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機床網(wǎng)
瑞士機床的啟示:中國制造業(yè)大而不強的根本原因在哪里?
2021-09-19 22:19:49

作者/李澤湘
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2019
918日,我與松山湖機器人基地以及固高的幾位同事赴德國參加漢諾威Hannover機床展,并利用之后的一周時間走訪了德國軸承公司Schaeffler集團、瑞士Fehlmann;Tornos;StuderWillemin-Macodel;Reiden等機床公司以及機床主軸公司FisherTDM
在瑞士期間,我與當?shù)仄髽I(yè)和研究所的朋友就瑞士產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系有過比較深入的探討。2008年在位于洛桑的瑞士聯(lián)邦理工學院(EPFL)學術休假期間,我曾拜訪過以電火花加工機床聞名的GF及其下屬Mikron公司(米克朗的五軸加工中心在業(yè)界享有盛譽),還有電機公司 Etel。從瑞士回國后,我結合深圳實際,就瑞士精密制造業(yè)及其創(chuàng)新體系給哈工大深圳研究生院同學做過幾次講座,希望能激發(fā)學生們對精密裝備的興趣。
歷時六天的Hannover機床展EMO共吸引了2200多家參展公司和13萬專業(yè)人士,不愧是機床領域最頂級的國際展會。第一次參加機床展是20多年前的芝加哥IMTS’98(幾乎與EMO齊名,但隨著美國制造業(yè)地位的下降,其影響力也有所減少)。

當時的中國機床市場規(guī)模不大,機床產(chǎn)業(yè)也很弱小,只有幾家提供手動機床和配件的公司在參展,并且只有在三樓或偏避的地方才能找到他們的展位。當時芝加哥機床展也促成了一年后固高科技的誕生。經(jīng)過20多年的發(fā)展,固高已成為中國運動控制領域的領軍企業(yè)之一,其數(shù)控產(chǎn)品部也為3C(手機、電腦和消費電子)產(chǎn)品加工機床提供了有力支撐。
過去20多年,中國制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化,尤其是隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展(產(chǎn)量從2001年的200萬部增長到2017年的2800萬部), 以及之后智能手機制造產(chǎn)業(yè)的興起(產(chǎn)量從2007年的幾百萬部到2018年的15億部,玻璃和框架都需數(shù)控加工), 中國已迅速成長為世界第一大機床市場2015年占全球市場35%,超過第二至第六名的總和)。北京機床展和上海工博會也成為世界主要的機床展會之一。
以中低端產(chǎn)品為主的中國機床產(chǎn)業(yè)也迎來了短暫輝煌。十八羅漢中的三羅漢組建而成的沈陽機床2005年又并入第四羅漢、前身為中央機器廠的昆明機床)甚至2011年以27.83億美元的銷售額問鼎世界第一

但隨著2012年后的機床市場調整,市場需求由低端走向高端,沈陽機床隨即出現(xiàn)虧損,至20197年內虧損超過50集團超300),不得不實施破產(chǎn)。與沈陽機床齊名的大連機床(也是羅漢之一)也因兩年前的200多億巨虧被法院強制破產(chǎn)重組,后被并入中國通用技術集團。而剩下的其它羅漢,包括重型加工領域的武重,齊一、齊二機床廠以及濟南一機南京機床廠也是江河日下。與此同時,民營機床企業(yè)也少有閃光之作。
中國機床產(chǎn)業(yè)的困境也普遍存在于其它裝備領域如半導體設備、激光設備和工業(yè)機器人等以及其它工業(yè)領域(如汽車和芯片)。盡管我們有強大的市場需求,很多時候還是有利于后來者切入的新需求,但我們的產(chǎn)品仍是大而不強或是缺少市場影響力。最直接的反應就是我們的企業(yè)和品牌在重要的國際展會如EMO(機床),CESLas Vegas舉行的國際消費電子展),IREX(日本舉行的國際機器人展),Semicon West(舊金山舉行的半導體技術展)等進入中央舞臺位置的極少(華為、大疆等仍是個案)。
有人說需要時間,有人說投入不足,也有人說是機制問題,這些說法都有一定的道理。但這是最關鍵的因素嗎?兩年前,我曾花了很長時間去拜訪了解國內機床產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈,包括國內的沈陽、大連、昆明、秦川、海天、三一上海等,以及國外機床公司在中國的工廠——如寧夏小巨人、大連Grob、MazakTHK,長三角的 EMAG、HellerChiron、MikronMakino,昆明道斯和廈門Sodick。后續(xù)我又去了日本的Makino、三洋、Fanuc、安川(多次)、川崎、平田等, 以及德國德瑪吉、Roders、 Kessler、 Hermle,荷蘭Cellro,捷克道斯和MAS等不斷請教,不斷與同事討論和思考。

