工业母机是制造机器和机械的机器,主要有车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、制齿机等,简称为工业机床。它是工业生产中最重要的工具之一,在整个工业体系中处于基石的地位。作为工业制造产业链最核心的环节,工业母机的技术水平决定着一个国家或地区的工业制造能力,甚至是国家之间的综合竞争力。

工业母机是“生产设备的设备”,为装备制造业提供智能的生产设备和零部件,如工业机器人、发动机、汽车、工程机械、工业基础件等。在工业生产和设备制造过程中,机床所担负的加工工作量,占工业制造总工作量的40%—60%。因此,工业机床的性能直接影响机械设备和产品的性能、质量和经济性。工业机床是国民经济中具有战略意义的基础工业,工业母机的拥有量及其先进程度将直接影响国民经济各部门生产发展和技术进步的能力。
2008年全球金融危机爆发后,2009年机床产值萎缩至3851亿元。随着全球经济复苏,机床行业产值维持在5000亿—6000亿元,近十年没有显著增长。2019—2020年,全球机床产值继续下降。在新冠肺炎疫情的叠加影响下,2020年全球机床产值不足5000亿元,跌幅达到16.3%。

我国多年占据全球第一生产和第一消费大国的席位。以2018年为例,全球各区域产值分布,我国大陆占比28%,排名世界第一;日本17%,德国16%,意大利7%,韩国和美国6%,我国台湾地区5%,瑞士4%,分别占据第二至第八位。前三位中、日、德机床生产总值合计占比超过全球的60%。从消费方面,我国大陆机床消费总值占全球的35.3%,超过美国(9.4%)、德国(8.2%)、日本(7.4%)、韩国(4.9%)、意大利(4%)等第二至第六位的总和。由此可见,我国在全球机床消费市场有着举足轻重的地位。
20世纪90年代后期,我国原有机床产业研发体系瓦解,面向市场的新型研发体系一直没有建立起来。在上游设计、制造端,在材料、零部件以及经验等方面基础薄弱,难以支撑我国在高端机床领域实现全面自主;在下游应用端,离开了进口原料,高端机床在我国如同“废铜烂铁”一样无用武之地。仅以材料为例,我国基础材料均质性、切削性能等指标相对国外有较大差距,不仅高端刀具依赖进口,大量下游应用端的高端材料也严重依赖进口。在这种“内忧外患”的情况下,我国机床行业被欧洲、美国、日本等国家和地区迅速甩开,赶超乏力。

我国实现机床进口605亿元,出口225亿元,贸易逆差达380亿元,是世界上机床进口最多、贸易逆差最大的国家,美国紧随其后。日本2018年实现机床出口607亿元,进口66亿元,贸易顺差达541亿元,是世界上机床出口最多、贸易顺差最大的国家。德国出口619亿元,进口192亿元,贸易顺差为427亿元,排名第二。德日的工业能力名不虚传。

数控机床进口中数控锻造或冲压机床、立式加工中心占据了84%,而出口产品中数控卧式机床、数控弯曲折叠或矫平机占据了55%,这体现出我国出口产品技术含量仍较低。从产品价格角度来看,进口机床产品均价远远高于出口产品均价。2019年12月,我国金属加工机床进口均价为12.39万美元,数控机床进口均价为28.38万美元。这说明,我国机床行业高精尖产品主要依靠进口,而出口的主要是中低端产品。

在高端领域,我国机床企业对于一些高端行业的需求难以触碰,甚至不敢触碰。比如在近年来的主机厂招投标过程中,有大量的生产纲领及制程能力指标(CPK)、临界机器能力指数(CMK)等条件严格的验收指标,导致我国大陆厂商知难而退,参与产线机床竞标的企业几乎全部为德国、日本或瑞士企业,偶尔有台湾地区和韩国企业。

中端领域,日本机床以其可靠耐用的性能以及较便宜的价格牢牢占据了我国的中端市场。以卧式加工中心为例,日本森精机、山崎马扎克、日本大隈等企业占据了我国超过80%的市场。吉利、长城等国产汽车产线,基本都是德国、日本机床的天下。
在低端领域,大量中小民营机床企业聚集在山东滕州(中国中小机床之都)、浙江玉环(中国经济型数控车床之都)等地,陷入低端混战。可以说,在低端领域,我国机床行业整体处于“还在自动化的路上,智能化刚刚起步”的阶段,主要以仿制为主,技术含量低,技术门槛极低,价格战“狼烟四起”。

我国机床行业上市公司近半数处于亏损状态,其中龙头企业沈阳机床2019年净利润约为-25.8亿元,亏损严重。前三位中,秦川机床、日发精机在2018年也处于亏损中,2019年才实现扭亏为盈。中国机床上市企业正处于生死存亡的境地,更无法与国际机床企业竞争。究其原因,主要是企业的产品竞争力不足,基本为国有控股企业,机制体制不灵活,落后于国际企业,最终导致中国机床企业陷入进退两难的境地。
机床行业是高技术门槛、高专业分工而且需要长期积累的典型。德国拥有完整的工业体系,学徒制、双元制等教育体系为制造业提供了源源不断的高质量“新鲜血液”,同时企业严谨务实,追求在“窄领域”做强。在这基础上,德国诞生了1300余家单项冠军企业,为德国高端机床行业的发展提供了“丰沃土壤”。日本企业更加崇尚代际传承、技术传承,不做自己不熟悉的领域,追求精益求精。在这一文化的主导下,日本现有长寿企业数量高达3900家。其中,大量著名机床企业的寿命已超百年,绵延几代人,历久不衰,比如山崎马扎克(成立于1919年)、发那科(成立于1956年)、森精机(成立于1951年)、小松(成立于1945年)等。
中国机床企业在取得了一定成绩后,往往会加大步伐,选择激进的发展策略。如沈阳机床、大连机床等原国内机床核心企业,因为“贪大求快”而陷入发展困境。沈阳机床曾投入10多亿元的研发费用,打造世界首台互联化的智能数控系统i5,并在i5的基础上研发了i5数控机床。沈阳机床将i5定位为机床行业的“苹果”,以颠覆传统机床行业的商业模式,但最终因为步子迈得太大而宣告失败。虽然i5数控机床在2016年获得了1万台订单,但巨量的订单并没有带来利润,反而带来了14亿元的亏损。同样,大连机床在完成混合所有制改革后,大干快上,喊着“像造汽车一样造机床”的口号,最终导致融资资金断裂,欠下数百亿元的债务。

超精密加工技术是军民领域高端装备制造的核心技术,超精密机床是实现超精密加工的基础。面向新一代惯性仪表制造、多目标红外探测及高精度智能导引等领域,亟须集中优势力量,快速突破超精密加工机床技术瓶颈,推动超精密制造领域相关基础理论、测量技术、超精密机床制造技术、在线测量与智能控制技术的重大发展,探索形成超精密加工及高端机床自主研发的高效创新模式。
处在“十字路口”的中国机床工业,急需转变发展方式,寻求新的突围之路。一是明确“中国母机”基础产业战略定位,考核评价要防止盲目求大的规模导向,要引导企业走向创新能力建设。二是打破应用壁垒,提升产业化水平。要更多采取市场化手段,加大机床产业研发投入,探索恢复对中高档数控机床的增值税返还政策。三是加大与新一代信息技术的融合。从未来的趋势看,机床企业更像一个提供细分领域工业软件的软件公司,核心竞争力是软件开发、维护和在线升级的能力。无论是什么样的市场主体,无论是整机还是关键部件,工作母机最核心的能力是软件开发能力和产品验证能力,这也是中国机床企业进阶的主要方向。

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