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风口上的工业母机
发布时间:2021-09-15
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  8月,国资委党委召开会议指出,要把科技创新摆在更加突出的位置,推动央企主动融入国家基础研究、应用基础研究创新体系,针对工业母机、高端芯片、新材料、新能源汽车等加强关键核心技术攻关,努力打造原创技术“策源地”。

  国资委会议为何点名工业母机,并将其排在高端芯片前面?我国工业母机发展现状如何?产业机遇又在哪些方面?近日,上海证券报记者对部分工业母机企业进行了调研。

  记者多方采访后发现,工业母机引得资本入场的背后,不仅有政策红利,更有国产工业母机技术持续突破、国内市场需求步入新旧更替爆发期等因素。

  “七大瓶颈”之首

  工业母机的重要性体现在多个方面:它是国家基础制造能力的综合体现;机床产品的质量和性能决定了一个国家制造业的质量和发展水平;长期以来,高档数控机床大量依赖进口,非常影响我国的工业安全、产业安全和国防安全。

  工业母机,广义上是指制造机器和机械的机器,狭义上指机床。那么,机床为何能排在高端芯片、新材料和新能源汽车前面?

  “机床作为基础性、战略性产业,处于制造业产业链前端,自主可控的数控机床对于我国的重要性不亚于大飞机、计算机CPU芯片。”华中数控董事长陈吉红表示。

  2018年5月举行的两院院士大会提出,工业母机、高端芯片、基础软硬件、开发平台、基本算法、基础元器件、基础材料等瓶颈仍然突出,关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变。由此,承载着整个制造业基础的工业母机也被视为“七大瓶颈”之首。

  工业母机的重要性体现在多个方面。

  首先,它是国家基础制造能力的综合体现。特别是高档数控机床,其技术水平代表了国家工业化的水平。

  其次,机床产品的质量和性能决定了一个国家制造业的质量和发展水平。从国防工业到民用工业,都离不开机床。

  再次,长期以来,高档数控机床大量依赖进口,非常影响我国的工业安全、产业安全和国防安全。

  “十八罗汉”艰难探索

  关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。

  作为战略物资,针对工业母机,西方国家一直对我国实行严苛的封锁。

  新中国成立后,在国家相关部门的支持下,我国很快形成了较为完整的机床产业布局,其中有18家国有骨干机床厂立下汗马功劳,也被业内称为“十八罗汉”。

  此后,随着“三线建设”的布局,以及为二汽配套开展的“精密机床会战”,为机床行业聚集了大量高水平人才,推动了机床行业发展。

  不过,随着时代的发展,一度声名显赫的“十八罗汉”,一个个“弯道脱轨”,要么被并购,要么破产重整,目前仅剩济南第二机床厂,可喜的是,其已成长为世界三大数控冲压装备制造商之一。

  其间,除了一些行业内部整合,最引人注目的是一系列海外并购,一度被寄予厚望,却又让一大批机床人扼腕叹息。

  1996年,沈机集团耗资上亿元,引入美国桥堡的数控技术,但对方只发来一个源代码数据包,却不告知核心技术原理及使用原理,由此开发的数控机床成了废品。

  1999年,大连光洋进口日本机床时,日方强加了一串“霸王条款”:装机地点、用途要限定;擅自挪动机床,会被自动锁死,机床直接成废铁。

  2005年,沈机买下德国希斯,以为技术到手,不曾想,德国法律规定“本土知识不得外移”,五轴以上机床技术更对我国禁运。2007年,沈机打算用6000万欧元,买下一套数控系统源代码,但经专家论证发现,解读要5年,产业化还要5年,技术都过时了。

  大量教训显示,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。

  “四大金刚”技术突破

  华中8型高档数控系统、大连光洋GNC60高档数控系统、广州数控GSK27系列高档数控系统、沈阳高精GJ400总线式全数字数控系统,这4款产品被称为国产高档数控系统的“四大金刚”,为我国工业母机产业构建了坚实的底层支撑。

