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中国机床突围战:价格、技术、市场、供应链都要“破圈”未来5年是制造业补短板关键期

“(上世纪)九十年代末,洪都航空工业集团从美国买回来一批二手机床设备用于改造,即使设备都是六七十年代生产的,本身实在没什么价值,但人家就能说你偷了他的技术。”“20年后的今天,五轴联动以上的数控系统,日本不卖给中国,德国方面则必须要向德国政府申请许可,质疑你买回去的数控系统是否会用于国防军工。如果他想不给你批,就可以不给你批。”

“最近,国外厂家还通知国内机床企业,一旦发现你违反了申请许可,后续将会给你断供。而且现在国外五轴数控系统的高档功能使用前都要上网注册,存在着工业信息安全隐患。”

7月初,谈及机床对一个国家高端制造的影响,武汉华中数控股份有限公司(以下简称“华中数控”)董事长陈吉红向经济观察报记者连续举了上述几个案例。

他说,“在当前背景下,机床及其用户企业到了必须要考虑供应链核心部件选择自主可控的时刻。”

中国机床工具工业协会秘书长王黎明向经济观察报介绍,机床作为装备制造业的基础,被称为工业母机,其发展水平通常代表着一个国家的制造水平,影响着航空航天、汽车、3C产品制造等领域。机床水平越高,中国制造的工业产品的水平就越高。

只是,与工业发达国家相比,中国高端数控机床的发展水平仍存在着较大差距。

不止于高端数控机床。

中国工程院制造业战略研究室主任屈贤明介绍说,2015年,几百位院士专家对中国制造业的各个产业做了分析。结果显示,在高技术制造业方面,中国仅有20%的产业处于世界先进水平,其中集成电路及其专用设备、操作系统和软件、航空发动机以及机载设备与国际先进水平差距非常大,成为了我们的一个心病,这对国家经济命脉、人民生活都有着很大的影响;在装备制造业方面,中国约40%左右的产业处于世界先进水平,其中高档数控机床与工业发达国家的差距仍然较大;在传统制造业方面,纺织、家用电器、水泥建材、钢铁、石化与食品六个行业中,则只有食品行业与国际先进水平差距较大。

“未来5年将是中国制造业补短板的关键时刻,如果能扛住压力,5年以后我们将取得巨大突破。”屈贤明说。

当下,机床行业正和其他制造产业一起,带着市场与政策的期待,迎来自己的“突围战”。

失守高端

曾经,中国机床有过辉煌的历史。

1978年改革开放以后,中国机床行业经历了超高速的发展。2002年,中国成为世界机床行业第一大消费市场、第一大进口市场并延续至今;2008年,世界机床企业产值前十中,沈阳机床、大连机床分列第8、第10名;2009年,中国机床产值跃升为世界第一,超4000亿元人民币。

转折发生在2011年。

国家统计局数据显示,2011年,中国工业增加值增速开始调转向下并一路走低,从2011年的10.69%下滑至2019年的5.65%,几乎腰斩。

王黎明表示,2011年开始,随着中国经济周期的调整和全球机床需求的周期性变化,全球机床消费开始进入下行通道。过去,中国机床市场需求呈金字塔式,低端机床需求量最大,市场最火爆时,大连机床、沈阳机床的普通机床都供不应求。但随着整体市场需求的升级调整,机床市场需求变成枣核型,低端市场需求大量缩减,之前提供低端机床产品的企业开始迎来自己的艰难时刻。

全面危机——屈贤明用这个词形容近几年机床企业的现状。他说:“这几年,机床行业经历了老大(沈阳机床)休克,老二(大连机床)破产,老三(秦川机床)日子不好过,因连续亏损而被‘戴帽’”。

向中高端迈进,似乎成了机床企业唯一的出路。“可是,机床企业首先需要考虑盈利。如果它想走高端化路线,则必须要考虑到高端需求的市场范围有多大,考虑当下投入和将来产出的关系。在这样的背景下,国内高端机床的市场机制就失灵了。”王黎明表示。

对于高端机床市场的失灵,陈吉红深有体会。

华中数控年报显示,自2011上市至2019年,企业研发投入占营业收入的比例由5.87%快速上涨至32.56%,但公司净利润均在4500万元以下。从2012年开始,企业扣非后的净利润均为负数。近两年,企业扣非后的净利润分别为-1.3亿元、-1.5亿元。

