机床是加工制作一切工业设备的底子设备,是配备制作业的中心部分。其间加工各种精细复杂零部件的高级数控机床,是职业技能前沿、各工业强国竞相抢夺的战略高地。
当前国内外机床制作业的趋势是:精细(静态精度和加工运动精度、热变形/振动的监测和补偿,加工精度达亚微米级)、高速、复合(一次装卡完成一切工序加工)、智能(交融信息与机器人技能,自行感知剖析加工状况和环境信息并采纳应对措施)、绿色(节能降耗、操控噪声粉尘等)。欧洲国家提出的工业4.0战略及智能制作等概念,已获得阶段性打破。跟着智能化理念的深化,机床正向个性化定制及全面处理方案开展。
现代机床技能的前进是高新技能工业开展前进的必要支撑。我国工业规划已居国际第一位,但还没有甩掉大而不强的帽子,其间一个重要短板,便是配备制作业的技能水平和归纳竞赛力,相比西方有不小距离。尤其是作为“工业母机”的机床东西职业,其技能距离已经成为我国制作业由大向强跨进的要害性妨碍。我国要进步工业链水平,真实成为制作业强国,有必要赶快扭转这一局面。
一、我国机床工业开展历程
(一)弯曲开展期(1949—1999年)
我国的机床制作业奠依据新我国初期,从一片空白中起步。“一五”时期,在国家工业部分的一致领导下树立了声称“十八罗汉”和“八大金刚”的一批机床主干企业(包含18家机床厂、4家东西厂和2家砂轮厂)。在此根底上,各当地陆续建设了本地所属机床厂,构成了适当大的规划,满意了其时国内工业开展的需求。与此一起,还树立了一批部下机床归纳研讨组织(声称“七所一院”的大连组合机床所、北京机床所、济南铸锻所、成都东西所、郑州磨料磨具所、广州机床所、姑苏电加工所,以及郑州六院),以及37家面向全职业的专业研讨所和企业规划部分(“二类所”),构成了完好配套的职业科学研讨和技能研制系统。
六七十年代,为冲破国外技能封闭、处理尖端工业急需,国家专门成立了领导小组,和谐各有关部委,分配全国力气,组织了数次机床技能攻关,构成了一大批效果,包含各型号高精度机床、要害零部件及相关检测仪器,缩短了与国外的距离。
变革敞开初期,我国数控技能起步伊始,国内机床产品还逗留在传统的手动操作技能。为缩短中外距离,一方面大力引进技能、合资协作,一起国家接连组织了数次数控技能攻关,获得了部分效果。但因种种原因,职业数控工业化进展缓慢。至20世纪末,机床工业的产量数控化率仅为20%左右。
1985年,原机械部下企业悉数下放当地。90年代初,我国在机床产品范畴率先大幅度下降进口关税、放开进口约束,随后放宽外资企业商场准入。其时国内机床企业多为国企,还很不习惯商场环境,加之职业会集程度低,职业管理功用削弱,在许多进口机床的冲击下,构成了我国机床企业的关闭潮和从业人员下岗潮。
1999年开端的科技体制变革,机械部下科研院所悉数转制为企业,服务全职业的共性技能的研讨才能被削弱。现有职业技能立异力气首要是主干企业所属的研制组织。
(二)高速添加期(2001—2011年)
2001—2011年,受我国经济高速添加利好拉动,机床东西职业产量在10年间添加了10倍,赢利添加22倍,年均复合添加率别离为24.8%和33.2%。2011年,国内金属加工机床产量达283亿美元(其间金切机床198亿,成形机床93亿)。金切机床产量从2000年的17.7万台增至2011年的88.7万台。我国别离成为机床第一消费大国(2003)和第一制作大国(2009),机床消费量和产出总量别离约占全球的1/3和1/4。
