• --熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動

                                    12月21日,中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》(科協辦函普字【2020】158號),江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動,被評為優秀科普活動。

                            • 十九屆五中全會提出:

                                確立現代化建設全局中的核心 —— 堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位,把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐,面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略,完善國家創新體系,加快建設科技強國。要強化國家戰略科技力量,提升企業技術創新能力,激發人才創新活力,完善科技創新體制機制。

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                              瑞士機床“斷供”,中國面臨怎樣的威脅?

                              時間:2021/7/16 14:31:45    瀏覽次數:2789    字體:   

                              美國打壓中國的把戲,無時無刻不在上演。早在2021年4月底,就有外媒透露,美國將要求瑞士不準再向中國出口高精度機床。這是繼阻撓荷蘭向中國企業出售光刻機之后,美國再次使用帝國主義的強權政治手段,擾亂全球市場經濟秩序。



                              對中國而言,瑞士是機床的主要進口國和地區之一。2020年1-11月,中國從瑞士共進口了305臺數控機床,盡管只占全部進口數量的3.94%,但瑞士機床廣泛應用于我國航空航天、軍工制造等關鍵領域,與國家安全息息相關。

                                與國際巨頭相比,我國機床行業起步較晚,在核心技術方面有著較大差距。以高檔數控系統為例,國內超九成的高檔數控系統都需要依賴進口。這種核心技術的差距直接體現在機床進出口價格方面。據悉,2014年至今,我國進口機床的每臺均價在25萬美元左右,折合人民幣160萬元,而瑞士的機床產品價格更高,2020年,瑞士向中國出口的高端機床均價已超過51萬美元,折合人民幣330萬元。有人計算過,如果論斤兩出售機床,瑞士機床每公斤的價格是日本機床的2.8倍、美國機床的3.2倍、是中國大陸出口機床的10倍。


                              除了高額的費用,很多瑞士機床所具有的先進技術和卓越品質,目前在世界范圍內幾乎找不到可以替代的產品。

                              舉例來說,在航空航天領域,人們關注的是設備對于鈦合金、高溫合金的加工能力、機床的剛性以及加工精度等,瑞士GF阿奇夏米爾機床公司的一款五軸聯動高性能銑削加工中心,可以只用18個小時就完成對鈦合金葉輪的所有加工,此外,其電火花成形機床和線切割機床所特有的專家系統可以優化粗加工和精加工的策略,不僅不會產生加工工件變質層,材料或微觀結構也不會發生變化,能夠廣泛應用于航空樹形槽的加工,為航空提供安全保證。

                              瑞士的另一家機床公司寶美,一直專注于為小型精密復雜零件的加工提供解決方案。主要用戶包括沈陽黎明發動機公司,西安飛行自動控制研究所,洪都航空工業集團,上海航天八院微特電機等大公司。這些用戶往往對加工有及特殊的要求,比如要求一次裝夾。寶美的一款銑車復合中心不僅最高可以配備3根電主軸和7根數控軸,還可以一次裝夾完成復雜零件的全部工序。

                              我們來看一些具體的數據:在緊湊、高性能方面,它擁有1.1G的加速度;50米/分的進給速度;直線電機,1.5秒內主軸轉速達到30000轉/分;加工主軸從0度擺動到90度只需0.35秒;60個刀位的刀庫,HSK40刀柄。在醫療器械、齒科、航空航天、汽車零部件、連接器和首飾業等部分典型復雜零件和難加工零件領域具有絕對的優勢。

                              可想而知,一旦瑞士機床真的“斷供”,“卡脖子”危機箭在弦上。

                              1/ 瑞士機床,我們為什么學不會?


                              “瑞士機床”享譽全球。作為德語系國家之一,瑞士人沿襲了德語國家嚴謹認真的“工匠精神”,對工藝有著精益求精的執著,它的精密制造的奧秘全藏在了產品里。有一些機床公司的機器從模具到關鍵零部件,全部由手工打造,世界上沒有任何一個人能夠仿制。這也使得瑞士機床無論在經濟危機時期,還是經歷歐債危機,永遠是屹立不倒的隱形冠軍。

                              瑞士從事機床生產的企業數量并不多,僅有二十幾家,比較知名的品牌有GF阿奇夏米爾、米克朗、瑞士精機等。但是長期以來,瑞士機床出口額始終位居世界前五位,人均機床出口創匯近30年來穩居世界第一,世界上有150多個國家是瑞士機床產品的長期用戶。尤其是精密機床,更受各國青睞。就連在知名機床領域中占據著舉足輕重的地位的德國,也要從瑞士進口機床。數據顯示,2018年,德國從瑞士進口了價值11.62億歐元的機床設備,較2017年增長了13%,而且仍表現出上升趨勢。

                              那么,瑞士機床行業到底有哪些獨一無二的特性,值得全球客戶信賴?