從中似乎找出了答案但又很不確定。離開大連機床工廠進入一街之隔的Mazak、 GrobTHK,給我留下了非常深刻的對比。一邊冷冷清清,一邊熱火朝天,從街那邊聘入到街這邊的工人精神面貌也都不一樣,感覺有如從國統(tǒng)區(qū)進入解放區(qū)一樣,但可惜顛倒過來了。
過去二十年,固高支持了中國過千家的裝備和系統(tǒng)集成公司,我自己也參與了比銳(半導體封裝設備)和李群(工業(yè)機器人)兩家裝備公司的創(chuàng)辦,同時松山湖機器人基地也投資和孵化了數(shù)個裝備項目。雖然一些公司也取得了一些成績,但總體來說與中國這極大的市場需求相比,與世界第二大經(jīng)濟體的身份相比還遠遠不夠。
2019
8月,我還曾帶幾位同事去以色列調研其科創(chuàng)體系,走訪了以色列多家大學、孵化器和初創(chuàng)公司,實在欽佩,以色列可以在如此艱難的環(huán)境與條件下取得如此傲人的成就。1948年才建國的以色列,本土市場極小(870萬人口),國土面積不大(僅為廣東的1/6)且大部分為沙漠,即使經(jīng)歷了連續(xù)不斷的對外戰(zhàn)爭與內部紛爭(30多個黨派),其2018人均GDP4.3萬美金)超過日本3.9萬美金)。當我們走進一個處于荒漠山頭的工業(yè)區(qū)中一個以醫(yī)療和農業(yè)科技為主的孵化器時,心里直打鼓——在這樣的地方如何搞高科技?

進去后通過與創(chuàng)始人和幾個初創(chuàng)公司的交流,并了解該孵化器的業(yè)績后,我們的印象完全改觀:這是一個世界一流的孵化器!臨走時,當我們談到深圳的一家醫(yī)療器械公司(深圳的明星科技公司之一),我詢問他如何評價?他說,在中國有這么大的市場需求、這么多的政府資源這么好的產(chǎn)業(yè)配套,一家醫(yī)療器械公司如果少于100億美元年收入不能算是成功(查詢得知這家公司2018年收入少于15億美元,還有很大增長空間)。
制約中國機床、裝備和工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最關鍵因素到底是什么?這次瑞士之行我希望通過對瑞士機床公司的幾個案例分析,以及對瑞士精密制造業(yè)和科技創(chuàng)新體系(根據(jù)世界知識產(chǎn)權組織WIPO的排名,瑞士創(chuàng)新能力位居世界之首)的調研,來尋找有說服力的答案。
希望本文能喚醒大家對國家新近開展的新工科教育有更深刻的認識。不要簡單淪落為又一個學科排名項目。它關系到國家產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才體系建設以及國家經(jīng)濟發(fā)展能否在新時代再上一個臺階,同時,它對大灣區(qū)國際科創(chuàng)中心建設也有決定性的影響。致謝這次活動拜訪的多位瑞士企業(yè)朋友,也致謝參加這次活動的同事,大家一道頻繁的討論與爭論讓我們對產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新有了更深刻的認識和理解。

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瑞士機床產(chǎn)業(yè)和精密制造
瑞士聯(lián)邦成立于1291年,國土面積4.1萬平米(不到廣東的1/4),人口850,人均GDP達到8.2萬美元。其中工業(yè)占GDP25.6%,主要產(chǎn)業(yè)包括機械、化工、鐘表、精密儀器、制藥等。