在产量和需求扩张的一起,国内数控机床技能得到普及。至2016年,机床工业的产出数控化率和机床消费数控化率均到达80%左右,这是职业的一项重大效果。其间,国家对数控机床产品实行增值税先征后返方针(1999—2008年)发挥了重要效果。
(三)产能过剩期(2012年至今)
2012年以来,跟着经济增速放缓、出资低迷,机床商场需求量显着削减。国内机床工业出产和出售额逐年递减(2014、2017年有微弱上升),大批企业身陷窘境。特别是此前高速添加期,各种一切制企业纷纷出资扩产,导致批量型的中低端机床产能急剧扩展,企业负债额急剧添加,削弱了抗危险才能。
依据国家统计局数据,2019年上半年,全职业规划以上企业的经营收入同比下降2.3%(协会联络的要点金切企业降33%),赢利降21%(要点金切企业亏损面约40%)。特别在低端产品范畴,产能过剩严峻、企业竞相压价竞赛,原资料和人力本钱上升,税负沉重,融资困难,职业亏损面高居不下。
从产品结构看,金切机床下降幅度较大,特别是主干重型机床企业的商场需求量降至正常年份的20%左右。近两年,作为职业龙头的大连机床和沈阳机床相继破产重组。金属成型机床下降幅度较小,其间几个年份得益于轿车和消费电子商场的拉动有小幅上升,2015年起再度下降。
二、我国机床职业开展概况及特征
(一)开展概况
现在,我国机床工业中,民营企业已占主体位置。国有企业在全职业产量中的比重,从2008年的25%降至现在的10%左右,民营企业占比则从60%增至近80%。
现在,全职业共有规划以上企业5547家(金切机床782家,金属成型机床540家)。据2016年数据,规划以上金切机床企业中,国有和团体、私营、外资企业的主经营务收入为18∶69∶11,赢利为-12∶97∶13。不过据职业协会介绍,近几年外资企业为习惯我国机床商场需求的晋级,以及高端机床商场的扩展趋势,不断加大在华出资的规划和数量,现在外企在华机床商场的比例必定远高于11%。
(二)职业开展特征
1. 供应不习惯需求结构的变化
在机床商场低迷的一起,需求结构晋级特征日益显着。传统的批量化、通用型产品需求下降,小批量、定制型机床产品的需求添加;对单机的需求削减,对自动化成套设备的需求添加;且对通用型单机产品的功用、功用、可靠性提出了更高的要求。
为习惯商场变化,西方国家许多机床企业开端转型,从专心于某类型机床产品(如车铣磨)的批量化出产,转向专心细分商场、针对用户工艺特色和加工功用要求(如轿车动力总成、消费电子产品等)供给成套处理方案。我国企业的原有优势,是大批量制作通用型单机产品,对商场需求变化还不习惯,相应的供应才能缺少。工业转型晋级使命火烧眉毛。
2. 职业竞赛结构呈现“高端失守、中端抢夺、低端内战”局面
机床东西工业的技能水平,可以粗略地分为高中低三个层次。
跟着我国机床工业水平的进步,本国低档机床和与之配套的数控系统、功用部件,国内企业底子可以处理,占有80%以上的商场。这一范畴的技能门槛下降,配套件简单买到,导致许多民营企业进入这一范畴,其间同质性强的通用型单机类产品许多过剩。
中档数控机床商场是中外机床企业首要的比赛场,首要竞赛对手是我国台湾和韩国的机床企业。国产中档机床的商场占有率,整机在60%左右,数控系统缺少50%(跟着技能的成熟,商场占有率可能逐步扩展)。广州数控是国内最大的中低档数控系统出产厂商。
高端金切机床的用户会集在航空航天、轿车发动机和变速箱,以及核能、微型机械等高精尖加工范畴。高端机床需求具有高可靠性、超精细性加工等许多先进功用,是职业中最具战略意义的部分,尽管它只占全职业产量的10%~20%。国内高级数控机床商场长时刻被欧日企业独占(如德国GROB占我国轿车发动机缸体/缸盖加工70%以上比例),进口依靠度在90%以上。
