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數控機床,工業(yè)母機中的戰斗機

工業(yè)母機就是機床,也就是生產(chǎn)機器的機器。很多人都抱怨我國機床技術(shù)含量不高,今天就來(lái)介紹一下工業(yè)母機中...

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數控機床,工業(yè)母機中的戰斗機

來(lái)源:PRATIC 普拉迪 點(diǎn)擊數:2087次 更新時(shí)間:2024-06-05

  工業(yè)母機這股大風(fēng)是怎么吹起來(lái)呢?當然是從北京吹起的。2021年8月19日,高層在會(huì )議上將工業(yè)母機位于首位,排序在高端芯片、新材料、新能源汽車(chē)之前,體現出其重要地位。工業(yè)母機就是機床,也就是生產(chǎn)機器的機器。很多人都抱怨我國機床技術(shù)含量不高,今天就來(lái)介紹一下工業(yè)母機中最靚的仔——數控機床。數控機床,聽(tīng)上名字就高大上,尤其是高端數控機床的水平、品種和生產(chǎn)能力反映了國家的領(lǐng)先技術(shù)水平。目前我國的機床制造業(yè)處于全世界機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)階段。對于制造業(yè)大國而言,高端數控機床已成為兵家必爭之地。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),數控機床就是裝備了數字化信號控制技術(shù)的機床,數控裝置是數控機床的大腦。它較普通機床具有加工精度高、生產(chǎn)效率強、具有故障診斷能力的優(yōu)點(diǎn)。先別驚訝,還有而高端數控機床在數控機床的基礎上,又集合了高速、精密、智能、復合、多軸聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò )通信等先進(jìn)功能。

  中國數控機床行業(yè)屬于千億級別的市場(chǎng)。據中商產(chǎn)業(yè)研究院數據預測, 2020年受疫情影響,數控機床市場(chǎng)增速回落,中國數控機床產(chǎn)業(yè)規模為2473億元,但2021年數控機床產(chǎn)業(yè)規模將創(chuàng )新高,預計將達3576億元,同比增長(cháng)44.61%。同時(shí),據中國機床工具工業(yè)協(xié)會(huì )統計,1-6月,協(xié)會(huì )重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)中,金屬切削機床(數控機床一般分為金屬切削機床和成型機床)新增訂單同比增長(cháng)41%;在手訂單增長(cháng)20.6%;產(chǎn)量增長(cháng)30.7%;營(yíng)收增長(cháng)50.7%;利潤總額15.5億元(去年同期為虧損2.1億元)。

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一.我國機床行業(yè)的悲慘歷史

  我國機床行業(yè)起步較晚,新中國成立后確定的18家國有骨干企業(yè),即所謂的“十八羅漢”,代表了當時(shí)國內機床發(fā)展的最高水平。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放40多年的研究和探索,中國已經(jīng)完成了從“制造弱國”向“制造大國”的轉變,并且在數控機床方面已經(jīng)獲得一些成就,但與發(fā)達國家相比仍處于落后的階段。沈陽(yáng)機床廠(chǎng)(000410)曾經(jīng)是國內外機床領(lǐng)域的王者,然而 2019 年 8 月,沈陽(yáng)機床廠(chǎng)宣布負債 800 億并面臨破產(chǎn)重組,2020 年重組后還在繼續嚴重虧損。目前,除了濟南二機床,中國機床行業(yè)十八羅漢基本全軍覆沒(méi)。

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  國內數控機床的玩家一共有三個(gè)陣營(yíng)(如下圖)。其中最高端的第一陣營(yíng)主要被實(shí)力雄厚的日本、美國、德國等跨國公司壟斷。我國高端數控機床領(lǐng)域的基礎薄弱,尚有部分核心技術(shù)還未掌握,已成為嚴重制約我國向制造強國邁進(jìn)的卡脖子問(wèn)題。2019年我國高端數控機床國產(chǎn)化率僅約7%,數控機床每年進(jìn)口數量超過(guò)1萬(wàn)臺,金額已接近30億美元。

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二.我們和國外的差距在哪里?