陈吉红说,“这些年,股民和媒体都在议论我们拿了国家很多钱,认为企业生存都是靠补贴,企业扣非后的净利润基本上都是负数。我一直觉得非常的委屈。国产中高档数控系统跟国外数控系统的差距,不是一个企业靠这点投入与政府补助就能够把它研发出来、追赶上的。其实,我们在为国家和行业‘堵枪眼’,我们应该得到这样的支持。”

对于巨额研发投入的方向,陈吉红介绍,首先,一台高档设备研发过程中的原材料可能就需要花费几十万甚至几百万;其次,交付用户后,设备可能会出现一些问题,这时企业如果想进一步提升技术水平,只能把前面的机床回收,这意味着原来的机床投入成本基本砸到自己手上,并且解决新问题的过程意味着新一轮的投入。不这样进行多轮的技术迭代,一个高档的产品就出不来。

华中数控成立于1994年。陈吉红介绍,公司成立到现在,在数控系统上的研发投入早已超过数十亿元。

陈吉红表示:“这些年,华中数控的研发费用一直很高,这些超常规的投入,导致企业主营业务利润亏损。在这期间,我们的想法是要不就放弃了,要不就砸钱去搞。但是作为上市公司,我们自己砸太多的钱去研发不现实,必须在企业当前的经济效益和长远的经济效益中间要取个平衡,否则连续亏损几年可能就面临退市。但从长远可持续发展来看,华中数控必须超常规的投入,可能当期没有马上形成公司的经济效益,但我们对企业未来的发展还是有信心的。”

在陈吉红看来,很多企业,甚至止步于巨大研发投入的第一步。

陈吉红说,“一般来讲,高技术密集型的产品在市场推广初期并不赚钱。因为低端技术产品只需要复制、重复就可以了,成本很低。而高技术的东西看上去每一个产品的毛利率很高,但是当你把前期高水平人力资源服务成本加上去,实际上并不赚钱。而高端机床便是一个典型的高技术密集型产品。”

巨大投入的另一面是,国外产品的降价冲击,也在进一步阻碍着国内企业的高端技术研发。

陈吉红以用于手机等3C产品加工行业的机床数控系统为例,向经济观察报介绍,“以前国内只有日本的发那科与三菱公司的产品应用于这个行业,价格在7万元/套左右。后来我们公司也在开拓这个领域,最后我们数控系统的高速、高精性能上了一个大台阶。一开始我们把产品价格定在5万元/套,销售量稍有起色,这两家公司就马上就利用他们原来的超额利润,把产品价格大幅度下降,逼着我们产品定价就只能往3万元/套走。这就导致我们对这套产品的研发投入,得不到应有的经济回报。但关键是,这两家公司一年大概在中国卖近10万套数控系统,我们的进入,逼着对方把价格降了2万元/套左右,意味着我们为中国制造业节约了十几个亿。问题是,这十几个亿并没有给我华中数控,我们实际起着‘堵枪眼’的作用。这是大多数往高端走的机床企业都会面临的问题。”

打破生态圈

跨过投资的山头后,陈吉红发现,他还需要找到第一个“吃螃蟹”的人。

陈吉红表示:“在推广高端数控系统时遇到的困难是,因为我们产品的技术成熟度还不够,所以在用户市场的可信度、认同度就不够,导致我们没有那么多机会去得到用户的测试验证数据。可是,好的产品需要大量的测试验证从而进行技术迭代,最终形成市场认可。以前,国外机床产品在国内,也不是一上来就好用,中国机床用户企业为国外机床产品提供了多少血的教训?正因为国内用户源源不断的给他们反馈了各种问题,国外机床企业才能得到不断的改进提升。在国产高档数控机床研制和推广过程中,国产机床企业与用户就缺乏这种互动循环。”

中国机床企业和用户互动循环的缺失由来以久。

王黎明以机床主要服务的汽车行业为例说,“改革开放后,大量国外汽车品牌进入中国,包括韩国现代、美国通用、德国大众等,这些汽车品牌进入中国以后,基本上还是沿用他们原来的供应商(包括机床供应商)。因为汽车行业是流水线作业,流程一旦停止,损失就很大,所以对机床的可靠性、稳定性要求比较高,因此更偏向于选择在本国应用比较成熟的国外机床企业的产品,从而形成了‘拿来主义’。”