近些年经过国家“04专项”的施行,国内企业已可以供应发电设备和船只出产所需高端机床设备。济南二机床出产的精细数控冲压出产线(用于轿车车体加工)已获得了国内轿车制作厂商(包含合资企业和本国企业)的高度认可,并打入北美商场,是一个杰出的亮点。
3. 部分机床企业日益注重高端技能立异
在商场遍及惨淡的情况下,部分机床企业注重高端技能立异,加速转型晋级,并开端崭露头角,如市属国企济南二机床,主攻冲压设备和龙门铣床。济二长时刻专心消化吸收和技能立异,遵循科学管理,在和用户亲近沟通互动根底上进行研制规划,把产品做精。现济二已占领国内轿车整车冲压线商场的80%,曾以其产品的优越功用打败德国舒勒,赢得北美干流轿车企业的批量订单,进入国际成套自动化锻压设备制作商的第一方阵;再如民营企业大连光洋(及子公司科德科技),从数控系统起步,多年致力于全技能链、工业链的系统立异。现拥有中高端数控机床整机、系统和多种功用部件的研制出产才能,构成了专业研制团队和完善的出产出售系统,其高端加工中心已被航天部分选用,产品曾出口德国。此外还有北京精雕、宁江机床、广州数控、华中数控等企业,这批新兴企业是我国机床工业转型晋级的活跃力气。他们的一起特色是,经营方向正确,坚持长时刻细分范畴深耕,全身心专心技能研制,产品质量好、功用安稳,注重客户个性化的产品需求和服务。可以预见,在他们之中将呈现一批我国机床的“龙头”型和“隐性冠军”型主干企业。
三、我国机床职业现存的结构性问题
(一)跨国公司强势竞赛,本国企业晋级困难
西方机床跨国公司把我国商场作为战略必争之地。近20年来,德日韩等有100多家厂商在我国出资设厂(SKD)和树立出售点。欧洲、日本企业首要在中高端商场,韩国等的通用机床直接与国内干流机型竞赛。外资企业在我国商场深耕多年,享受各种优惠方针,树立了广泛的人脉联系,高薪招引人才。国内大企业和军工企业的中高级机床订单,底子被外企独占。一批有实力的跨国公司,趁国内企业困难之际,图谋控股我国的大型主干企业。如大连机床破产后,本地企业只有大连光洋在坚持。马扎克、INDEX、GROB、THK等外商独资企业扎堆在大连高新区建厂,高薪招聘原大连机床的精干人才。人才流失后,企业要恢复就很困难;上海、南京、无锡本来有很好的机床制作根底,现在这些工厂或关闭,或牵强保持。近些年舒勒等德国企业前往江苏太仓建厂,吞并当地金方圆、扬锻等企业,对济南二机床构成巨大威胁。
国内机床企业遍及反映的问题是:企业税负重、赢利薄(赢利优厚的高技能产品商场在外企手中)、研制资金紧张、员工待遇低、人才安稳难。研制高级产品,需涉及根底理论研讨和霸占重要技能瓶颈,更觉资金缺少。尽管如此,为了职业和本身长远开展考虑,不少企业战胜本身困难,坚持技能研制,但自主研制的新产品饱受优势竞赛对手的镇压。因而,自主研制仅仅起到铲除进口妨碍的“敲门砖”效果,承担国家使命的企业也难以得到量产时机。
自主研制的一大困难,是国内用户已构成对外国高级产品的依靠,不愿意置办本国机床产品。其理由是工件本钱贵重,企业要保证正常运转和效益,担不起职责。可是,如果本国企业的新技能、新产品得不到运用、验证、改善、定型的时机,就无法量产,更谈不上本钱竞赛力,工业晋级就无从谈起。
(二)职业结构失衡