談到瑞士機床產(chǎn)業(yè),不得不先聊聊瑞士的鐘表產(chǎn)業(yè)。計時是人類最古老的活動之一,直到1530年德國紐倫堡才造出可攜帶的鐘表,但由于價高量少,產(chǎn)品只局限于皇家和貴族內部使用。法國和荷蘭緊接著成為主要的鐘表制造國,同時法國的宗教紛爭使得一些能工巧匠流落到瑞士的日內瓦。當?shù)氐淖诮谈母锊蝗菰S佩戴首飾,日內瓦的工匠們就通過奇思妙想將鐘表和裝飾結合起來一起制造。17世紀末,瑞士開始享有高端鐘表制造聲譽。

由于工業(yè)革命的興起以及鐘表設計和制造技術的創(chuàng)新,無論是鐘表的精度還是質量,英國仍然主導了18世紀的世界鐘表業(yè)。與此同時,瑞士的鐘表制造也從日內瓦延伸到整個Jura山脈(瑞士處于阿爾卑斯山與Jura山脈之間)的各個山村。制表匠Daniel Jeanrichard通過推廣標準化和分工協(xié)作(有如東莞大嶺山或虎門鎮(zhèn)的特色產(chǎn)業(yè)鎮(zhèn))極大地提升了鐘表質量和產(chǎn)量。這段時期誕生的鐘表品牌有Patek Philippe百達翡麗1770)和Breguet寶璣1795),價格非常昂貴。1760年,法國通過發(fā)明Lepine calibre(機芯)來生產(chǎn)更小更細的懷表,重新從英國人手中奪得鐘表制造主導權。通過將法國人的發(fā)明與瑞士靈活的鄉(xiāng)鎮(zhèn)配套生產(chǎn)結合起來,瑞士鐘表業(yè)很快趕超英法瑞士躍升歐洲主要的鐘表生產(chǎn)基地。

19世紀,通過引進美國的流水線生產(chǎn)技術和發(fā)明專用生產(chǎn)設備,瑞士鐘表生產(chǎn)機械化水平進一步提升,產(chǎn)量和質量更上一層樓。這段時間誕生的品牌包括Tissot1853), Omega1848)和IWC1868)等,瑞士也終于發(fā)展成為世界高端鐘表制造之都。就像瑞士航空的廣告詞一樣,“Like shopping for a Swiss watch,Hard to make a mistake (就像購買瑞士手表一樣,很難犯錯?。H鹗跨姳懋a(chǎn)業(yè)在隨后的發(fā)展中還經(jīng)歷了上世紀80年代日本電子手表企業(yè)和近期蘋果智能手表的激烈競爭和挑戰(zhàn),但都成功挺了過來。

2018年,瑞士生產(chǎn)了兩千三百多萬只手表,出口產(chǎn)值共計216億美金,每只手表銷售均價達859美元。與之相比,中國生產(chǎn)了6億多支手表,出口產(chǎn)值48億美金,每只手表銷售均價僅為3美元。處于瑞士鐘表制造區(qū)的Solothurn把精密制造與骨科植入融合起來,拓展了一個新的產(chǎn)業(yè)。強生公司通過收購,在Solothurn建立了骨科產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)基地,2018年該公司在當?shù)氐漠a(chǎn)值就達20多億美金。瑞士的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)Medtech sector2018有接近2000家公司,六萬多就業(yè)人口和158億美金的銷售收入,成為歐洲最主要的醫(yī)療科技創(chuàng)新中心。

支撐瑞士鐘表和其它精密制造行業(yè)的核心是瑞士機床產(chǎn)業(yè)。瑞士從事機床生產(chǎn)的企業(yè)不多,大約二十多家,2018年產(chǎn)值約29.7億歐元,全球占比3.4%。大多數(shù)機床相關企業(yè)都會成為瑞士裝備和金屬加工協(xié)會成員SwissMEM。該協(xié)會成員公司就業(yè)人口大約30萬(整個行業(yè)50萬,占瑞士從業(yè)人口10%),年產(chǎn)值900億美元。我們從這次拜訪的公司中選出3家做個簡單介紹,可以讓大家對瑞士產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系有一個基本的了解。

