8月19日,國資委召開擴(kuò)大會議,會議上強(qiáng)調(diào):要把科技創(chuàng)新擺在更加突出的位置,推動中央企業(yè)主動融入國家基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究創(chuàng)新體系,針對工業(yè)母機(jī)、高端芯片、新材料、新能源汽車等領(lǐng)域加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
今天,工業(yè)母機(jī)整個板塊掀起漲停潮,維宏股份、創(chuàng)世紀(jì)、春暉智控、華辰裝備、昊志機(jī)電等個股紛紛漲停。
而“工業(yè)母機(jī)”其實就是機(jī)床,是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工具之一。為裝備制造業(yè)提供生產(chǎn)設(shè)備,機(jī)床就是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)。它的下游涵蓋傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)、汽車工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機(jī)車、船舶、國防工業(yè)、航空航天工業(yè)、石油化工、工程機(jī)械、電子信息技術(shù)工業(yè)以及其他加工工業(yè)。機(jī)床行業(yè)的上游主要是基礎(chǔ)材料及零部件,其中包括結(jié)構(gòu)件、鑄鐵、鋼鐵、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等。
因此,它的發(fā)展是伴隨著中國制造業(yè)的不斷發(fā)展壯大而演變的,而國資委此次會議將其直接置于首位,甚至排在高端芯片、新材料和新能源汽車之前,足以凸顯制造業(yè)的獨(dú)立自主所占據(jù)的重要地位。
中國為什么如此看重工業(yè)母機(jī)?它的背后又是怎樣的崛起故事?
歷史:歐洲是現(xiàn)代化機(jī)床的大本營
機(jī)床按照產(chǎn)品分類主要包括金屬成型機(jī)床、金屬切削機(jī)床、鑄造機(jī)械、木工機(jī)械、鍛壓機(jī)械等多種,其中金屬切削機(jī)床又分為車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工等幾類。
機(jī)床最早出現(xiàn)的時間,其實相當(dāng)早。
早在公元前兩千多年時,機(jī)床最早的雛形——“樹木車床”就已經(jīng)出現(xiàn)了。這種車床在工作時用腳踏繩索下端的套圈,利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動旋轉(zhuǎn),手拿貝殼或石片作為刀具,沿板條移動工具切削工件。
后來的歐洲在中世紀(jì)、中國在明朝也都出現(xiàn)了各種利用人力來提供動力的機(jī)床。然而,傳統(tǒng)的機(jī)床所面臨的問題是,只能通過人力來使得器械轉(zhuǎn)動,沒有更高級的動力來源。
因此,現(xiàn)代意義上的“機(jī)床”出現(xiàn),就已經(jīng)到工業(yè)革命之后了。
1797年英國人莫茲發(fā)明了劃時代的刀架車撞,帶有精密的導(dǎo)螺桿和可呼喚的齒輪,1817年另一位英國人采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸的轉(zhuǎn)速。
此后,各種專用車床的誕生提高了機(jī)械自動化的程度。1845年,美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床;1848年,美國又出現(xiàn)回輪車床;1873年,美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床,不久他又制成三軸自動車床。
此外,銑床、鉆床、鏜床等其他多種機(jī)床也都在18-19世紀(jì)問世。不過,那時還只有機(jī)械化,沒有自動化。
將機(jī)械化與電子化結(jié)合起來的數(shù)控機(jī)床技術(shù)起步于20世紀(jì)50年代。
1952年,美國麻省理工學(xué)院(MIT)研發(fā)出了世界上第一臺數(shù)控銑床。
由于基礎(chǔ)技術(shù)方面的制約,在此后20年左右的時間內(nèi),數(shù)控機(jī)床技術(shù)并沒有得到廣泛的應(yīng)用和普及。
直至20世紀(jì)70年代初,大規(guī)模集成電路(LSI)和微處理器(CPU)的問世,推動了微電子技術(shù)的迅速發(fā)展;為數(shù)控機(jī)床的大規(guī)模制造和廣泛的商業(yè)化應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