国内机床商场呈现出来的“高端失守、中端抢夺、低端内战”局面,是职业界结构失衡的外在体现。涣散在各省市的企业,受商场力气的支配,追逐眼前盈利热门。有的同质化严峻,有的长时刻空白。如2006年前后一窝蜂上重型机床,许多私人资本出资低端机床,2013年争上用于3C产品加工的钻攻机等,构成严峻糟蹋。而另一方面,重要急需但难度大的产品范畴(如功用部件和零部件),则无人问津。
我国机床职业“重主机轻配套,重数量轻质量,重‘体面’轻根底”,以及专业化分工缺少、企业“大而全”等问题,由来已久。早在30年前,机床领导部分就大声疾呼开展“专精特、小伟人”型企业,但直到今天仍改观不大。高度的专业分工应该是工业商场充沛开展的产物,这需求进一步改善工业生态环境,给予相应的方针支撑。
机床工业作为“东西”部分,所需规划有限,通常是多品种、小批量出产,绝不能“GDP论英豪”。德国、日本的机床工业添加值也不超越GDP的0.3%。咱们许多当地的机床企业不被政府“待见”,或被敦促扩展规划,导致今天的窘境。
问题的症结,还是要摆正商场机制和政府功用的联系。大都企业跳不出本身实力、眼光和周围环境的约束,而当地政府受作业方针所限,无暇顾及某个职业的长远利益。
40年来,我国工业职业管理部分经历了多次变革。现在,机床职业的问题是职业管理功用虚化,面临职业高度商场化、涣散化的现状,有关工业管理部分缺少统筹和辅导,甚至政出多门,难以构成合力。
作为追逐中的工业大国,为推动要害职业的晋级、填补重要技能空白,对这些具有战略意义的要点范畴,显着需求考虑加强职业管理功用的问题。
(三)中外技能距离大
现在,我国机床职业在技能层面与发达国家仍存在较大距离,以下从几个层面来剖析。
其一,高端数控系统受制于人。高级型(及部分中档)数控系统,仍为法那科、西门子产品所独占。进口价格吞噬了整机30%~40%赢利。外商对高端产品不只独占,而且约束对华出口。西门子的数控系统分为出口型和标准型,出口型中对许多功用群加以约束,非欧盟用户采购这些功用,需求获得德国或欧盟的正式答应。国内少量企业(华中数控、大连光洋等)开端把握了高端数控系统,现在商场占有率缺少10%。其产品的功用(高速、高精度、多通道、复合型)、安稳性和寿命等,尚难以和日德产品抗衡,首要问题是暂未获得用户认可。
其二,各类高技能含量的功用部件和要害零部件根底薄弱。我国伺服驱动单元、主轴单元、丈量反应元件、刀库机械手、数控刀架、滚珠丝杠和导轨、轴承、液气润滑装置等,专业化程度和西方距离大,品种少、质量不安稳、寿命短、本钱高、供货期长。高级功用部件底子靠进口(电主轴、刀具80%),吞噬了国内机床厂家的大部分赢利。数控机床向高速、精细、复合加工开展,对刀具提出相应的精度、速度、寿命、可靠性等要求。我国刀具的功用质量距离显着。针对用户个性要求的专用刀具品种很少。精细加工所需刀具(含资料),国内厂家仅能供给10%,每年许多进口,价格贵重,用户不堪重负。
其三,高速精细加工所用丈量仪器,底子为意德英企业独占。各类自动化量仪已经计算机化、数字化,其丈量传感器有的已达纳米级,可对被测目标进行剖析、找出加工进程的薄弱环节。没有丈量就无法判断精细加工件是否合格,无法进行实时在线丈量和数据处理,更找不出加工进程中存在的问题,改善出产工艺也就无从着手。
其四,国产数控机床的精度一致性和可靠性不高是杰出软肋。精度一致性和可靠性是轿车等大批量出产需求注重的目标。技能专家指出,决定可靠性的要素既有技能方面的,也有管理方面的(国内企业遍及在工艺操作上缺少严厉要求),需求企业兢兢业业,苦练内功,把握中心技能。日本法那科的数控系统及伺服装置,对故障率有严厉的统计及原因剖析。这“要靠笨功夫,把一项项不可靠的要素排除去。其效果要归入到规划、工艺、制作进程中,变为规范严厉执行,再依据用户反应进行改善。多次内外反应堆集,构成企业独有的数据库,为问题导向立异供给根底”。