Fehlmann公司1930年由Willi Fehlmann創(chuàng)立,坐落于Aargau省一個只有五千多人口的村莊Seon),是個典型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)民營企業(yè),早期產(chǎn)品以手動鉆床為主。1954年,小Wili Fehlmann完成HTL學位并進入管理層。他在學生時代就開發(fā)了一種安裝坐標工作臺的臺式鉆銑床。1975 年,公司推出瑞士第一臺數(shù)控機床PICOMAX 50 NC。1994年,公司推出采用電主軸的五軸加工中心。2006Wili Fehlmann把公司管理交給第三代接班人Frank Fehlmann。2011年,公司在蘇州建立銷售和展示中心。公司產(chǎn)品以鉆銑功能的立式和門式加工中心為主,產(chǎn)品品種少而精,充分考慮了行業(yè)和用戶需求,關鍵零部件(主軸、自動化控制系統(tǒng)等自行設計和裝配以保證持續(xù)的技術迭代,充足的備品備件以保證最好的售后服務以及最短的交貨期,家庭內部良好的傳承機制(第三代)以保證長期戰(zhàn)略的一致性,相對保守的理念避免公司的大起大落。公司大約200員工,研發(fā)人員20余人。公司除了為20名左右的技校學生提供實習機會外,還積極參與技校實驗設施和課程的建設。2018年公司銷售額約為8000萬歐元,人均產(chǎn)值40萬歐元。產(chǎn)品的連續(xù)性從圖1的公司發(fā)展歷程可以看得出來,九十年的專注才鑄造了公司今天的行業(yè)地位。



威力銘-馬科黛爾公司Willemin-Macodel SA 位于瑞士Delemont市,是一家成立于1974,早期定位鐘表行業(yè)加工設備的小公司。經(jīng)過40多年的發(fā)展,公司員工由早期的3發(fā)展到目前的300多人(瑞士200人左右),且在俄羅斯、中國、美國、印度和歐洲多個國家設有銷售中心。其主打產(chǎn)品包括精密五軸加工中心、車/銑復合加工中心和并連機床。行業(yè)應用以鐘表、醫(yī)療、航空/航天、珠寶、模具和微型精密零部件加工為主。五軸加工中心采用礦物鑄鐵(人造花崗石),自己的主軸、2個微米的重復定位精度。公司研發(fā)人員接近30人,大部分招聘于瑞士的兩家理工學院(ETH EPFL)。2018共生產(chǎn)機床160多臺,產(chǎn)值九千萬歐元,70% -80%的產(chǎn)品都是個性化定制,給客戶提供的產(chǎn)品越來越多配置單機自動化和智能生產(chǎn)解決方案。公司的技術總監(jiān)畢業(yè)于EPFL,與EPFL有很好的合作關系。利用瑞士InnoSwiss項目資助(政府與企業(yè)各一半),公司與EPFL合作,成功把源于EPFL的并聯(lián)機器人技術應用在機床領域,推出了面向精密表芯加工701S加工中心(圖 3)。8RPM的主軸,小于2個微米的軌跡精度,一次性裝夾和良好的剛度,使得701S成為世界高端表芯加工的首選加工設備。

Tornos公司位于Delemont附近的Moutier鎮(zhèn)。早在1880年,縱切自動車床就已在Moutier出現(xiàn)。1914年,Tornos公司成立。1971年,Tornos與自己的長期競爭對手Petermann合并,1981年與另一家競爭對手Bechler公司合并,創(chuàng)建Tornos-Bechler公司。1996年,公司推出熱銷產(chǎn)品Deco10機床。2001年,Tornos-Bechler改名為Tornos,并且在在瑞士交易所上市(公司成立87年后才上市)。作為瑞士第二大機床廠,公司人員也只有700多人。2018年公司銷售額為2億瑞士法郎。Tornos專注于精密小零件,微型零件的加工。2017年公司推出的Swiss Deco產(chǎn)品采用了自己的陶瓷主軸(首創(chuàng)的雙主軸方案),使得加工效率和質量得到大步提升。Tornos2014年設立中國分公司,至今不少三線企業(yè)還有Tornos公司的產(chǎn)品。
瑞士機床銷售電話:135 2207 9385


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瑞德機床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
通過了解和分析瑞士機床公司的情況,我總結瑞士機床公司具有以下幾個方面的畫像:

1小而精、專。瑞士機床公司規(guī)模通常都不大,一到三百人而已。公司的產(chǎn)品型號不多,每年產(chǎn)一、二百臺機床,千萬到億級瑞士法郎銷售,基本聚焦在兩三個特定或細分行業(yè)。公司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。反觀我國的機床公司,往往把規(guī)模和銷售額當作主要目標,希望通過沖量和低價策略去占領市場,再考慮提升質量(這叫 “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。有句笑話是一家只能產(chǎn)一千臺機床的公司,市長去了后把發(fā)展計劃提到了五千臺,省長去了后變成了一萬臺,更高的首長去了后變成了十萬臺。最后企業(yè)跨行業(yè)發(fā)展(把銷售規(guī)模做大,但很多進入來錢更快的房地產(chǎn)行業(yè)), 不只擠垮了該領域一些有潛力的民企,自己也因為過度膨脹,欠了一屁股債,很快就沒法運作,以失敗破產(chǎn)告終(沈陽和大連機床即是如此)。實踐證明,這種“先大后強”的戰(zhàn)略是行不通的,但很多企業(yè)至今沒認識到這個道理,亦或者是在實際操作中很難拒絕誘惑,尤其是政府的誘惑(哪怕是出于好心)。

2核心技術。瑞士機床公司,無論規(guī)模多小,都把核心技術,尤其是針對行業(yè)特殊需求的核心技術掌握在自己手中。這為公司產(chǎn)品的迭代與創(chuàng)新提供了有力的保障。一個二、三十人的研發(fā)團隊往往要掌握從主軸、轉臺、自動化系統(tǒng)到機床等方面的設計與制造,這是非常令人驚訝的。此外,瑞士相對完整的機床產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈也具備強大的支撐和推動力。相反地,我國的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,機床結構設計趨同,即使采用最好的功能部件拼湊,也缺失競爭力和利潤空間。

3)傳承與創(chuàng)新。瑞士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。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(Tornos),又有基于科學進步的創(chuàng)新(威立銘)。無論是子承父業(yè)還是職業(yè)經(jīng)理人,大家都對精密裝備充滿了熱情與自豪。反觀我們的機床行業(yè),國企很難迭代,管理者擔任一任或兩任就調離或升官,而私企老板大都把自己的小孩送去學金融管理,覺得做這一行太辛苦,也無法獲得較高的社會地位。

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%的瑞士學生選擇進入職業(yè)技術學校開展 3-4年的“雙元制” 學習。只有20%不到的學生會選擇讀大學。瑞士、德國和奧地利是雙元制教育落實得最好的三個國家。

首先,學生在八、九年級(甚至更早)時會去有實習資質的企業(yè)(企業(yè)也為獲得這類資質為榮,有如我們的高企)實習,決定自己的興趣所在和職業(yè)規(guī)劃。選擇進入職業(yè)技術學校的學生并不是因為讀書不好,而是因為個人興趣和職業(yè)規(guī)劃(而我們主要是因為中考或高考沒考好才不得不去讀職校)。

曾經(jīng)有個哈爾濱三中畢業(yè)的學生告訴我,“中學時,老師告誡她,得好好學習,不然就只能讀旁邊那所大學(指哈工大)了”。在我們的傳統(tǒng)觀念里,只有考上清華、北大才能稱為成功(不知道自己興趣所在的學生,即使考上清華北大又能如何?)。進入職業(yè)技術體系的學生,會選擇一個職業(yè)(比如機械師polymechanics、模具師等),每周花二到三天的時間在學校學習理論課程,二到三天的時間在企業(yè)實習,一個模塊緊跟一個模塊,學以致用,迭代前行。同時,企業(yè)也會給學生提供一定的薪水報酬。通過四年的歷練,入讀職業(yè)技術學校的學生學會了該領域的基本理論、掌握了實操能力、獲得了相關的工作經(jīng)驗以及不錯的薪酬(同期的大學生還得讓父母交學費)。最重要的是因為有實操經(jīng)驗,他們變得更加自信,在后期的職業(yè)發(fā)展與同期大學畢業(yè)生相比更具優(yōu)勢(企業(yè)看重能力而不是學歷)。職校畢業(yè)生工作后還可以選擇夜校或者應用科技大學繼續(xù)深造。

瑞士培養(yǎng)工程師的大學共有兩所聯(lián)邦理工學院ETH EPFL,具有從學士到博士學位授予權),八所應用科技大學(具有學士到碩士學位授予權)。雖然職業(yè)技術學校學生對正規(guī)大學畢業(yè)生的動手能力有點不屑一顧的感覺,但以上幾所瑞士大學的動手能力訓練還是相當扎實的。一位華為高管曾說過,在華為所有的合作大學里,ETH學生的表現(xiàn)最出色,能力最強。