                              1)小而精、專。瑞士機床公司的規模通常都不大,員工人數在100-300人之間;公司的產品型號不多,每年量產一、二百臺機床;售價在千萬到億級瑞士法郎;基本聚焦在兩三個特定或細分行業,因此可以深刻理解客戶的需求與痛點,不斷迭代自己的產品,為客戶提供高端產品和優良服務。

                              2)核心技術。在瑞士,無論規模多小的機床公司,都把針對行業特殊需求的核心技術牢牢掌握在自己手中,這為公司產品的迭代與創新提供了有力的保障。而且,往往一個由20-30人組成的研發團隊就能夠掌握從主軸、轉臺、自動化系統到機床等各方面的設計與制造。

                              3)傳承與創新。瑞士的機床公司既有百年老企業,也有成立三、四十年的“后起之秀”,大部分企業老板都會經歷至少兩到三代人。無論是子承父業還是職業經理人,基本上他們都對精密裝備充滿了熱情與自豪,都會秉承高端與精密的理念,不斷迭代產品,既有基于經驗和工藝的創新(如Tornos),又有基于科學進步的創新(如威立銘)。

                              4)產業人才與教育。瑞士產業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。瑞士培養工程師的大學共有兩所聯邦理工學院(ETH 和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)。這幾所瑞士大學對學生的動手能力訓練是相當扎實的。


                              反觀我國的機床公司,在戰略層面,往往把規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(“先大后強” 戰略),政府也經常通過金融、項目和土地政策去鼓勵企業把規模搞大。當機床企業把銷售規模做大以后,很多便進入了來錢更快的房地產行業, 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以失敗破產告終(如沈陽機床和大連機床)。

                              在核心技術研發上,我國機床公司往往只停留在系統集成層面,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。

                              在傳承與創新上,我國機床行業,不光國企很難迭代,管理者擔任一任或兩任就調離或升官,而私企也往往面臨沒有人接班的問題,而且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。

                              在人才培養上,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驗,但當碰到問題時,則缺少追根究底、創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。此外,國企的提拔機制往往更傾向于學歷而不是能力,把一些沒實操經驗的人提到管理崗位,所生產的產品質量便可想而知了。

                              2/ 78分與95分的差距


                              2019年,國內數控機床產業規模約為3270 億元,占全球比重的31.5%,中國已成為全球第一大數控機床消費國。面對瑞士機床即將“斷供”的輿論,有業內人士評價,當前國內機床水平已經足夠軍用,如果瑞士頂尖機床的水平是95分,那么我們已經達到了78分左右。


                              但是縱觀美國對中國一系列的打壓政策,從5G到芯片,到光刻機,再到現在的機床,無不反映出一個問題,那就是越是高端的工藝技術,中國科技企業就越是缺乏。而我們若想打破“卡脖子”的限制,不能只是從一兩個技術入手,而是需要重塑一個科學的產業創新體系,對我國而言也是一個極具挑戰性的問題。


                              從大學的基礎研究到最后的產品是一條難以逾越的鴻溝。很多國家通過建立技術創新中心(Technology Innovation Center)試圖來銜接這條鴻溝。著名的技術創新中心有德國的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。這些技術創新中心通過銜接企業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,讓企業去完成產品化的最后一公里。




                              瑞士與制造相關的技術創新中心有EMPAINSPIRE,后者坐落在蘇黎世的瑞士聯邦理工(ETH)旁。INSPIRE共有員工70多人,每年運行經費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4.0和產品測試與評估。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、動力系統與控制研究所、機器人與智能制造研究所、制造流程研究所。
                              INSPIRE和ETH在磨削領域的研究有很好的行業口碑,著名的聯合磨削技術公司United Grinding Technology的多家子公司,如STUDER是其重要的企業合作伙伴。瑞士的核心零部件企業(傳動部件領域的Schneeberger、伺服/直驅電機領域的Etel和Maxon等,主軸領域的Fisher,Step-tec和IBAG等,數控系統領域的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、醫療器械、精密零部件等)的優質企業構成了瑞士機床產業生態的鐵三角。

