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情怀和鸡汤都没什么用,中国机床到底怎么办?

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  来源/工业精神(ID:IndustrieGeist)

  作者/吴昊阳

  封面/图虫创意

  几个月前发了一篇拙作,《为什么说中国机床是扶不起的阿斗:中国模式对机床行业失效》(可点击查阅),应该说文章提出了机床行业面临的问题以及问题产生的原因,而本文尝试给出几个可行的解决方案。

  文章主要观点:1)振兴我国机床产业,着力点并不在机床本身,而是制造业。2)机床属于自动化大行业,该行业细分市场和中小企业众多,只有整个产业生态发展,国产机床才有可能振兴,举国体制无法振兴机床业;3)战略上放弃整体赶超,寻求局部优势;4)内循环不足以支撑“工具类工业产品”,走出去才能更安全。

  当涉及到制造业转型策略时,特别是中美对抗的大背景下,就会把机床业的问题复杂化,本文尽量简化问题,给出最理性也最实用的解决方案。而我国机床业要发展壮大,首先要服从客观规律,而战略的制定应排除非理性因素:情怀和热情没有什么卵用,任何鼓舞人心的鸡血和鸡汤都应抵制;勤劳认真也不是决定因素,在高阶的竞争中,只靠勤奋是不够的;应避免各类情绪参杂其中,诸如爱国或反美之类的情绪都不应左右战略决策。所以心理承受能力差的小粉红和五毛们可以不用看了。以下是正文。

  尽管中国机床目前是扶不起的阿斗,但阿斗之过并不仅在于他自己,而是整个蜀国国力以及当时的天下形势所致。总的来说,机床产业的振兴需要整个制造业的振兴。就全球范围观察,机床强国大都是(机械/离散)制造强国。因为高端制造必然需要高端机床,同时高端制造水平也为高端零部件的生产提供保证。

  所以,中国机床的出路和中国制造业的升级两者具有强关联性,制造业的大趋势将直接影响机床的未来。机床的发展战略应绑定制造业的大趋势,而制造业发展战略也应兼顾机床等工业设备(工具类工业产品)的产业发展。

  1/ 中国机床的发展不能离开外部市场

  首先需要明确的是,机床是一类生产工具,为制造业服务。机床等工业装备的产业提升,是随着整体制造业的升级而提升的。如果缺少本土制造业的支撑,机床行业孤掌难鸣。相反,当国产高端项目足够多,那么国产机床也会积累足够的经验并开发出相应的技术。

  例如我国的超大重型机床的发展是领先世界的,因为这些企业能够拿到船舶、潜艇、核电等订单,类似的设备造得多了,经验也自然提升。而近十几年来,类似的大项目在发达国家并不多见。但是,我们也必须头脑清醒:单靠内循环项目是不足以让大部分工业设备厂家获得技术提升的,必须有足够大的外部市场。

  美国的飞机制造在全球范围已经是独步绝尘了,无论是民用还是军用飞行器制造大都在美国国内。即便这块内循环市场已经足够巨大,美国也只培养出一家高端特种机床企业Electroimpact。

  除了上面视频显示的铺丝机,该公司最著名的产品是自动钻铆机以及装配线。该公司几乎拿到了美国飞机铆接工艺“内循环”的全部订单,要知道飞机装配几乎全靠铆接,所以这块设备市场并不小,而且利润率也足够高。即便如此公司也只有600人的规模,其中400人是工程师

  

  对于欧美国家来说,500人以上的机床公司已经是相当大了,但这个数字在国内完全是中小企业的规模。更何况Electroimpact在英国、欧洲和中东国家也拿了很多订单。可见,依靠系统内订单的内循环只能支持少数龙头企业

  因为具有工具性质的工业设备吃的是制造业增量产生的订单。如果产能不扩充,工厂就不需要采购新的机床。所以优秀的机床公司必然大力发展海外市场,这样东方不亮西方亮,只要不是全球性制造业大萧条,总会有一些海外订单让企业获得相对稳定的现金流。