關于并聯(lián)結構在機床領域的應用,即使我們在最近二十多年已具備大量的研究經(jīng)驗,卻一直沒有突破性進展,應用案例極少。作為后起之秀的威立銘公司,利用EPFL在這方面的基礎研究,在InnoSwiss項目的支持下,把直線Delta并聯(lián)機構與高精密的表芯加工結合起來,附以新穎的裝夾系統(tǒng),成功推出了極受高端鐘表企業(yè)歡迎的701S機床

反觀我國機床行業(yè),一線工人大部分是農民工,雖然在實際工作中獲得了一定的實操經(jīng)驗,但當碰到問題時,則缺少追根究底、創(chuàng)造性總結和提升的能力,只能無奈地照抄和進行山寨。而到裝備企業(yè)工作的大學生或研究生在校學習時接受的基本是考試式的訓練,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生或研究生極少(感覺丟份)。國企的提拔機制往往更傾向于學歷而不是能力,把一些沒實操經(jīng)驗的人提到管理崗位,所生產(chǎn)的產(chǎn)品質量可想而知了。

瑞士產(chǎn)業(yè)人才結構,企業(yè)員工主體是職業(yè)技術學校學生。他們的創(chuàng)新能力跟常規(guī)大學生的創(chuàng)新能力互補,能很好地進行銜接。而我們的主要問題是一不頂天(技工的基礎問題),二不立地(學院派實操能力差),三不銜接。



此外,針對一個產(chǎn)業(yè),國家如何構建一個科學的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系,這一直是一個極具挑戰(zhàn)性的問題。計劃經(jīng)濟時代,我們學蘇聯(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/職校),改革開放后在市場經(jīng)濟的大環(huán)境下基本解體。裝備領域的國企改革在XXX時代推行一段之后,也沒有最后完成。

企業(yè)的技術產(chǎn)品必須隨著科技的進步不斷更新迭代。從大學的基礎研究到最后的產(chǎn)品有很長的路要走,路艱且險。Arm聯(lián)合創(chuàng)始人,Hermann Hauser博士在給英國貿工部長的報告中指出,英國有三所世界前十名的大學,有僅次于美國的基礎研究和高引用率論文,倫敦還是世界主要的金融中心,但英國并沒有很好的把學術成果轉化成商業(yè)成就。報告指出,學術和產(chǎn)業(yè)之間存在一條巨大的鴻溝。為此,很多國家通過建立技術創(chuàng)新中心Technology Innovation Center)試圖來銜接這條鴻溝。著名的技術創(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和香港的應科院ASTRI)等。這些技術創(chuàng)新中心通過銜接企業(yè)的需求與大學的基礎技術,把原型的技術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。



德國的Fraunhofer研究所共有722.6萬員工和26億歐元的科研經(jīng)費(1/3來自企業(yè))。Fraunhofer研究所基本都分布在一所理工科大學旁邊,大學研究所的教授同時兼Fraunhofer研究所的負責人,以保證兩者的銜接。如圖9所示,與裝備和制造技術相關的研究所有11。著名的亞琛工業(yè)大學旁布局了兩所Fraunhofer研究所,一個專注制造技術、一個專注激光加工技術。與制造技術匹配的大學研究所,機床與制造工程研究所(WZL)規(guī)模也不小,839員工(含博士生),1.6萬平米的教學工廠。

瑞士與制造相關的技術創(chuàng)新中心有EMPAINSPIRE,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、機床設計、工業(yè)4.0和產(chǎn)品測試與評估。與之匹配的大學研究所有六家:機床與制造研究所(50多研究人員)、設計、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。

INSPIREETH在磨削領域的研究有很好的行業(yè)口碑,著名的聯(lián)合磨削技術公司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)(傳動部件領域的 Schneeberger、伺服/直驅電機領域的EtelMaxon等,主軸領域的Fisher,Step-tecIBAG等,數(shù)控系統(tǒng)領域的NUM等)、主機廠Mikron, GF、United Grinding,Willemin-Macodel, Fehlmann, Tornos, Studer, Starreg等),和瑞士高端制造領域(鐘表、醫(yī)療器械、精密零部件等)的優(yōu)質企業(yè)構成了瑞士機床產(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,應用科技大學和研究型大學三重體系來培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的各類人才,通過設立匹配的大學研究所和產(chǎn)業(yè)研究所(INSPIRE EMPA)把大學的原創(chuàng)技術一步一步推向產(chǎn)業(yè)一線,再通過設立 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產(chǎn)業(yè)化的最后一公里。

