fā)團隊就能夠掌握從主軸、轉(zhuǎn)臺、自動化系統(tǒng)到機床等各方面的設(shè)計與制造。

  3)傳承與創(chuàng)新。瑞士的機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)老板都會經(jīng)歷至少兩到三代人。無論是子承父業(yè)還是職業(yè)經(jīng)理人,基本上他們都對精密裝備充滿了熱情與自豪,都會秉承高端與精密的理念,不斷迭代產(chǎn)品,既有基于經(jīng)驗和工藝的創(chuàng)新(如Tornos),又有基于科學(xué)進步的創(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(16歲)起,超過80%的瑞士學(xué)生選擇進入職業(yè)技術(shù)學(xué)校開展3-4年的“雙元制” 學(xué)習(xí)。只有20%不到的學(xué)生會選擇讀大學(xué)。瑞士、德國和奧地利是雙元制教育落實得最好的三個國家。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)對學(xué)生的動手能力訓(xùn)練是相當(dāng)扎實的。

德國和瑞士的雙元制教育

  反觀我國的機床公司,在戰(zhàn)略層面,往往把規(guī)模和銷售額當(dāng)作主要目標,希望通過沖量和低價策略去占領(lǐng)市場,再考慮提升質(zhì)量(“先大后強” 戰(zhàn)略),政府也經(jīng)常通過金融、項目和土地政策去鼓勵企業(yè)把規(guī)模搞大。當(dāng)機床企業(yè)把銷售規(guī)模做大以后,很多便進入了來錢更快的房地產(chǎn)行業(yè), 不只擠垮了該領(lǐng)域一些有潛力的民企,自己也因為過度膨脹以失敗破產(chǎn)告終(如沈陽機床和大連機床)。

  在核心技術(shù)研發(fā)上,我國機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進口,機床結(jié)構(gòu)設(shè)計趨同,即使采用最好的功能部件拼湊,也缺失競爭力和利潤空間。

  在傳承與創(chuàng)新上,我國機床行業(yè),不光國企很難迭代,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有人接班的問題,而且老板大都把自己的小孩送去學(xué)金融管理,覺得做這一行太辛苦,也無法獲得較高的社會地位。

  在人才培養(yǎng)上,一線工人大部分是農(nóng)民工,雖然在實際工作中獲得了一定的實操經(jīng)驗,但當(dāng)碰到問題時,則缺少追根究底、創(chuàng)造性總結(jié)和提升的能力,只能無奈地照抄和進行山寨。而到裝備企業(yè)工作的大學(xué)生或研究生在校學(xué)習(xí)時接受的基本是考試式的訓(xùn)練,缺少動手能力和理論聯(lián)系實際的能力,愿意從一線工作做起的大學(xué)生或研究生極少。此外,國企的提拔機制往往更傾向于學(xué)歷而不是能力,把一些沒實操經(jīng)驗的人提到管理崗位,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,國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為3270 億元,占全球比重的31.5%,中國已成為全球第一大數(shù)控機床消費國。面對瑞士機床即將“斷供”的輿論,有業(yè)內(nèi)人士評價,當(dāng)前國內(nèi)機床水平已經(jīng)足夠軍用,如果瑞士頂尖機床的水平是95分,那么我們已經(jīng)達到了78分左右。

  但是縱觀美國對中國一系列的打壓政策,從5G到芯片,到光刻機,再到現(xiàn)在的機床,無不反映出一個問題,那就是越是高端的工藝技術(shù),中國科技企業(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€技術(shù)入手,而是需要重塑一個科學(xué)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系,對我國而言也是一個極具挑戰(zhàn)性的問題。

  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。很多國家通過建立技術(shù)創(chuàng)新中心(Technology Innovation Center)試圖來銜接這條鴻溝。著名的技術(shù)創(chuàng)新中心有德國的Fraunhofer Institute、比利時的IMEC(微電子中心)、臺灣的工研院(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)成熟度提升到一個新檔次,讓企業(yè)去完成產(chǎn)品化的最后一公里。

技術(shù)成熟度

  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,每年運行經(jīng)費1100萬瑞士法郎,所涉及六個研究方向包括材料、制造工藝、3D打印、機床設(shè)計、工業(yè)4.0和產(chǎn)品測試與評估。與之匹配的大學(xué)研究所有六家:機床與制造研究所(50多研究人員)、設(shè)計、材料與制造研究所、動力系統(tǒng)與控制研究所、機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)(傳動部件領(lǐng)域的Schneeberger、伺服/直驅(qū)電機領(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)成了瑞士機床產(chǎn)業(yè)生態(tài)的鐵三角。