  内循环只对系统内的企业利好。我国制造业的优质资源主要集中在国企,而国企所承担的政治任务就是保障国家经济命脉,所以他们的市场主要在国内。所以现在的中美对抗对航空航天、军工、核能、船舶、电力、石化这些企业并没有杀伤力,它们是“内循环”的受益者。所以面向这些“纵向”“系统内”项目的机床厂商会迎来一波行情。但需要注意的是,单纯只靠内循环是不足以支撑国产机床技术升级的,欧美的老牌机床企业靠的是热战才练就了一身本事。如果只是冷战或“新冷战”的规模,扩充的产能和新的技术要求能养活现在的国企就不错了

  对于大部分机床企业来说,只有成为某个细分领域的专家才能够吃定这块市场,用技术壁垒获得更高利润率,进而避免陷入价格战。但是细分市场通常比较小,所以需要满世界找。而有一些项目即便在中国的产业集中度较高,但仍然面临着供应链转移的风险,一旦供应链转移到境外,为了避免出口限制,厂家也不得不把产地放在境外。所以我是极其赞同制造业走出去的,因为本土机床只有随着制造业的国际化才能壮大。当中国的机加工企业具有国际竞争力时,它们所使用的国产机床也就得到了认可。

  机床实际上是劳动密集型产业任何一个机床厂都不可能称霸全球,大多数机床公司只能做到区域性或行业性的领导者。不可能像汽车、飞机那样,在全球市场范围内仅仅存在几个寡头。所以即便工业再弱的国家也会有一两家不错的机床企业。所以走低端路线的设备企业应尽早在市场所在地设厂,利用资本的力量,让当地的工人为本企业创造财富。

  工业设备的用户粘性通常较大。大多数情况下生产厂家不太容易更换设备供应商,因为一旦新的供应商出问题,那么对生产造成的影响会非常大。所以他们宁可选择合作时间较长,性能更稳定一些的设备,哪怕设备价格稍微贵一些也可以接受。

  当这个制造商慢慢发展成为行业龙头,并在全球各地投资设厂,那么他首选的设备一定也是与自己合作时间较长的本土供应商。例如,韩国机床起初就是不入流的,中国企业对韩国机床的接受度远不及日系和台系。但当韩国的汽车和船舶零部件制造商将生产基地转到中国后,所有的工艺和设备都会照搬原厂,企业主仍然会选择从韩国进口设备。所以韩国的机床也开始在中国大行其道。例如斗山机床近年来就在汽轮机叶片加工领域攻城掠地,大有取代马扎克、森精机之势。

  当广泛使用国产机床的低端制造商慢慢进入到中高端供应商俱乐部时,国产机床就自然得到业内认可了。

  2/ 机床产业发展是个系统性问题,需要通盘考虑

  如果只是“保军”,那么国产机床产业是够用的,绝大多数武器零件都可以用配置国产伺服控制器的国产设备生产出来。国产设备的不足之处只是可靠性和耐用性不足,所以生产成本会偏高。但是与民品相比军工产品是不计代价的,所以并不会特别在乎工艺的经济性。即便真打起仗来,所有的机械零件制造厂理论上都可以转变为军工厂,所以效率的短板可以通过规模优势补上,基本上并不存在武器生产被国外机床技术卡脖子的问题

  但如果是民用技术“卡脖子”,比如欧洲国家对华禁运高效率、高可靠性的五轴联动设备,那么全部替换使用国产设备,设备的“稼动率”会降低,民用产品的生产效率会降低,废品率会提高,整体生产成本提高,交货期延长,质量忽好忽坏,该行业的整体竞争优势减弱,虽然难受但并不致命。

  总之,解决“军品卡脖子技术”和“民品卡脖子技术”所采用的策略是截然不同的。而振兴(民用)机床产业则需要系统思维,我们需要的是一个健康良性发展的机床生态,绝不是集中力量攻克几个重大专项就万事大吉了。“集中力量办大事”的后果很可能是捡了芝麻丢了西瓜。