綜合來(lái)看,我國高端數控機床的差距主要體現在如下幾個(gè)方面:


1.行業(yè)集中度較低

  機床行業(yè)的下游是零部件加工企業(yè)。這些企業(yè)的需求千差萬(wàn)別。比如,有的加工軸承,有的加工鏟子。即使是同類(lèi)型機床需要加工的產(chǎn)品也完全不同,舉個(gè)例子,甲企業(yè)需要加工平頭型螺絲刀,乙企業(yè)需要加工十字型螺絲刀。加工需求的不同,出廠(chǎng)前的機床定制需求也就千差萬(wàn)別,所以整個(gè)機床行業(yè)無(wú)法像手機企業(yè)一樣形成一個(gè)大型統一的公司,來(lái)生產(chǎn)一件單一的產(chǎn)品既能賣(mài)給企業(yè)甲也能賣(mài)給企業(yè)乙。

  從行業(yè)特征上來(lái)看,機床企業(yè)整合難度較大。國外高端數控機床企業(yè)起步早、發(fā)展快,多以百年老店為主。如德國的德馬吉森精機、日本的大隈等,行業(yè)已呈現寡頭趨勢。企業(yè)擁有完善的工業(yè)數據庫、研發(fā)和產(chǎn)品體系和全球化布局的能力。頭部企業(yè)既能滿(mǎn)足企業(yè)甲、又能滿(mǎn)足企業(yè)乙的需求。反觀(guān)國內,我國機床行業(yè)的現狀行業(yè)較為分散、沒(méi)有統一的產(chǎn)業(yè)模式,未能形成規模效應。據統計,我國2019年數控機床CR10(排名前十的總和,用來(lái)衡量行業(yè)集中度)不到30%。

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2.核心技術(shù)水平較低

  我國高端數控機床的技術(shù)水平方面的差距主要體現在四個(gè)方面:可靠性水平、復雜零部件加工水平、檢測技術(shù)水平、智能化水平。其中,機床可靠性和智能化兩個(gè)因素水平最為關(guān)鍵,決定了一臺機床的價(jià)值水平。機床可靠性主要由靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、熱力特性三大特性決定。國內更注重定位精度等靜態(tài)特性指標,忽視對動(dòng)態(tài)特性和熱力特性帶來(lái)的誤差的研究。這帶來(lái)的后果是,機床靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能協(xié)調性不高,高速加工的同時(shí)難以保證高精度;機床熱誤差控制相關(guān)技術(shù)不成熟,長(cháng)時(shí)間連續工作情況下,難以保證高精度。關(guān)于智能化,現在高端數控機床已經(jīng)開(kāi)始從數控自動(dòng)化向數字智能化方向發(fā)展,設備聯(lián)網(wǎng),芯片融入AI控制技術(shù)已經(jīng)是逐漸從實(shí)驗室走向生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)了。從 2016 年開(kāi)始國內就陸續出現黑燈工廠(chǎng)(工業(yè)4.0)項目,但這些技術(shù)主要被國外壟斷的,國外企業(yè)及其注重對知識產(chǎn)權的保護,導致我國與國外的差距越來(lái)越大。


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3.人才儲備不足

  機床行業(yè)是資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè),專(zhuān)業(yè)度極高,越是高端的數控機床,越是需要能夠熟練掌握機床調試的技術(shù)人才。但是類(lèi)似的人才在我國十分稀缺。培養成熟的機床技術(shù)工程師至少需要三年的培養周期,導致了我國高端機床產(chǎn)量的嚴重不足。無(wú)法生產(chǎn)高端機床就無(wú)法培養能夠掌握高端機床的新技術(shù)人才,導致機床行業(yè)陷入了惡性循環(huán)。據公開(kāi)信息報道,機床行業(yè)在人才上出現了斷代,所以建立一個(gè)有利于機床工程師進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新的環(huán)境很重要。雖然中國的教育基礎很強大,但在技術(shù)人才培養上卻比較輕視。歐美發(fā)達國家美國、德國等的教育體制重視對工程師的培養,相當比例的年輕人會(huì )選擇去技術(shù)學(xué)校學(xué)習。而我國在這方面的重視程度明顯不足,技能類(lèi)人才培養體制機制尚不完善。


三.未來(lái)如何趕超?

  滴水成淵,匯流成河,從量變的積累到質(zhì)變的飛躍,仍需要一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程。展望數控機床未來(lái),我國需要加大高端數控機床的投入,實(shí)現國產(chǎn)替代,最終搶占行業(yè)的制高點(diǎn)。從機床的價(jià)值鏈(包括研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等)來(lái)看:一方面,在機床研發(fā)方面可以借鑒國外的經(jīng)驗,與科研院所、大學(xué)與企業(yè)密切合作,專(zhuān)注于技術(shù)創(chuàng )新,從源頭攻克關(guān)鍵核心技術(shù),加強知識產(chǎn)權保護,搶占行業(yè)的制高點(diǎn),完成技術(shù)的研究與儲備,最后由企業(yè)實(shí)現機床產(chǎn)品化的最后一公里;另一方面,要加快數控機床領(lǐng)域人才培養的相關(guān)政策,加強人才隊伍建設,建立人才實(shí)訓基地以滿(mǎn)足高素質(zhì)復合型技術(shù)人才的培養需求,持續提升我國高端數控機床的制造“本領(lǐng)”。

  數控機床,工業(yè)母機中的戰斗機,我國怎能落后?


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