  令人欣慰的是,在寻求合作和引进技术的同时,一批企业始终坚持自主研发,要把命运掌握在自己手中。

  首先传出好消息的是华中数控。1993年,拥有自主知识产权的华中Ⅰ型数控系统在武汉问世,实现了国产高性能数控技术的突破。数控系统为先,是数控机床的“大脑”。

  这是一个令人热血沸腾的故事。

  1986年,时任华中工学院院长的机械制造专家黄树槐教授,带队前往日本考察。在日本一家研究所,看到陈列的日本机床数控系统被涂上不同颜色,遂询问原因。有负责接待的日本同行悄悄告知:不同颜色是标明不同的销售区域。卖给欧美的是先进型号产品,卖给中国等国家的是中低档或接近淘汰的产品。

  深受刺激的黄树槐教授和中国学者就此立志:一定要搞出自己的高性能数控系统!

  回国后,黄树槐教授牵头在学校设立了多学科合作的数控研究所,并得到多方支持。

  如今,华中数控的数控系统已经升级到第九代,通过集成AI芯片,融合AI算法,将AI、物联网等新一代智能技术与先进制造技术深度融合,实现真正的智能化,目前已在国内多家机床企业配套应用。

  街道企业出身的广州数控也闯出一条道路。1999年,该公司成功研发出GSK交流伺服驱动,不仅填补了国内空白,还让国外同类产品不得不降价50%。依靠贴近市场、就近服务,广州数控已成为我国南方最重要的机床基地。

  海外收购失利后,沈机也加大了自主研发的力度,并于2012年成功研发出一款智能数控系统,取名“i5”。不过,受多种因素影响,沈机集团于2019年被裁定破产重整,如今已隶属于央企中国通用集团。

  还有大连光洋(科德数控),该公司是做数控系统出身,后来为了验证自家的数控系统,便推出数控机床,并进一步扩大部件的范畴。目前,大连光洋(科德数控)已成国内少数实现生产自主数控系统的五轴联动数控机床企业之一,产品在我国航空航天领域得到应用。该公司今年7月登陆科创板,首日涨幅高达840%。

  华中8型高档数控系统、大连光洋GNC60高档数控系统、广州数控GSK27系列高档数控系统、沈阳高精GJ400总线式全数字数控系统,这4款产品也被称为国产高档数控系统的“四大金刚”,为我国工业母机产业构建了坚实的底层支撑。

  除了数控系统,在刀库、刀塔、刀具等相对低价值量的领域,国产厂商的水平目前已接近国际水平,涌现了一批上市公司,如华锐精密、欧科亿、中钨高新等。

  遭遇市场困境

  好的产品是用出来的。数控机床发展有自身的规律——通过大量应用,发现问题,持续修正,迭代升级,才能走向成熟、可靠。现实问题是,谁给国产机床实验的机会?

  尽管在各方面有了长足的进步,但在应用市场,中国机床企业的成绩不算亮眼。技术差距的缩小,并不等于市场的突破。

  在低端数控机床领域,国产企业占领了90%的市场,中端产品市场占有率也达60%以上,但高端产品的国产化率目前仍低于10%。

  从生产量和消费量角度看,我国机床的规模都是当之无愧的全球第一,但依然没有一家足够强的企业,盈利能力更是远低于海外龙头。

  最为关键的,依然是核心技术的缺失。以一家民营机床龙头为例,无论是数控系统、传动系统还是各类功能部件,核心零部件的外采比例普遍超过80%。

  另一方面,以日本发那科、德国西门子等为代表的国外企业,在数控系统领域起步更早,积累了大量先进技术。这些企业在中国拥有较高的客户美誉度,大多数客户已习惯于使用其产品,形成了一个“市场生态圈”。