70年代中后期,數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期,美、歐、日等國相繼于70年代末和80年代初實現(xiàn)了機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)的代際升級即數(shù)控機(jī)床化。如日本山崎馬扎克(YamazakiMAZAK)公司在1982年就實現(xiàn)了機(jī)床產(chǎn)品的完全數(shù)控化。
我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)的研發(fā)起步并不晚,1958年,清華大學(xué)和北京第一機(jī)床廠就合作研發(fā)出中國第一臺數(shù)控升降臺銑床(采用分離元件技術(shù)),比起世界第一臺數(shù)控機(jī)床不過晚了6年。但其后的20年,我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步十分緩慢,除了技術(shù)因素的制約,時代因素帶來的干擾破壞也是重要原因。
從1973年開始,國家組織了數(shù)控技術(shù)攻關(guān),但直至改革開放初期,我國除了可以制造少量技術(shù)相對簡單的數(shù)控線切割機(jī)床外,數(shù)控機(jī)床總體上仍然滯留在技術(shù)研發(fā)階段,被西方國家遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了身后。
改革開放以來,數(shù)控機(jī)床技術(shù)一直作為機(jī)床工業(yè)的主攻方向。1980年,北京機(jī)床研究所通過許可證轉(zhuǎn)讓的方式從日本發(fā)那科(FANUC)公司引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù),隨后從“六五”(1981-1985)開始,國家連續(xù)組織了幾個五年計劃的數(shù)控技術(shù)攻關(guān),有力地促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。
雖然我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品整體上還處在中、低檔水平,比西方發(fā)達(dá)國家晚了30多年的時間,但是我國已全面進(jìn)入了數(shù)控機(jī)床時代。
現(xiàn)狀:“低端內(nèi)戰(zhàn)、中端爭奪、高端失守”
機(jī)床的產(chǎn)品壽命一般為10年左右,2011年全球機(jī)床消費(fèi)量和產(chǎn)值達(dá)到頂峰后回落,進(jìn)入了長達(dá)10年的下行周期。
廣發(fā)證券分析師將國內(nèi)的機(jī)床行業(yè)歷史分為五個階段:
第一階段是改革開放前,“一五”期間在蘇聯(lián)援建下,中國建立了現(xiàn)代機(jī)床工業(yè)的基礎(chǔ);
第二階段是改革開放后至2000年,機(jī)床行業(yè)實現(xiàn)了市場化運(yùn)作,但是仍然以部分央企和國企主導(dǎo),金屬切削機(jī)床產(chǎn)量在20萬臺量級左右停滯不前。
第三階段則是2000-2011年的高速發(fā)展階段,在此期間,中國機(jī)床消費(fèi)量和總產(chǎn)量分別在2002年和2009年成為世界首位,之后始終保持機(jī)床生產(chǎn)和消費(fèi)世界第一。
第四階段便是2011年-2019年的行業(yè)下行周期,高端制造業(yè)回流歐美,中低端轉(zhuǎn)移向東南亞及亞非拉地區(qū),國內(nèi)以中低檔為主的機(jī)床產(chǎn)業(yè)受到強(qiáng)大沖擊。
第五階段于2019年開始,行業(yè)進(jìn)入了存量替換周期,產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)開始調(diào)整升級,有望進(jìn)入新一輪周期。
根據(jù)Gardner公司數(shù)據(jù),無論是消費(fèi)額還是產(chǎn)量,目前全球機(jī)床行業(yè)仍處于周期底部。
而根據(jù)NTMA發(fā)布的報告,全球機(jī)床市場2011年以來的萎縮大部分歸因于中國。2019年中國機(jī)床消費(fèi)額減少了64億美元,占全球減少總額的近一半;2019年中國機(jī)床產(chǎn)量減少了46億美元。
過去8年中,中國機(jī)床有6年時間產(chǎn)量都是下降的。
從數(shù)據(jù)看,中國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的中心,2009年以來,一直穩(wěn)居世界第一大機(jī)床生產(chǎn)國、消費(fèi)國和進(jìn)口國的位置。2019年數(shù)據(jù)顯示,我國機(jī)床生產(chǎn)總額為194.2億美元,全球占比23.10%,機(jī)床消費(fèi)總額為223億美元,全球占比27.16%。
雖然從生產(chǎn)量和消費(fèi)量角度看,中國機(jī)床的規(guī)模都是當(dāng)今全球當(dāng)之無愧的第一,但令人心酸的是,我們正面臨“大而不強(qiáng)”的尷尬處境:
所有機(jī)床企業(yè)裹在一起,我們是最大的,但沒有任何一家公司拎到國際市場上是能打的。
根據(jù)Wind及賽迪顧問數(shù)據(jù),2019年全球十大機(jī)床企業(yè)中日本企業(yè)4家,德國4家,美國2家,其中日本機(jī)床龍頭企業(yè)山崎馬扎克2019年營業(yè)收入359.04億元,而我國營業(yè)收入最高的10家機(jī)床企業(yè)2019年營業(yè)收入之和僅為112.54億元,為山崎馬扎克一家營業(yè)收入的31.34%,我國機(jī)床企業(yè)盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海外巨頭。
從價格來看,對比也相當(dāng)顯著。2019年,我國金屬加工機(jī)床進(jìn)口均價為12.39萬美元,數(shù)控機(jī)床進(jìn)口均價為28.38萬美元,而我國出口的金屬加工機(jī)床均價則只有326.45美元,兩者差距巨大。
這便是“低端”與“高端”之間的差異了。
此前,一位機(jī)床行業(yè)的專家曾經(jīng)撰文,他認(rèn)為從專業(yè)的角度重新審視近十年來中國機(jī)床市場的實際競爭狀態(tài),可以概括為:
低端內(nèi)戰(zhàn)、中端爭奪、高端失守。
從數(shù)據(jù)上看,低端數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率已高達(dá)近90%,中端產(chǎn)品也已經(jīng)到60%以上,但高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化率,目前仍然低于10%。
機(jī)床產(chǎn)品的檔次劃分是針對特定市場的相對的和動態(tài)的概念,并沒有明確的界定標(biāo)準(zhǔn),盡管如此,人們習(xí)慣用高、中、低端三個類別大致區(qū)分機(jī)床產(chǎn)品的檔次。
大體來說,高端數(shù)控機(jī)床需要實現(xiàn)更高精度、高復(fù)雜性、高效高動態(tài)的加工,主要應(yīng)用于航空航天、精密模具、軍工、電子、船舶等高端工業(yè)領(lǐng)域。
長期以來,我國機(jī)床在低端和高端領(lǐng)域的競爭態(tài)勢一直沒有發(fā)生明顯變化。
低端領(lǐng)域一直是本土企業(yè)參與競爭。高端領(lǐng)域,由于差距懸殊,國產(chǎn)機(jī)床基本上還不具備市場競爭能力。
而中端市場領(lǐng)域一直是國產(chǎn)機(jī)床與進(jìn)口機(jī)床爭奪的主戰(zhàn)場,也是我們曾經(jīng)瀕臨全面失守的領(lǐng)域,爭奪這一領(lǐng)域的市場份額,是多數(shù)機(jī)床企業(yè)長期以來的主攻方向。
隨著我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)的全面普及,中檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷趨向成熟,再加上本土優(yōu)勢的助力,國產(chǎn)中檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的市場競爭力逐步增強(qiáng),市場份額逐漸擴(kuò)大,市場地位日益鞏固,逐步扭轉(zhuǎn)了長期被動挨打的局面。
近10年來,國產(chǎn)機(jī)床已經(jīng)在本土中端市場占據(jù)了半壁江山,基本實現(xiàn)了由被動防守到長期相持再到積極進(jìn)攻的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。
同時,我國機(jī)床企業(yè)并沒有因?qū)嵙沂夥艞壴诟叨祟I(lǐng)域的努力進(jìn)取,2009年正式啟動的國家高檔數(shù)控機(jī)床重大科技專項(簡稱“專項”)也發(fā)揮了有力的推動作用。據(jù)統(tǒng)計,2009年至2018年,專項共安排課題600項,其中,近70%的課題已經(jīng)完成。
專項的實施,顯著加快了高檔數(shù)控機(jī)床及其功能單元和關(guān)鍵零部件的技術(shù)研發(fā)步伐,許多高檔產(chǎn)品品種實現(xiàn)了“從無到有”的跨越,為參與高端領(lǐng)域的市場競爭進(jìn)一步積蓄了能量。
但從結(jié)果看,這還不夠。
困境:供應(yīng)鏈、研發(fā)、路徑依賴多問題并存
數(shù)控機(jī)床的制造是要分部件來看的,和芯片制造要分設(shè)備、設(shè)計、制造、封測等環(huán)節(jié)有些類似。
從結(jié)構(gòu)上來看,數(shù)控機(jī)床由數(shù)控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件、驅(qū)動系統(tǒng)、刀庫刀塔組件等構(gòu)成,每個部分承擔(dān)不同的功能。其中,結(jié)構(gòu)件、數(shù)字系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)三個部分在數(shù)控機(jī)床的成本中占比較高,以海天精工招股書中披露的數(shù)據(jù)為例,這三項成本占比分別為35%、22%和20%。