因为“拿来主义”,中国机床行业失去了伴随着国内汽车等机床用户行业共同成长的发展过程、跟上国外机床行业发展步伐的机会。

同样的国产化缺失也曾发生在陈吉红的公司上。

2009年和2012年,陈吉红曾尝试过两轮国产化,即在开发的数控系统上使用国产芯片,但结果都不如人意。

陈吉红说,“当年,应用国产芯片不成功,有我公司的原因,也有国产芯片的原因。一方面,那时候我们紧迫感不强。虽然当时在用国产芯片做研发、做样机,但也只是把国产芯片当做备胎用,没有花更多精力去做国产化;另一方面,当时国产芯片水平距离高档数控系统的技术需求有差距,绝大部分国内芯片厂更多想做量大面广、用于PC等行业的CPU,非常缺乏适合我们工业控制的低功耗、高集成度的CPU。如果把用于PC的CPU拿来用于我的数控系统,会导致功耗大、集成度低、芯片价格还不便宜(甚至比国外还要贵)。”

打破生态圈,成为了中国机床行业乃至政策努力的方向。

陈吉红介绍,2018年中兴事件后,公司在主动推动数控系统所用芯片的国产化。“我们也担心,万一哪天国外突然对我们断供,怎么办?正好,最近这几年国产芯片发展得非常快,价格也降下来了。现在做研发,我们不再把国产芯片当备胎,而是作为我公司的首选器件。我公司的数控系统里所有的核心芯片,我们都在推动国产化替代方案。”

屈贤明则表示:“夺回国外企业占领的高档机床市场不容易。现在,我们正在制定高端装备的规划,在讨论高端装备怎么发展,国家采取什么政策来支持。我们遇到的最大问题是,做出来的国产产品成为了一个样品,没有人愿意用。在这点上,现在最应该采取的方式是,国家给钱不如给政策,给政策不如给市场。如果国产装备有人用,就有利于企业的自我循环。”

机床企业和用户企业的正向互动正在转好。

王黎明表示,在贸易摩擦和疫情影响下,大家更加重视供应链的安全与自主可控,国产装备的市场环境会变好一些,因为更多的用户特别是一些重点领域的用户,可能更希望采用国产的装备来解决问题,这将给国产的装备制造企业一些机会。

近几年,陈吉红也开始找到更多愿意“吃螃蟹”的人。

2011年,华中数控与秦川机床工具集团公司就合作开发、生产中高档数控系统及机电一体化产品达成战略合作。2016年,华中数控与宝鸡机床集团签订战略合作协议。

屈贤明均在现场见证了这两次签约仪式。他说,“华中数控当时为找到机床厂和他们战略合作,也是到处求人,费尽心思。国家有关部门包括原中国工程院院长周济院士等也大力的从中帮助、协调。华中数控曾经也和大连机床集团等企业都签过类似合作协议,曾经取得了很好成绩,但最后因大连机床的破产而停滞。数控系统要发展,必须要找一些紧密合作的重点机床企业作中控。现在来看,凭借宝鸡机床以及秦川机床的巨大市场规模,都很有可能推动华中数控的中高档数控系统发展起来,同时促进宝鸡机床集团和秦川机床集团的产品升级换代。”

与此同时,王黎明表示,虽然对中国机床产业安全、供应链多元化的考虑有必要,但短时间内也不必过度担心外资企业外迁、造成供应链断链的问题。“毕竟中国是机床消费最大的市场。很多工业发达国家的企业,像THK、发那科等提供功能部件的企业,好多都在国内建厂生产并供应市场需求。撤离也是要成本的,而且撤离去东南亚等地,需要考虑当地产业基地能否很快适应,也需要时间周期。毕竟中国改革开放40多年,行业积累了大量的人才、技术。国产功能部件行业也在努力前行,并逐步走向成熟。”

更多现实难题

“过去经常说跨越式发展或者弯道超车,但有些行业不是想超就能马上能超的,它跟整体的环境、工业基础研究等方方面面都有关系,机床行业发展面临各种现实难题,需要踏踏实实、一步一步地去做,”王黎明对经济观察报表示。

中国机床工具工业协会数据显示,2011-2019年,机床工具行业规上企业利润率均处在5.5%-7.5%的区间。2019年12月,机床工具行业5710家规模以上企业中,亏损企业数为862家,亏损面为15.1%。

