中國機床之我見

　　【機床商務網欄目 市場分析】盧秉恒院士系我國機械制造與自動化領域科學家，現為中國工程院院士，西安交通大學教授、博士生導師，任快速制造國家工程研究中心主任、國務院機械學科評議組召集人、中國機械工程學會副理事長、中國機械制造工藝協會副理事長、全國高校金屬切削機床學會理事長，同時兼任寧波大紅鷹學院院長。國家04專項整體組組長。
 

　　楊青及沈部長的回顧，各位專家都提出了目前機床工具行業發何走出困境的命題及見解，問題值得大家深思。對企業和行業，我遠不如企業家和前輩那么熟悉和體會深刻。但前前后后，與此行業打交道，從事科研，亦有30余年的歷史了，在此談談淺見。
 

　　回顧與反思
 

　　上世紀80年代，行業在既沒有雄厚財力，又缺乏技術和人才的前提下，被從計劃經濟推入了市場經濟，經歷了十幾年寒冬。政府有形之手也很少作為。機床行業隨工業尤其制造業的大環境而變化，幾個過山車式的發展，對行業的發展形成很不利的外部環境。豐年，蘿卜快了不洗泥，粗制濫造趕訂單，無暇研發；歉年，吃飯尚成問題，無力研發。
 

　　從“六五”計劃到“七五”、“八五”計劃，政府科研計劃推動過數控、FMS(柔性制造系統)、機器人、CIMS(計算機集成制造系統)等等，但未與機床精密、高速、復合的技術結合，機床設計制造技術本身的研究，從計劃經濟的組織模式，一下斷了奶。計劃經濟向市場經濟過渡期，正值數控技術在中國的起步期。混亂造成了利用進口審批權變現，將數控技術開發引向歧途，幫助了發那科公司的成長，而自主開發走上了困難之路。CIMS的實施，有些脫離企業實際的做法。但是，在機床企業有一句話：“不干CIMS，會死；干CIMS，會早死”。雖然這是一句戲言，但濟南一機床就是在此后倒下的。
 

　　行業隨之發生的是院所改制，一風吹。院所改制后，一般逐漸活的很好，行業多了一個有競爭力的企業，技術源成了企業的競爭對手，行業的共性技術研究嚴重缺位。而國家在機床方面的科研投入十多年幾乎為零，因此高校在學科建設的競爭壓力下，這方面的研究力量紛紛轉向，80年代生氣勃勃的研究局面沒有了，有關的教學和人才培養均受到影響。在國外機床大發展階段，我們拉大了差距。
 

　　企業進入市場環境，如何發展，仁者見仁、智者見智。即沈部長所說，與一把手的決策能力、事業心息息相關。分析楊青及沈部長提到的幾家案例，秦川機床一直堅持其主導產品，堅持不斷提升其技術、制造能力。寧江機床在其控股股東讓其轉向重型機床的情況下，經營班子一直堅持其中小型精密機床方向不變，濟南二機床更是幾十年堅持其主導產品不變，一直通過對引進技術的消化吸收再創新，吸收了小松等美、德、日企業的技術，博采眾長，迎來了當前的發展局面。一方面，有04專項的科技支持，另一方面，確實與企業負責人的決心、眼光密切相關。
 

　　我2012年考察過克林博格精密機床廠，詢問他們的創新及在2008年金融危機下，有無裁員？他們的回答是：30年 來，他們機床的基本結構、制造工藝、雇員基本未變，這3個穩定加上社會穩定性，保證了其產品的質量穩定性和企業的穩定發展。而我們一些企業，因為短期利益、領導變更等，產品方向、管理和技術骨干不斷變更，勢必給企業帶來困境。
 

　　機床是制造業、裝備工業的基礎。其基礎性決定了機床是國家戰略，對于中國，尤其如此。我們不能與美國相比。因此國家應該多多支持，采用有形之手施加影響。尤其機床，是國家戰略性產品，國家更應該有計劃扶植，乃至應該主導其發展。產品只占市場的10%、甚至5%以下，但其研發需要高投入，我國機床企業在生計尚難維持時，如何期待其肯投資產品的研發，在產品上有所建樹和發展？
 

　　國外機床行業也經歷過困難和經濟危機，他們普遍采用并購的方式，渡過難關，謀求更大發展，如德馬吉就是在瀕臨破產時，3家并購而走向世界前列的。
 

　　我們機床企業普遍凈利潤低于5%，而銀行貸款的利率是7%。機床企業很難通過貸款發展。而我國資本市場又普遍短視，很難期望他們投資于這種風險大、利潤低的基礎性產業。在企業利潤低于銀行利率情況下，股東也不愿意投資。機床企業缺乏平穩發展時的貸款，并購時所需要的大筆資金等等，面臨困境，如再沒有政府有形之手的救援，則只有破產、被民企并購和被外資并購幾條路可走。
 