隨著世界智能制造裝備技術(shù)的快速發(fā)展,高精、高速、高效、高穩(wěn)定性成為數(shù)控機(jī)床的主要衡量指標(biāo),構(gòu)成行業(yè)現(xiàn)階段的技術(shù)研發(fā)的焦點(diǎn)。
可以說,數(shù)控機(jī)床的每一個部件,都對最終的產(chǎn)品生產(chǎn)具有重大影響,任何一個環(huán)節(jié)的不夠精良都會造成生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的下降。
從國內(nèi)外對比來看,在刀庫、刀塔、刀具等相對低價值量的領(lǐng)域,國產(chǎn)廠商的水平與國際水平較接近。
但高檔機(jī)床、主軸和導(dǎo)航等領(lǐng)域,基本最多只能替代到國外中端產(chǎn)品,距離高端仍然差一截。低端產(chǎn)品貿(mào)易增加值較低,而高附加值的領(lǐng)域?qū)?shù)控機(jī)床的要求也更高,例如軍工等核心高端需求部門,不能容忍不精確、不穩(wěn)定的生產(chǎn),但同時這些又是國家安全的核心領(lǐng)域,不能也不應(yīng)假手于他人。
以數(shù)控系統(tǒng)為例,在2016年數(shù)控機(jī)床專項支持下已經(jīng)有所進(jìn)步。專項研發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售1000余套,國內(nèi)市場占有率由專項啟動前的不足1%提高到了5%左右。中檔數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn),國內(nèi)市場占有率從10%提高到25%。
但五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床其他關(guān)鍵部件存在“卡脖子”情況,部分核心關(guān)鍵部件的加工精度、可靠性不足,數(shù)控系統(tǒng)功能也相對落后。
技術(shù)差距只是果,其背后長期以來國內(nèi)機(jī)床產(chǎn)業(yè)面臨的共性問題才是真正的因。這其中的問題包括供應(yīng)鏈問題、研發(fā)體系問題以及路徑依賴等。
1. 供應(yīng)鏈不匹配
從供應(yīng)鏈角度來說,西方發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)70年代末至80年代初就已基本完成了普通機(jī)床向數(shù)控機(jī)床的升級,而我國大致在2013年以后才基本完成這一過程。由普通機(jī)床升級為數(shù)控機(jī)床,不僅僅是產(chǎn)品技術(shù)的代際升級,同時還伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)的明顯變化,即由普通機(jī)床時代大而全的企業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài),演變?yōu)閿?shù)控機(jī)床時代以高度社會化分工為主要特征的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。
而中國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)起步晚且起點(diǎn)低,主要功能單元和關(guān)鍵零部件等發(fā)展嚴(yán)重滯后,恰逢開放政策后,國外的成熟數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品紛紛進(jìn)入國內(nèi)市場,以進(jìn)口配套產(chǎn)品為主導(dǎo)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈很快形成,機(jī)床制造企業(yè)可以方便地在家門口采購進(jìn)口配套產(chǎn)品。逐漸,這種配套成為一種慣性,反過來壓縮了國產(chǎn)配套產(chǎn)品的進(jìn)步和發(fā)展空間。
2. 研發(fā)體系尚未形成
“一五”到改革開放前,我國已經(jīng)形成了相對完整的機(jī)床工業(yè)體系,除了重點(diǎn)骨干企業(yè)群體外還有“一類所”和“二類所”。之后隨著企業(yè)化的推進(jìn),這些研發(fā)體系的組成單元在“產(chǎn)學(xué)研”一體化上尚未實現(xiàn)最佳的實際效果,尤其是在“研”上有所缺失。
總體來說,“研”的地位被弱化且碎片化了,沒有形成良好的技術(shù)共享機(jī)制,而這是一個良好的技術(shù)研發(fā)體系必不可少的。
3. 引進(jìn)的技術(shù)依賴