低利润率下,技术员工薪酬低导致行业人才流失成为机床企业的现实难题。

王黎明向经济观察报介绍,“前一段时间和一家机床国企交流,谈到一位技术人员即使是做同样的事,变速箱企业的薪酬可能是这家国企的两倍。做机床真的就比做变速箱容易吗?这倒未必。国企想给他们高工资也很难,机床行业的民企也同样大多给不了太高的工资。”

还有更多问题。

王黎明说,“现在年轻人在社会生存,无非就是职业荣誉感、薪酬与未来的生存环境。过去机床行业被认为是尖端技术行业,但现在IT、金融等行业诱惑太多了。现在大环境就是这样,整个制造业都面临这样的现实问题。”

为改善这样的现实环境,王黎明建议,应该从荣誉、社会环境、经济利益三个角度去创造环境,让更多年轻人愿意进入机床行业。只是,这不是机床一个行业就能解决的问题。

陈吉红表示,机床行业呼唤多年的国家级技术创新平台,也因为各项现实问题迟迟未能落成。

陈吉红介绍,“机床行业发展到现在,我们遇到了更多科学问题、数学问题、力学问题,所以必须在这些领域的专家身上砸钱。可是中国机床企业现在能活下来就不错了,砸钱更是砸不起。所以我们一直希望在国家的支持下,有一个服务于机床行业的国家创新平台出现。”

计划经济时期,中国曾有北京机床研究所等全国十大院所。彼时,研究所新产品的开发与投入,国家方面都有立项支持,研究成果也是行业共享。进入90年代,研究院所纷纷转制为企业。

提及创新平台,王黎明便首先提出了三个疑问:“现在是市场经济,如果要搭建一个创新平台,那么企业、大专院校以及机床下游用户该以怎样的形式参与进来?平台搭建后,如何切实为行业服务?将来,平台如何形成自我循环生存能力?”

王黎明提供了一种可借鉴的模式,“我看过西班牙的一个研究中心,位置比较偏僻,研究中心主要依靠承接三方面任务而活下来。一是承接欧盟的项目,即欧盟向研究中心投入一部分资金用于解决机床某个功能问题,最后研究成果欧盟成员共享;二是承接西班牙政府的项目,研究成果由西班牙政府拿去用;三是承接企业群体或单个企业的项目。这三种方式,都能让研究中心有资金来源,研究中心的科研人员也能够生存,机构也就能可持续的运作并提供更好的服务。当然,国情不同,也可能不适用于中国。”

往何处去

2017年,大连机床因多起债务接连违约被法院裁定破产重整;2019年,沈阳机床因破产重整而陷入退市危机;2019年,汉川数控机床股份公司面临破产拍卖,这些曾有中国机床行业“十八罗汉”之称的企业,成了机床行业过往十年的缩影。

陈吉红介绍,此前,机床企业发展主要有两条路。一是拼质量、往高端机床走,因为高端机床市场需求少,企业的市场份额短期内必然下降;二是拼价格、扩大市场份额,因为中低端机床的同质性,为了抢占市场,企业只能在很低的利润率上进一步降价,一旦中低端市场需求缩减,企业必然面临危机。“这一轮机床厂出问题,一个重要的原因就是他们选择走第二条路。机床行业好的发展方向应该是专而精,而不是追求产量规模大。而在中国,很多企业总是想做大,一做就恨不得一年做几万台,因此盲目扩大产能。一旦经济形势调整,量大面广的产品市场需求缩减,那么此前谁的规模大、谁的产能投资大,谁的日子就不好过。在国外,机床企业基本上都是按百年老店在做,品牌定位就在高端,在某个细分市场上做细做精,不追求产量规模”,陈吉红表示。

不只是机床企业追求规模。

屈贤明表示,很多制造行业都面临这个问题。“虽然之前产业整体发展的不错,但一些核心零部件、关键材料的问题没解决。这些关键零部件的技术难度不比主机差。如我们轨道交通技术处于世界领先,高铁也在中国跑了十几年,但是高铁的轴承技术中国一直很难攻克下来。普通轴承的设计很简单,但当需要轴承承载比较大的载荷、比较高的速度时,对它的可靠性要求就很高。”