3/ 中國機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程、困境和突破關鍵點

我們再來分析下中國的機床產(chǎn)業(yè)

中國第一家近代兵工廠當屬曾國藩1861年創(chuàng)辦的安慶內軍械所。兩次鴉片戰(zhàn)爭和與太平軍的作戰(zhàn)使曾國藩深刻地認識到西方堅船利炮的威力。為此,在湘軍攻陷安慶后,曾國藩通過招募徐壽、李善蘭、華蘅芳、張斯桂等 “覃思之士,智巧之匠” 設立了安慶內軍械所,用手工模式為湘軍制造槍、炮和子彈。中國第一臺蒸汽機和第一臺蒸汽輪船 “黃鵠號” 也誕生于此。

1863年秋,通過張斯桂和李善蘭的引薦,容閎來到了安慶。“今日欲謀對中國最有益最重要之事,當從何著手”,曾國藩迫不及待的問道。“今日欲為中國謀最有益最重要的事,莫過于仿照洋人的辦法,建一個機器廠、一個機器母廠,由這個母廠再造各種各樣的機器,然后用這些機器去造槍炮子彈,戰(zhàn)船戰(zhàn)車,猶如母雞下蛋似的。有了這樣一個母機廠,過了十年八年,中國就可在全國各地建造許許多多的工廠,如此,中國就會跟外國一樣強大了”?!耙捴破髦鳎üぷ髂笝C)” 成為了早期洋務運動的指導方針。1863年秋,受曾國藩委派,容閎歷時兩年,6萬多白銀從美國麻省Putnam公司采購了第一批機床設備。

18656月,曾國藩會同李鴻章奏準設立,將蘇州洋炮局與收購的美商旗記鐵工廠(位于虹橋)合并,利用容閎采購的百余臺機器,成立了江南制造局(后遷入高昌廟,江南造船廠舊址)。至1895年,江南制造局已發(fā)展成擁有機器廠、炮廠、輪船廠20多個分廠, 3592名員工,662臺機床、3000噸水壓機,15噸馬丁煉鋼爐的東亞技術最先進設備最齊全的機器工廠。至1904年,除槍、炮、子彈、輪船等軍用器材外,江南制造局還生產(chǎn)了各種機器設備591臺,其中金切機床249、成為洋務運動眾多工廠的母機廠。

隨著洋務運動的發(fā)展,制造人才問題變得尤為突出。李鴻章也認識到, “中國欲自強,則莫如學習外國利器。欲學習外國利器,則莫如覓制器之器,師其法而不必盡用其人。欲覓制器之器,與制器之人,則或專設一科取士,士終身懸以為富貴功名之鵠,則業(yè)可成,藝可精,而才亦可集”。

很遺憾,1895年的甲午海戰(zhàn)宣告第一次洋務運動的了結。1938年宜昌撤退的一百多萬噸物質中,大部分為兵工廠的機器設備。使得新的工廠能在大后方快速建立起來,為抗戰(zhàn)的物質供應提供了保障。位于昆明的中央機器廠(不久前破產(chǎn)的沈陽機床下屬企業(yè)昆明機床廠)即為其中一員。

解放后,我國布局了十八家國有機床廠,分別是齊齊哈爾第一機床廠(立式車床)、齊齊哈爾第二機床廠(銑床)、沈陽第一機床廠(臥式車床、專用車床)、沈陽第二機床廠(鉆床、鏜床)、沈陽第三機床廠(六角車床、自動車床)、大連機床廠(臥式車床、組合機床)、北京第一機床廠(銑床)、北京第二機床廠(磨床)、天津第一機床廠(插齒機)、濟南第一機床廠(臥式車床)、濟南第二機床廠(龍門刨床、機械壓力機)、重慶機床廠(滾齒機)、南京機床廠(六角車床、自動車床)、無錫機床廠(內圓磨床、無心磨床)、武漢重型機床廠(立車、鏜床)、長沙機床廠(牛頭刨床、拉床)、上海機床廠(外圓磨床、平面磨床)和昆明機床廠(鏜床、銑床)。