  华中数控董事长陈吉红就多次表示,目前我国大部分高档数控机床只解决了从无到有、从0到1的问题,在技术成熟度方面仍存差距,在市场认同度和市场占有率方面仍有较长的路要走。

  好的产品是用出来的。秦川机床总裁李强表示,数控机床发展有自身的规律——通过大量应用,发现问题,持续修正,迭代升级,才能走向成熟、可靠。

  此外,只有实现规模化的市场应用,产品的生产成本才能降低,市场竞争力才能进一步提高,前期的研发投入才能收回,企业才能形成自我造血能力。

  现实问题是,谁给国产机床实验的机会?在一些高端应用领域,一个零部件的价值可能就要几十万元,和一台机床的价值差不多,万一出了问题,谁来负责?

  更新换代新机遇

  据机床10年左右的使用寿命和更新周期,2020年是机床行业10年周期的拐点,从2021年开始进入更新换代的高峰。据测算,每年更新的规模将达1200亿元。此外,汽车、3C、航空等领域的产业升级也进一步加速存量机床的升级换代。

  我国庞大的制造产业,为机床企业的发展提供了最好的土壤,一批机床企业也在摸爬滚打中逐渐成长起来。

  陈吉红讲了一个故事。有一家大型飞机厂找了过来:有一台用了十几年的进口机床坏了,改造一下试试?华中数控一番改造,换上“中国脑”,对方开机试车,评价很高。

  几个月后,陈吉红接到电话:“你们的系统怎么回事啊,干废了一个钛合金零件,损失几十万元!”经紧急排查,原来是老机床上的一根电缆老化,导致信号有误。对方心有不甘:“信号有误,系统是否可以报警?”

  “有些问题只有在使用中才能发现!”陈吉红说,华中数控很快优化了系统。这家飞机厂后来拿出60多台关键设备,装备国产数控系统。

  据介绍,华中数控研发的华中8型系列化高档数控系统,在多项关键技术(体系结构、总线、五轴、多轴多通道等)上实现了历史性突破,已在高速高精立式/卧式加工中心、五轴联动龙门机床、车铣/铣车复合机床、高精度数控磨床等1500多台高档数控机床上测试验证和配套应用。在航空航天、汽车、能源、3C电子信息等制造领域累计销售应用了10万多台套。

  一些民营机床企业在“打市场”方面更是各显神通。

  例如在3C领域,国产机床在下游厂家的车间里与进口机床现场大比武,以性价比赢得客户。这也推动了部分民营机床企业的快速崛起,营收排名靠前的创世纪、海天精工、浙海德曼、国盛智科等,虽然在国际上排名尚未领先,但在国内各细分领域已位居头部位置,创世纪的钻攻机单品销量更是位居世界前茅。

  此外,央企的大手笔介入提振了行业信心。2019年4月和12月,中国通用技术集团相继对大连机床集团和沈阳机床集团实施重组。此后,天津市国资委与中国通用技术集团签约,双方将共同出资100亿元打造一流机床装备制造企业。

  更大的机遇还是来自市场。

  机床的一般产品寿命约10年,而重切削、长时间运转的机床寿命为7至8年。上一轮中国机床行业的销售高峰是在2011年前后,据10年左右的使用寿命和更新周期,2020年是机床行业10年周期的拐点,从2021年开始进入更新换代的高峰。据测算,每年更新的规模将达1200亿元。

  此外,随着汽车、3C、航空等领域的产业升级,加工材料和加工工艺,都对机床的加工提出新的要求。由此也进一步加速存量机床的升级换代。

  深耕机床产业近40年的陈吉红说,产业的突破不会一蹴而就,工业母机的技术突破需要研发体系、供应体系、政策支持、用户支持等多方面协同和支持。机床企业需要踏实积累技术,并通过用户反馈快速迭代。随着未来行业格局逐步优化,国产机床的高端化进程将加速推进。

  (来源:上海证券报)

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