对形成此局面的原因,屈贤明表示:“改革开放后,国民经济需要的更多是最终的产品,这也就造成了我们更多考虑主机的发展,而对主机中大量的核心技术、零部件重视不够。现在大家都幡然醒悟,认识到光做主机不行,关键的核心零部件才是产业的基础。这些问题不解决,产业链就安全不了。以机床行业为例,数控系统、刀具等功能部件技术不提升,中国机床的质量、可靠性就很难提升。”

作为中国机床工具工业协会秘书长,王黎明走访了欧美多个国家的机床厂,他认为,国外一些企业,可成为国内机床企业的借鉴。

王黎明以瑞士Magerle公司为例介绍:“这家公司员工只有几十人,一年只生产30多台平面成型磨床,出产的产品都是精品,一直以来也没有大规模的扩张,企业的订单甚至排到几年后。它在这方面有几十年的技术沉淀和积累,全球市场只要一提到机床的这方面工艺,大家就会想到这家企业。它不以规模取胜,但有着技术不可替代性,因此生存空间大。类似的还有德国Gehring公司的珩磨工艺、美国的GMECOR公司的钻铆工艺等等。”

回看国内市场,王黎明说,“政府部门和行业也经常开座谈会讨论机床行业如何突围,但落到机床企业,首先还是需要做到踏下心来深入到细分市场、某个功能部件里,实现水平逐步提高并逐步形成品牌,最终满足细分市场的高端需求。当然,这个过程对于企业而言必须要可持续,这意味着企业的机制体制和市场发展环境都得可持续,一脚踩空,企业就可能出问题。”

让陈吉红欣喜的是,中国机床行业开始出现越来越多的“小而精”企业。“比如上海拓璞,是以大学教授为骨干所组建成的团队,企业就做高档的机床,很多原来老牌十八罗汉不敢做的机床,他们也都敢去做,最终企业闯过了技术等关卡,在加工工艺、编程等方面有着它独特的优势。还有宁江机床的柔性生产线、秦川机床的车铣复合机床、大连光洋的五轴数控机床等。我自己的感受是,近些年,凡是能够静下心来好好做技术转型升级的机床企业,能匠心制造好机床的企业,最后都有很好的收获,”陈吉红表示。

屈贤明则预警到,机床企业也不能一窝蜂都挤向高端。

屈贤明说,“补短板不能是一窝蜂都让企业去攻高端技术。对于差距大、进入比较难的产业,其实可以先把大量的中端需求解决了,这样卡脖子的问题就解决了一大半。就像芯片产业,我国每年进口芯片花费3000亿美元左右。如果我们能集中精力解决大规模、高质量生产28nm芯片的问题,这样便能解决中国90%的芯片需求。”

政策期待

秣马厉兵下,屈贤明有着自己的政策期待。

屈贤明表示:“未来五年对于中国制造业很关键,现在也有一些很不错的政策,但是我总感觉,如何精准的发力、快速反应、研究有效的战略等方面,我们的行动还应该更迅速一些。现在新理念、新名词到处泛滥,多地一股脑的投入做智能园区、大数据等,但制造业存在的老问题依旧很多。未来5年,希望国家能在制造业方面制定一些有利的、可操作的政策。”

陈吉红有更多的期盼。

陈吉红希望,将在2020年结束的04专项,能够尽快得到接续,并且力度还应该增大。

04专项即《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》第四项,2003年此文件起草时,屈贤明便是制造业专家组22位专家之一。

屈贤明介绍,当时最开始报了70多项专项,经过逐级的筛选后剩下24项,最后又经过论证答辩挑选出了16项。2008年,04专项开始实行,到现在已有12年光景,取得了很好成绩。但是,04专项和其他重大专项比起来,投资最少,100多亿国家经费投入,分布到几百个承担科研项目的企业、高校、研究所,也就没多少了。

陈吉红表示,04专项之前,机床行业还未曾得到如此大力度的支持。在04专项的支持下,企业的研究已经取得了很大的进展。但是,随着市场需求的不断变化,04专项应该给予接续,接续以后,力度还应该增大。

陈吉红希望,国产产品能有更多公平竞争的机会。他介绍,当前,很多采购招标依旧指定要国外的机床、国外的数控系统、国外的功能部件,甚至连机床里的开关、接触器都要国外的,“我们想去‘堵枪眼’(投标)都没机会。当然,现在情形已经在好转。”

现在,他们仍需继续等待。

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