在國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最初一段時間,“引進(jìn)合作”、“跟蹤模仿”是主要的技術(shù)路線,誠然,這樣做速度快、風(fēng)險小且成本低,是符合一般規(guī)律的。
但與此同時,消極的路徑依賴也就此出現(xiàn),弱化了主動創(chuàng)新的意識。
2004年-2010年期間,國內(nèi)機(jī)床企業(yè)還曾經(jīng)希望通過并購國際品牌達(dá)成翻盤目標(biāo)。
例如:秦川機(jī)床在美國收購了拉削的聯(lián)合美國工業(yè)UAI、重慶機(jī)床并購英國PTG公司三個品牌獲得了螺桿機(jī)床的技術(shù)、沈陽機(jī)床和北一機(jī)床分別收購了龍門銑床的頂級品牌希斯和瓦德里希科堡、杭州機(jī)床廠收購了德國磨床aba。然而這些并購多以失敗告終:aba于2010年申請破產(chǎn),被德國同行接收;KELCH在2010年申請破產(chǎn),重組后在德國新廠運(yùn)營;瓦爾德里希科堡自2011年后連年虧損;希斯則在2019年年年初申請破產(chǎn)。
尤其是在2019年以來的外部摩擦發(fā)生之后,中國人最終徹底認(rèn)識到了真正的核心技術(shù)是無法通過模仿學(xué)到的,還是要依靠自身的研發(fā)和創(chuàng)新。
除了這三條因素之外,浮躁的心態(tài)、被輕視的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也是重要原因。
前路:迎接百年大變局
從2015年起,高端數(shù)控機(jī)床多次出現(xiàn)在各項國家的政策中,至少從政策層面,數(shù)控機(jī)床的升級以及替代,終于正式成為了一個明確的方向。
中國的計劃經(jīng)濟(jì)時代,曾經(jīng)有18家國有機(jī)床廠,堪稱十八羅漢,在機(jī)床行業(yè)起到定海神針、舉足輕重的作用。但很顯然,國營這條路最終沒有走出來。
改革開放的到來使民營企業(yè)迎來了全新的發(fā)展機(jī)會。
時至今日,在民營廠商中,收入排名靠前的公司包括創(chuàng)世紀(jì)、海天精工、浙海德曼、國盛智科等公司,雖然在國際上排名尚不領(lǐng)先,但在國內(nèi)各細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)位居頭部位置。
國企也沒有停下腳步,2019年4月和12月,中國通用技術(shù)集團(tuán)相繼對大連機(jī)床集團(tuán)和沈陽機(jī)床集團(tuán)實施重組,標(biāo)志著國內(nèi)機(jī)床行業(yè)加速整合的大幕已然拉開。
或許我們還應(yīng)該注意到,在文章開頭提到的國資委擴(kuò)大會議上的這段話中,還有重點(diǎn)提出“中央企業(yè)主動融入“,也昭示了國營機(jī)床企業(yè)重組的持續(xù)性。
因此,未來國內(nèi)機(jī)床行業(yè)有望呈現(xiàn)三分天下的格局:
1. 以山崎馬扎克為代表的外資品牌。短期內(nèi)仍將主導(dǎo)國內(nèi)高端機(jī)床領(lǐng)域,其較高市占率的格局不會有明顯變化;
2. 以中國通用技術(shù)集團(tuán)為代表的國企。沈陽機(jī)床和大連機(jī)床被央企中國通用收購,體現(xiàn)出國家對機(jī)床行業(yè)的支持力度不減,隨著全行業(yè)兼并重組進(jìn)程的展開,國內(nèi)機(jī)床行業(yè)競爭格局將得到逐步優(yōu)化;
3. 以海天精工為代表的民企。將持續(xù)受益國營機(jī)床企業(yè)重組進(jìn)程。
中國制造正面臨著百年大變局。
對于經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展卻并沒有走出一條行之有效路徑的中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)來說,被國資委會議提高到“工業(yè)母機(jī)”的高度在此刻顯得十分重要。
然而,政策重視還不足夠,徒有獨(dú)立的創(chuàng)新意識也不夠。
中國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)投資周期長,經(jīng)營業(yè)績很難短期實現(xiàn)。這樣的產(chǎn)業(yè)如果以短視的目光來看待,很難成長出真正的優(yōu)秀企業(yè)。
這是一個需要慢火細(xì)熬的行業(yè)。
以長盛不衰的日本山崎馬扎克為例,目前進(jìn)入第三代家族領(lǐng)導(dǎo)人,已經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)二十年了。而此前第二代,則實權(quán)執(zhí)掌了馬扎克整整五十年的權(quán)印。
因此,在當(dāng)前的中國,想要真正實現(xiàn)工業(yè)母機(jī)的自主化,需要一整套完整的發(fā)展戰(zhàn)略、公共的研究土壤、共享的研發(fā)體系,而非讓孤立的企業(yè)單打獨(dú)斗。
畢竟,在工業(yè)母機(jī)之上,承載的是中國制造業(yè)的星辰大海。