  政府通過雙元制模式的職業(yè)教育,應(yīng)用科技大學(xué)和研究型大學(xué)三重體系來培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的各類人才,通過設(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,再通過設(shè)立InnoSwiss(申請和管理過程相對簡單,成功率高達 50% 左右)類似的產(chǎn)業(yè)資助項目來完成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的最后一公里。

洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院

  我國在計劃經(jīng)濟時代,學(xué)蘇聯(lián)建立起的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系(主管部門 -部屬企業(yè) -部屬研究院所 -部屬大學(xué)/職校),改革開放后在市場經(jīng)濟的大環(huán)境下基本解體。但遺憾的是,我們并沒能繼續(xù)建立起一個新體系。在此情況下,政府試圖通過一些專項(比如04專項)去推動產(chǎn)業(yè)變革的效果極其有限。

  經(jīng)過長期的調(diào)研和梳理,有學(xué)者結(jié)合我國當(dāng)前實際,總結(jié)出了一個機床企業(yè)成功所必備的10個基本條件:

  1)市場需求尤其是新興市場需求必定是企業(yè)發(fā)展的前提條件。中國是世界第一大機床市場,還在不斷涌現(xiàn)出新興需求(如手機和電池制造等)這對企業(yè)來說是一個不錯的市場環(huán)境。

  2)機床是個多技術(shù)融合、需長期積累的行業(yè),對創(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)只有為客戶創(chuàng)造價值才能找到自己的生存空間。找準問題,定義好產(chǎn)品,提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)是瑞士機床企業(yè)的發(fā)展之道。當(dāng)前我國企業(yè)往往把規(guī)??吹眠^重,忽視了客戶的需求。

  4)研發(fā)一款好的機床產(chǎn)品需要一個學(xué)科交叉、創(chuàng)新能力強的團隊。國企雖然能吸引一些相對優(yōu)秀的人才,但其僵化的機制也制約了團隊的發(fā)揮,民企又很難吸引到好的人才。5)工匠精神是精密機床制造和裝配的基礎(chǔ)。通過個人興趣培養(yǎng)和雙元制教育去塑造企業(yè)文化和工匠精神,是瑞士、德國和日本的成功之道。而中國的職業(yè)技術(shù)學(xué)校更看重學(xué)歷,像東莞技師學(xué)院一樣能認真落實雙元制教育的學(xué)校,實在是鳳毛麟角。

  6)用科學(xué)方法去系統(tǒng)分析和解決產(chǎn)品設(shè)計過程中的問題至關(guān)重要。我們很多企業(yè)研發(fā)人員碰到問題時一是山寨,二是拿客戶做白老鼠,這種方式很難有根本性的突破。7)不斷迭代與持久戰(zhàn),對于做好一款機床產(chǎn)品是必不可少的。國企頻繁的干部調(diào)動是十八羅漢陷入困境的一個主因。一個好的機床公司,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)交叉團隊的創(chuàng)新能力,更能確保項目的高效率實施。9)很多機床公司倒在了規(guī)?;投嘣穆飞希浟诵《亲龊脵C床企業(yè)的關(guān)鍵。如果能在中國這么大的市場做精做透,必然會產(chǎn)生一定的規(guī)模效應(yīng)。10)迭代離不開持續(xù)投入。

  總體而言,中國若想把裝備,尤其是機床產(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)建這兩個方面下功夫。從產(chǎn)業(yè)生態(tài)角度講,我們要重點培育自己的C端品牌產(chǎn)業(yè),創(chuàng)造新的高端需求來引領(lǐng)從芯片、材料、核心部件、裝備到工廠整個B端產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。

  美國的半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)有今天,則得益于當(dāng)年美國芯片產(chǎn)業(yè)的強大需求;日本的機床和工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)有今天,也得益于當(dāng)年日本和美國汽車制造業(yè)的強大需求;而瑞士的機床產(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)的強大需求。靠代工和國外品牌很難建立起自己強大的裝備和制造產(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,市場經(jīng)濟環(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)新平臺的構(gòu)建。

  東莞技師學(xué)院探索了一條中國產(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)。德國的Fraunhofer和瑞士的INSPIRE都為德國和瑞士機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。但即使把這類研究所成功移植到中國來,也很難把中國機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來。因為我們需要一個更有效、更創(chuàng)新的機制去把高校、政府、產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)業(yè)者的需求與資源整合起來,建立一個類似于松山湖機器人產(chǎn)業(yè)基地的高端裝備產(chǎn)業(yè)孵化平臺。

  總之,推動中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,還有很長的路要走。不論是芯片還是高精度機床,如果部分中國企業(yè)依然秉承“造不如買,買不如租”的思想,那么最終只會被時代淘汰,中國的制造業(yè)也將永遠受制于人。

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