經(jīng)過五十年代的院系調整,我們建立了一個 “主管部門->部屬企業(yè)->部屬研究院所->部屬大學/職校” 的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。主管部門,即當時的機械工業(yè)部(后并入現(xiàn)在的工信部),研究院所包括 8個綜合性研究院所(北京機床所、大連組合機床所、廣州機床所等七所一院)和37個專業(yè)研究所與企業(yè)設計部門,大學有湖南大學、吉林工大、合肥工大等。1999年的院所轉制,這些研究所有如麻袋里的土豆一樣,被呼啦地甩出去滾滿一地,四處滾動,各由生死。與此同時,職校升級、大學擴招與合并使得產(chǎn)業(yè)人才動手和創(chuàng)新能力大為削弱。序文提到的中國機床產(chǎn)業(yè)所面臨的困境即是市場經(jīng)濟環(huán)境下我國產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系缺失的直接體現(xiàn)。我們打破了蘇聯(lián)模式的舊體系,但并沒能建立起一個新體系。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)過長期的觀察和系統(tǒng)的調研,我梳理了一個機床企業(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(新)企業(yè)發(fā)展的前提條件。中國是世界第一大機床市場(三分之一),也不斷涌現(xiàn)出新興需求(如手機和電池制造等)。這方面無論是國企還是民企都有一個不錯的市場環(huán)境。

2)機床是個多技術融合、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。我們在這方面是不足的。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)質服務是瑞士機床企業(yè)的發(fā)展之道。我們的企業(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)品需要一個學科交叉、創(chuàng)新能力強的團隊?,F(xiàn)有工科教育的弊端使得這類人才本就匱乏。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(不少技術人員外面兼職,本職工作應付)。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。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。而我們的職業(yè)技術學校更看重專升本,像東莞技師學院一樣能認真落實雙元制教育的學校,實在是鳳毛麟角。

6)用科學方法去系統(tǒng)分析和解決產(chǎn)品設計過程中的問題至關重要(見威立銘公司的并聯(lián)機床案例)。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 [8]。

7不斷迭代與持久戰(zhàn)是對于做好一款機床產(chǎn)品,是必不可少的。國企頻繁的干部調動是十八羅漢困境的一個主因。一個好的機床公司,甚至需要兩代人的努力。因為太辛苦、掙錢慢等諸多原因,民企很少有二代會愿意從事機床行業(yè)。

8科學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?/b>,忘記了小而精是做好機床企業(yè)的關鍵。實際上中國這么大的市場做精做透,就必然會有一定的規(guī)模效應。

10)迭代離不開持續(xù)投入。

要把裝備,尤其是機床產(chǎn)業(yè)搞好,我們要在產(chǎn)業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構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從芯片/材料到核心部件到裝備再到工廠整個B端產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。蘋果產(chǎn)業(yè)鏈在過去十多年確實對我國尤其是大灣區(qū)制造和裝備產(chǎn)業(yè)提供了很強的帶動作用,但這在在貿易爭端不斷和制造業(yè)往東南亞地區(qū)快速轉移的今天,是遠遠不夠的。美國的半導體裝備產(chǎn)業(yè)有今天,則得益于當年美國芯片產(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)。國外品牌和我們的代工以及上游的裝備/核心部件/芯片/材料產(chǎn)業(yè)根本上來講是個零和游戲。

市場經(jīng)濟環(huán)境下的機床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系包含兩個重要環(huán)節(jié)。一是雙元制模式的技師/技工培養(yǎng)和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)新平臺的構建。東莞技師學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,香港科技大學和南方科技大學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。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。

4/ 結論

制約中國制造業(yè),尤其是裝備產(chǎn)業(yè)大而不強的根本原因在哪里?本文基于過去二十多年對中國制造業(yè)的理解,以及最近幾年對日本、德國和瑞士機床產(chǎn)業(yè)的深度調研,給出了三條最重要的原因:

1教育的缺失(包括培養(yǎng)技師/技工為主的雙元制教育和工程師為主的新工科教育);2產(chǎn)業(yè)生態(tài)問題 (缺少自主的C 品牌帶動);3市場經(jīng)濟環(huán)境下產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的缺失。

如何解決這些問題仍待更多人的思考與探索。


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