                              政府通過雙元制模式的職業教育,應用科技大學和研究型大學三重體系來培養產業所需的各類人才,通過設立匹配的大學研究所和產業研究所(INSPIRE和EMPA)把大學的原創技術一步一步推向產業一線,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)類似的產業資助項目來完成技術產業化的最后一公里。



                              我國在計劃經濟時代,學蘇聯建立起的產業創新體系(主管部門 -部屬企業 -部屬研究院所 -部屬大學/職校),改革開放后在市場經濟的大環境下基本解體。但遺憾的是,我們并沒能繼續建立起一個新體系。在此情況下,政府試圖通過一些專項(比如04專項)去推動產業變革的效果極其有限。

                              經過長期的調研和梳理,有學者結合我國當前實際,總結出了一個機床企業成功所必備的10個基本條件:

                              1)市場需求尤其是新興市場需求必定是企業發展的前提條件。中國是世界第一大機床市場,還在不斷涌現出新興需求(如手機和電池制造等)這對企業來說是一個不錯的市場環境。

                              2)機床是個多技術融合、需長期積累的行業,對創始人和產品經理都有極高的要求,這也是新工科和雙元制教育的定位和使命。3)企業只有為客戶創造價值才能找到自己的生存空間。找準問題,定義好產品,提供優質服務是瑞士機床企業的發展之道。當前我國企業往往把規??吹眠^重,忽視了客戶的需求。

                              4)研發一款好的機床產品需要一個學科交叉、創新能力強的團隊。國企雖然能吸引一些相對優秀的人才,但其僵化的機制也制約了團隊的發揮,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。通過個人興趣培養和雙元制教育去塑造企業文化和工匠精神,是瑞士、德國和日本的成功之道。而中國的職業技術學校更看重學歷,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)用科學方法去系統分析和解決產品設計過程中的問題至關重要。我們很多企業研發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。7)不斷迭代與持久戰,對于做好一款機床產品是必不可少的。國企頻繁的干部調動是十八羅漢陷入困境的一個主因。一個好的機床公司,甚至需要兩代人的努力。

                              8)科學的管理方法不僅能激發交叉團隊的創新能力,更能確保項目的高效率實施。9)很多機床公司倒在了規?;投嘣穆飞?/span>,忘記了小而精是做好機床企業的關鍵。如果能在中國這么大的市場做精做透,必然會產生一定的規模效應。10)迭代離不開持續投入。

                              總體而言,中國若想把裝備,尤其是機床產業搞好,需要在產業生態和產業創新體系構建這兩個方面下功夫。從產業生態角度講,我們要重點培育自己的C端品牌產業,創造新的高端需求來引領從芯片、材料、核心部件、裝備到工廠整個B端產業鏈的健康發展。

                              美國的半導體裝備產業有今天,則得益于當年美國芯片產業的強大需求;日本的機床和工業機器人產業有今天,也得益于當年日本和美國汽車制造業的強大需求;而瑞士的機床產業有今天同樣得益于當年瑞士和歐洲的鐘表、醫療科技和精密部件產業的強大需求??看ず蛧馄放坪茈y建立起自己強大的裝備和制造產業鏈(包括芯片/材料和核心零部件)。

                              從產業創新體系角度講,市場經濟環境下,一是雙元制模式的技師、技工的培養,以及新工科教育模式的工程師和創業者培養;二是產業創新平臺的構建。

                              東莞技師學院探索了一條中國產業特色的雙元制人才培養模式,香港科技大學南方科技大學等高校也在探索新工科模式下的創新人才培養。德國的Fraunhofer瑞士的INSPIRE都為德國和瑞士機床產業的發展做出了重要貢獻。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業發展起來。因為我們需要一個更有效、更創新的機制去把高校、政府、產業和創業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業基地的高端裝備產業孵化平臺。

                              總之,推動中國制造業轉型升級,還有很長的路要走。不論是芯片還是高精度機床,如果部分中國企業依然秉承“造不如買,買不如租”的思想,那么最終只會被時代淘汰,中國的制造業也將永遠受制于人。




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