  具体从操作层面分析,以下几点可作为我国机床企业的突破口,基本上也适用于其他工业设备。

  1)积极拓展“光机”产业

  所谓的“光机”或“裸机”是一种相对低附加值的代工,最开始就是设备机械部分的加工和装配,后来也越来越多地加入了伺服部件以及电气管路的装配,发展得比较好的就是整机贴牌。从“部件代工”到“整机贴牌”,对企业微观来说是技术升级。当越来越多的代工企业形成集聚效应时,就会成规模地吸引国外的产业转移,宏观则表现为产业升级。

  全球机床零部件产业中,我国(包括台湾省)的光机具有相当的优势。不少欧洲和日本的标准机床厂床体都是是采购自我国厂家。尽管附加值相对较低,但却可以最大程度地锻炼队伍。遗憾的是这个行业以民营企业为主,良莠不齐,散兵游勇众多,所以几乎拿不到国家补贴,全凭自己打拼。由于是完全竞争市场,所以“光机”生产商当中很有可能出现不鸣则已一鸣惊人的企业。

  当前较大的威胁是伺服数控系统的进口限制。因为贴牌生产就是要根据国际客户的要求配置零部件品牌,关键部件的供应商主要来自日本、中国台湾和德国,一旦美国继续加强技术封锁,机床贴牌的业务也会萎缩。

  2)不要小看机床结构件制造

  传统机床都是铸造床身,而铸造是个辛苦活,既污染环境又损害身体,利润还不高,目前我国的床身铸造件占据了全球相当大的市场份额。如果技术路线选择正确,那么这个传统行业仍然有机会焕发生机。

  备选升级路线I:拓展人造石(矿物)铸造床身和复合材料结构件领域。高精度机床必须考虑温度变化对床身结构的影响,而石头的热膨胀速率比金属慢得多,所以现代高精度机床多采用矿物铸造床身。我国矿物铸造结构件厂商并不多,以至于一些国产的高精度机床要去采购瑞士公司的结构件(实际产地在东欧)。

  这块业务有一些技术含量,但是与整机生产相比产业链并不复杂,生产设备、原材料、模具设计都可以在当地解决,是个容易实现“内循环”的产业。

  

  图为R-H公司的矿物铸造床身及模具

  与矿物铸造床身类似,复合材料结构件也是机床领域的前沿课题碳纤维结构强度大,重量轻,热膨胀系数低,非常适合做大型特种机床的机构件。除了价格昂贵没有别的缺点。我国复合材料产业尽管材料性能还不能用于航空航天等高端领域,但是其质量在普通民用领域还是绰绰有余的,原料成本也远低于进口。

  复合材料结构件的制作工艺也是手工为主,配合辅助设备和工具。这个行业非常适合我国劳动力市场,一旦形成规模,竞争力不容小视

  

  德国某超大型龙门式CNC,其碳纤维桁架结构特点鲜明,适合搭建巨型结构

  备选升级路线II:结构件制造的自动化升级。机床标准结构件是可能实现自动化批量生产的,这恰恰是中国制造(资本)的强项。日本的几家大型机床集团早年也都实现了结构件的自动化量产以及装配部件组件的自动化配送。可以在零件标准化、产品系列化的基础上实现敏捷生产(柔性制造及装配)。

  而我国的超大型挤压成型设备是领先世界的,若进一步提升工艺和设备性能,钢型材挤压并不是大问题。这也将极大降低设备结构件的生产成本,缩短生产周期,并大幅提高生产柔性。

  不论是铸造还是焊接的结构件甚至挤压型材件,只要产量足够大,中国企业就可以通过薄利多销”的老办法获得生产经验并不断改进工艺和设备,就可以在产业链的关键环节掌握主动。

  3)不要忽视非关键零部件和辅助功能创新

  数控,伺服,主轴,导轨,传动机构等机床关键零部件基本上被欧洲、日本和台湾地区控制。这些零部件的用户粘性也很大,新品牌不容易被接受。所以要在数控领域取代传统供应商的地位几乎是不可能的。但是却可以选择非关键功能作为突破口。