　　專項產業化進展及市場占有率提升的問題
 

　　加強04專項攻關成果的產業化，提升市場占有率，當然是專項的重要目標和任務。04專項的成果基本上開展了產業化工作。估計主機課題的產業化率在半數以上。如精密臥加，部分五軸聯動機床。標志性裝備中的大部分均已在用戶成功應用。
 

　　但市場占有率的問題較為復雜。我國機床數控化率大幅度提升，中檔數控機床有較大的市場占有率。但隨著我國制造業向發展，尤其根據國家的戰略需求，航空航天等裝備制造對機床的需求大增，我們的數控機床尚未驗證，不為這些領域認同，因此進口的機床反而增加
 

　　在完成專項攻關任務后，產品走向市場，必須有一段路要走，需要經過驗證和改進的過程，需要用戶認同的過程。用戶領域應該給與一定的機會。沒有一定數量的市場，產品性能和可靠性就難以達到高水平。現在，航空航天及國防領域出于數控安全考慮，愿意配合專項開展應用驗證，這是多年來行業遇到的難得機遇。我們應該抓住這個機會，開展航空航天等領域的應用驗證，這等于在為機床行業開發市場。機床企業應該抓住機遇，與航空航天企業真誠合作，使專項成果大批進入航空航天等制造領域。在此，我建議，專項領導小組、工信部及國家領導，應該協調行業間的協作。各制造領域應該給機床企業進入的機遇。尤其航空航天、軍工等國家采購或國有控股企業的技改項目，應該明確只能采購專項攻關成果產品及國產裝備，這是不違背世貿原則的。
 

　　在汽車行業，國產裝備走向市場的大障礙是國產裝備的可靠性。可靠性的問題，有技術因素，我們需要進一步研究和實踐。但管理的問題往往更多。我國企業缺乏嚴格要求的工業文化，人工操作不嚴格遵守工藝，是產品品質不一致性的重要因素。如熱處理的工藝執行的隨意性，嚴重影響產品質量及裝備的精度穩定性，這些都是影響市場占有率的因素。一方面，應該加強質量工程，另一方面，應該盡量采用自動化技術，盡量排除人的干擾，提升制造的一致性，保證質量。
 

　　企業創新能力
 

　　我國機床企業 創新能力較差，大部分企業的產品設計停留在仿制上，零部件依靠進口。導致我國機床形似神不似，性能總有一些差距。競爭依靠低價位，盈利能力差，無法提供研發資金，產品在低水平徘徊。日本NSK公司的實驗室面積與生產面積1∶1。美國GE公司的實驗室環繞巨大的裝配車間，數倍于生產面積，形成一個實驗城。
 

　　我國機床企業在上世紀60、70年代，不少企業還都有一個工藝實驗室，現在只有為數甚少的企業還有實驗室，有的是試制車間。極少數的企業有較完整的機床振動測試儀器。技術人員忙于應付設計任務和交合同，專門研究開發技術和開展工藝研究的更是。我1998年訪美時，吉利刀片企業，有20~30位博士作研發人員，僅清華大學摩擦學國家重點實驗室的博士就有6人為其研究，包括在刮臉液存在時，刀片與面部皮膚的摩擦問題。
 

　　我國機床企業的所謂技術資料就是幾張圖紙。日本馬扎克公司的技術資料，從產品討論研發立項時的每一次會議，均有記錄，加上詳細的實驗記錄，浩瀚的實驗數據。成功與失誤均可追溯。我們除了圖紙，別的資料幾乎為空白。出圖靠測繪，設計靠類比或估計，整機實驗在用戶，質量和可靠性問題造成用戶對產品缺乏認同。欲再改變既有印象，往往花數倍氣力也難以奏效。
 

　　在產品選擇上，往往選擇量大面廣的產品，現今紅火的已經有人在大賺其錢的產品，造成一哄而上，低價位競爭，無利可圖。市場一變臉，企業陷入窘境；往往追求的是產值，短期效益，甚至是政府的滿意與個人的仕途。國外企業基本上做沒有人做的產品，依靠研發投入，保證高品質，形成競爭高門坎，保持高價位、高利潤。以“專精特”研發的產品占領世界市場形成批量和利潤。這樣，在產品開發選擇的起點上，我們就輸了一籌。
 