此外,专家反映,我国自行研制的高端机床整机产品,加工功用已和国外同类产品相差不大,但各项功用目标(加工速度、精度、安稳性、可靠性、复合多功用、柔性化、智能化、运用寿命等),还有适当大的距离。
(四)职业技能研制系统弱化,企业立异才能缺少
1. 旧科研系统消失,新的职业立异系统没有构成
90年代末,各工业部下院所改制为企业,其目的是为进步科研单位功率、处理科研出产两张皮问题。变革确实收到了很大成效,但也在必定程度上导致已有的职业研制系统被打乱,院所转企后单纯以赢利为方针,职业根底性、共性技能研讨功用弱化或消失,科技人才流失,研讨才能退化。
国内有关机床制作的科研力气处于“碎片化”状况。各方力气相同缺少统筹,政出多门,或重复出资、或长时刻空白。科研投入、技能储备和实验条件均缺少。高校的相关科研布局缺少系统性,与企业研制协作机制不顺利。工业前沿技能研讨水平与西方之间的距离不只没有缩小,反而呈扩展趋势。
企业技能立异才能差。不少企业挂着政府颁发的“科技中心、基地、实验室”等牌子,但真实具有研制才能的企业并不多。不少曾经的要点主干企业,其技能研制才能甚至有所下降。许多中小机床企业研制才能影响。
由于缺少原创性技能的堆集,国内机床企业的技能前进和新产品研制,多逗留在对国外先进产品的模仿和消化吸收上,往往是知其然不知所以然;新产品的研制规划首要依靠经历和模仿,缺少理论支撑和实验依据,形似神不似。大都企业缺少先进的检测实验手法,致使做得出样机,但无法经过工艺性验证进行完善,甚至不知从何下手,没有把握中心技能。
多年来,我国机床工业走的是依靠合资引进协作、跟踪模仿的技能前进道路,构成路径依靠,以至于自主研制才能严峻削弱,甚至自主立异的精力也受到影响。
2. 职业科技体制坏处仍遍及存在
《国家中长时刻科学和技能开展规划纲要(2006-2020)》中,设置了“高级数控机床与根底制作配备”科技重大专项(04专项)。该专项从2009年开端施行,共组织约600项课题,中央财政资金投入近百亿元。主攻方向是航空航天、轿车、船只、电力等范畴急需的高级数控机床。研制效果包含各类新产品、新技能约3000项,新式机床产品各项目标都有很大进步。高级数控系统的国内商场占有率由缺少1%进步到了5%左右。
业界遍及的定见,认为04专项的组织还需求改善,首要是:资金组织涣散,顶层规划有待改善;专项以要害技能和产品为要点,根底和共性技能研讨组织少;开端效果所需后续验证的资金与时刻不够(实验室的成功和实践出产所需功用目标有很大不同);考核办法应以经过出产查验为终究标准,不必过分着重论文;以企业为主体承接项目课题,国家科技投入构成的新技能难以分享推行等。
更值得注重的是共性技能研讨渠道问题。04专项是项目制,具有临时的性质。我国机床企业遍及研制资金缺少,关于研制周期的忍受有限,大都是“打快锤”拿来主义。少量企业愿意出资战略性根底研讨,也是心有余力缺少。
现代的机床,是包含多门类多层次技能的归纳性产品,其产品水平是由全职业的技能生态所决定。机床新产品的开发,需求深沉的理论根底,也需求许多现场实验数据和经历的堆集。以我国机床职业的情况,广阔中小机床企业对共性技能服务有着十分实际的需求。
台湾地区的经济是充沛商场化的,但台湾工研院对其机床工业前进贡献不小。德国闻名的弗拉霍夫研讨院,也是面向商场、供给公共技能服务的归纳性科研组织。专业研讨院所和主干大企业研制组织的结合,方能支撑良性的产学研协作机制。