  格力机床上市后尽管各项性能指标都不错,对标也是顶级主流配置,但是由于大部分零部件都是外购,所以设备和备件成本都不会便宜,市场竞争力存疑。但是由于格力在制冷系统具有优势,所以非常适合开发工业级冷却循环设备(温度控制+/-0.1-0.2°C)。再配合发热较大的直线电机和扭矩电机做驱动,那么整机的温控系统会是一个技术亮点。所以格力机床如果单做冷却系统,应该是个不错的技术路线。

  类似的技术配置可参考瑞士Staeubli机器人,速度超快,防水防爆防磁等。这家机器人公司还有两块核心业务,一个是直线驱动,另一个是防水I/O。正是这两块核心技术使得机器人整机具有鲜明的技术特色,在特定领域具有不可取代的技术优势。

  4)通过并购获得核心技术

  机床这种工业设备制造属于“技术密集型”产业,这类公司的老板基本上不可能利用资本剥削员工,也就是说企业主无法获得暴利,又很辛苦,所以收购行业内的中小企业是完全可行的。

  而我本人4年前也提出了在轻型机床领域并购一系列高技术中小企业实现局部垄断的构想,目前被贸易战打乱了阵脚。对于中国资本来说,并购并不是问题,投后整合才是最值得关注的。前年我帮国内一上市公司成功收购了德国某机床生产商,该企业也是行业内的隐形冠军,拥有大量的know-how和全球顶级的高端制造客户。然而并购后的整合却并不成功。客观地说,主要问题出在中方,因为中国老板一直希望用中国员工的管理模式要求德国的中小企业,而本身并不理解这个行业,更提不出合理的战略方向。

  目前是个低价抄底获得核心技术的好机会,尽管国有资本出境受到巨大限制,但如果民营企业低价并购欧洲高技术机床企业应该没有大问题。

  5)重视专机开发,提升产品附加值

  由于“薄利多销”对机床行业失效(参见旧文《为什么说中国机床是扶不起的阿斗》),所以机床整机厂商不应该寄希望于打价格战,而是通过技术创新提升产品附加值。我们完全不必把技术创新想得多难,有一些非常实用的创新只是一些小的改进而已。

  尽管下图中只是一台极其普通的手动机床,但它的刀架和三抓虎钳的设计就很巧妙,换刀和装夹工件都非常方便。而技术上也没有太复杂的创新,左右搬动手柄可松紧夹头,而且三抓虎钳也可以快速更换。

  

  几乎所有工业设备的提升都可以采取这个专机策略,通过专机的定制化设计满足客户的特殊技术需求,久而久之该专机就变成标配了

  下面这台设备是大概7、8年前R-H公司为汽车行业定制开发的双头轻型镗铣床,专门用于汽车铝合金结构件和覆盖件加工,目前该机型已经成为欧洲汽车行业的标配。

  相比之下,我国的机床行业同质化竞争严,同类机床功能上几乎没有差异,所以最后只能拼价格。当然,买国产机床的企业通常也是价格优先,机加的活能干就行。应该说只有少数拥有优质客户的机床厂家才能接到专机开发的订单,所以说到底还是要依靠中国制造商的转型升级。

  6)从源头抓起,抓机床不如抓工艺,抓工艺不如抓设计

  机床是工艺的载体,工艺是制造的灵魂,设计是工艺的源头。所以一个优秀的机床企业必定有着丰富的工艺经验,很多创新的设计都是来自于对工艺和零件设计的深刻理解。

  例如,在现在比较时髦的铝合金深加工领域,铝型材被加工成复杂的结构件之后要焊接在一起,成为较大的铝合金构件。而在焊接之前必须清理掉零件表面的油污,这个工艺耗时耗财。因此德国某机床公司就在想办法在加工的过程中不使用润滑油和乳化液,而是用干冷的方式冷却刀具。

  为此开发了这样一种冷却轴套,让压缩空气可以通过端面的小孔对准切削刃喷出,而高压空气可以在刀面和切削表面之间形成气膜,起到润滑的作用同时可以把切屑吹走,彻底避免切削瘤的产生。

  这个设计并没有特别的技术难度,但却可以极大地解决工艺问题。而之所以可以开发出这样的技术,全靠对整个产业工艺和最终产品的深刻理解。

  

  

  R-H无油高压汽雾刀具冷却系统

  。END 。

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