　　國外企業在開發產品的論證階段，就與用戶一起研究工藝，確定解決方案。在產品開發的始終，一直保持良好的關系。機床企業對工藝的研究了解，甚至超過用戶自己。我國機床企業由于只對市場大(往往是當下、短暫的)的產品感興趣，對用戶的工藝不甚了解甚至不了解。使得專項開發主機，往往需要更多的驗證。如沈陽機床為成飛開發的高速加工中心，臺問題很多，在成飛的幫助下，找出幾十處問題，再進行第二臺開發，終獲成功。
 

　　由于企業的創新能力弱，專項課題執行中，對技術指標差距大的產品攻關，不得不采取小步快跑的策略，安排更多的課題。造成專項顯得課題多，分散的印象。
 

　　由于企業缺乏研發能力，缺少研發實驗設備，企業設計人員對核心技術的掌握也甚為有限，尤其數控機床耦合和機床動力學方面。這也是我們對高速機床的高速主軸、高速進給、高加速度等設計基本不掌握。如五軸頭的設計，不了解電機扭矩和功率的設計依據和計算，千篇一律地套用，使不是機床的切削性能不夠，就是擺頭過于笨大，加速度和進給速度達不到要求。
 

　　建設創新平臺補充共性技術研究
 

　　在計劃經濟時代，行業建立了一些專業化的研究院所，為行業無償提供和解決關鍵共性技術。現在行業的研究院所經過改制，大多數已經走向企業化，失去了提供共性技術的功能，有些院所甚至與行業內的企業成為競爭關系。不少老專家感到共性技術研究嚴重缺位。但改制院所也不可能走回頭路。面對此形勢，04專項實施方案提出建設創新能力平臺的措施。
 

　　專項在實施中，注意了按技術方向設立創新平臺，選擇有研發實力的單位執行，希望能補充共性技術研究的缺位。創新平臺依托單位中，有高校院所，也有企業。出發點是，建立在高校院所的平臺，希望實現成果共享，以為企業提供共性技術。建設在企業的創新平臺，一般難以要求成果的共享，基本選擇了骨干企業，他們做好了，對行業就有較大貢獻，對成果共享可以放松要求。但創新平臺一期建設，主要是形成一定的實驗和開發能力。現在基本已經完成，需要抓緊驗收，以進入二期建設，發揮創新平臺在某個技術方向上發揮技術作用。
 

　　專項中期評估關于加強創新平臺建設、發揮平臺作用的建議，包括建議的幾種建設運行方法，是可以考慮的。可以由多家企業共同建設一個平臺，也可以依托高校建設，多家企業參加。德國弗朗和夫研究所的模式值得借鑒。可以成為后04專項創新平臺建設運行的參考。
 

　　探索發展機制提升產業創新能力
 

　　企業缺乏創新能力，缺少技術力量，某些核心技術尚未很好掌握。目前，機床行業面臨經濟下行和結構調整的壓力很大，訂單往往只有正常水平的一半。在此情況下，企業技術人員的工作更繁忙了。因為訂單中，專用設備比例增多，開發設計任務更重了。而專項開發的許多樣機驗證、完善及滿足航空航天等制造需求的任務繁重。而專項所剩的時間有限，任務更加緊迫，需要產學研的協同創新，保證專項任務的完成和總體目標的實現。
 

　　企業缺乏有科研開發能力的人員，企業需要在掌握核心技術上與高校合作。但更重要和更根本的是，企業科技人員基本上來自高校。如高校師生得不到科研素質的培養和工程實踐能力的鍛煉，以后的企業缺乏有工程能力和創新能力強的人才來源，企業創新的源泉就會萎縮，甚至枯竭。
 

　　高校在參加04專項中，發揮了一定的作用，出現了一些創新。如重慶大學幫助寧江機床提升可靠性的研究，加強加工過程質量控制，使精密臥加可靠性顯著提高，上海拓普公司，為上海交大教授成果辦的公司，開發能力很強。采用國產數控系統和關鍵部件，自行設計制造的五軸聯動機床，在曲面高速加工等方面有較為突出的性能，已經成功應用于航天8院。北京理工大學開發的加工件內部缺陷超聲波檢測儀，已經實現產業化，在航空航天件的檢測中得到較多的應用。西安交大開發利用電機信息的機床智能控制，已經在應用于國產數控系統，提升了數控系統的性能。參加課題的博士生，開發故障診斷系統，發現了企業裝備的主軸問題，使批量產品性能得到保證。該生一畢業，就被企業聘為企業研究室主任。現在需要產學研建立長期有效的協同創新機制，發揮高校的作用，同時，實現將創新要素向企業聚集。
 

　　(原標題：中國機床之我見)