四、开展我国机床工业的几点思考
党的十九届四中全会抉择指出,“强化国家战略科技力气,健全国家实验室系统,构建社会主义商场经济条件下要害中心技能攻关新式举国体制”“树立以企业为主体、商场为导向、产学研深度交融的技能立异系统……进步工业根底才能和工业链现代化水平”。2019年8月举行的中央财经委员会第五次会议也着重“支撑上下游企业加强工业协同和技能协作攻关……要树立共性技能渠道,处理跨职业、跨范畴的要害共性技能问题。要发挥企业家精力和工匠精力,培养一批‘专精特新’中小企业”。
树立完善的技能立异系统,进步工业根底才能和工业链现代化水平,中央精力指明晰复兴机床工业甚至整个配备制作业的方向和路径。
一是加强机床职业开展的战略规划与顶层规划。长时刻以来,西方国家一向将高级数控机床及其要害配附件视为战略物资。“巴统”解散后,90年代西方又成立了“瓦森纳协议”,对向我国出售的高端设备、数控系统、功用部件继续实行不同程度的约束,我国一些重要企业都被美欧日列入“禁售黑名单”。
在日益复杂的国际环境中,靠“自由贸易规矩”和敞开引进完成工业晋级绝无可能,现代化是买不来的。高级数控机床及其供应链,关乎国家经济和国防安全,有必要构建完备、自主、可控的机床东西工业系统,摒弃进口依靠症。
新的局势要求咱们在新的高度认识“敞开”和“独当一面”的联系。咱们要坚持敞开国策,但敞开有必要树立在独当一面的基点上,敞开学习的终究目的是进步自己的才能,敞开不能损害主权和底子的开展利益。
从高级数控机床范畴的困难让咱们看到,“技能距离”和“商场信赖”是后进国家工业晋级道路上有必要战胜的两个底子妨碍。处在高度敞开的商场环境中,怎么发挥制度优势,构建要害中心技能攻关的新式举国体制,打破“卡脖子”技能短板?这需求依据职业实践情况,处理好“商场决定效果”和“更好发挥政府效果”的联系。
应针对职业情况,区别对待。在中低端机床范畴,本国企业已具有适当才能;何况机床工业面临多品种需求,有多种技能可能性,需求注重发挥商场效果,发挥企业的立异主体效果。工业方针的注重要点应该放在高端机床范畴,在这一范畴,面临跨国公司优势位置,单靠放开竞赛、靠本国企业各自为战,无法脱节被动局面。
鉴于此,一是需求进行顶层规划,进一步加强政府有关组织和职业组织对机床职业的领导和方针和谐,辅导职业经济运转,在WTO结构内对企业实行必要的方针支撑(包含减免税优惠方针),针对各要点环节的技能短板,组织科技攻关,推动全工业链技能晋级和归纳竞赛力进步。
二是建设新式技能研制系统。合理配备职业界有限的科技资源,注重人才培养、扭转高校工科生源缺少的趋势;注重专业研制组织的效果,构成“以企业和专业研制组织为主体,产学研相结合的新式技能研制系统”。从机床的根底研讨、根底零部件到总体规划,构成系统布局,持续进行资金支撑,注重新技能效果的维护和推行。
三是注重“需求侧”支撑方针。经历证明,关于追逐型的工业,国家在商场环节的支撑至关重要,许多很有远景的新产品在“最后一公里”夭亡,便是由于没有时机得到用户的运用验证。“给方针不如给订单”,好产品是商场培养出来的。多年来我国巨大的配备商场哺育了一大批跨国企业,现在应该大力支撑本国工业。经过政府采购方针(首台套设备使用),承担国家使命的用户单位有职责和机床制作企业一起协作,给他们改善进步的时机。国家也有必要处以相应的补偿或稳妥方针。
总之,加强职业辅导和组织,加强科技立异,加强商场支撑。三方面结合,将国家确认的促进机床工业开展的方针赶快落到实处。