從技術(shù)角度上來看:首先,美國結(jié)合汽車和軸承的生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了自動化生產(chǎn)所需的自動線;同時,由于其計算機及電子技術(shù)一直處于在世界領(lǐng)先地位,其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實;并且,美國一貫重視科研和創(chuàng)新,其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。
從政策制度的角度來看,美國的機床技術(shù)之所以能夠在世界上保持長期領(lǐng)先,政府在引導加強研發(fā)和不斷創(chuàng)新方面起到了至關(guān)重要的作用:
1、對重大科研課題定出計劃、措施并提供充足經(jīng)費。例如為 NC 機床的研究開發(fā)提供大量經(jīng)費,為新一代 NC 系統(tǒng)的研發(fā)提供1億美元經(jīng)費等。
2、組織引導有關(guān)科研單位和企業(yè)進行科研合作。例如新一代 NC 系統(tǒng)的研發(fā),由全美制造科學中心與美國空軍協(xié)作開發(fā);CIM 的研制,政府組織通用汽車公司、波音飛機公司以及有關(guān)機床工業(yè)公司共同研發(fā)。
3、新產(chǎn)品開發(fā)完成后,組織訂貨推廣使用,同時加速推進科研進一步深化。例如 1952 年麻省理工學院研制出第一臺 NC 銑床后,馬上組織軍工部門訂貨 100 臺用于生產(chǎn),并不斷改進,從而加速 NC 機床技術(shù)不斷提高。1994 年美國 G&L 公司研制出世界上第一臺 VARLA4 并聯(lián)機構(gòu)機床后,及時組織有關(guān)大學研究分析并在企業(yè)中使用,以便在技術(shù)上進一步提高。
還有非常重要的一點,美國在全球進行大規(guī)模并購,借助資本的力量來打造大型機床集團,將數(shù)控機床從技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)嵱谩?
二、中國數(shù)控機床行業(yè)困境
中國是當今世界第一制造大國,機床行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了從無到有,從小到大,從單一到復雜的轉(zhuǎn)變。應用于航空、軍工等領(lǐng)域的五軸聯(lián)動數(shù)控機床和加工中心也取得了突破。但在總體上,我國機床行業(yè)在高端數(shù)控機床領(lǐng)域的基礎(chǔ)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”邁進的“卡脖子”問題。
(一)技術(shù)總體水平低
早期機床是靠絲桿刻度,手工操作來進行加工精度控制的,隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,國外機床廠開始使用 PLC 工業(yè)數(shù)控技術(shù)進行控制,大大提高了機床的加工精度和自動化水平,這個階段國內(nèi)就開始落后于國外,我們沒有重視研發(fā)數(shù)控系統(tǒng),導致被國外壟斷,技術(shù)斷代?,F(xiàn)在工業(yè)機床已經(jīng)開始從數(shù)控自動化向數(shù)字智能化方向發(fā)展,設(shè)備聯(lián)網(wǎng),芯片融入AI控制技術(shù)已經(jīng)不是什么不可想象的技術(shù)了,從 2016 年開始國內(nèi)就陸續(xù)出現(xiàn)黑燈工廠(工業(yè)4.0)項目,但這些技術(shù)都是被國外壟斷的,導致我國與國外的差距越來越大。
(二)成本上升
制造業(yè)勞動力成本上升:以美、德為代表的發(fā)達工業(yè)強國勞動力成本長期居高不下,并逐年上升,附加值較低的產(chǎn)品生產(chǎn)及組裝環(huán)節(jié),通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移至勞動力成本更低的國家與地區(qū);制造大國中國的勞動力成本也在上升,使得原本利潤有限的低端制造利潤率更低。上游原材料價格上漲:石油、鋼材等原材料價格上漲,使得生產(chǎn)成本逐年上升。
(三)中國市場對機床的需求量不足
受數(shù)控機床行業(yè)整體需求結(jié)構(gòu)調(diào)整及升級、下游領(lǐng)域不景氣影響,2019 年我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模為 3270 億元,同比下降 2.30%。目前中國機床市場容量急劇萎縮。例如,一個企業(yè)需要加工 10 萬個汽車配件,購買 5 臺數(shù)控機床可能就夠了,且機床從使用到報廢有一個周期。需求的急劇減少,使得機床企業(yè)難以積累足夠的經(jīng)驗、數(shù)據(jù)和資金進行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級工作,導致國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性、穩(wěn)定性不足,集成技術(shù)欠缺,更缺乏將工藝系統(tǒng)、物流系統(tǒng)集成為柔性制造單元或流水生產(chǎn)線的技術(shù)。
(四)行業(yè)整體分散無法集中
機床行業(yè)的下游是零件加工企業(yè),這些企業(yè)的需求千差萬別。有的加工螺絲螺母,有的加工錘子鏟子。即使是同類型機床需要加工的產(chǎn)品也完全不同,例如,A 企業(yè)需要加工平頭型螺絲刀,B 企業(yè)需要加工十字型螺絲刀。加工需求的不同,出廠前的機床定制需求也就千差萬別,所以整個機床行業(yè)無法像蘋果公司一樣形成一個大型統(tǒng)一的公司,來生產(chǎn)一件單一的產(chǎn)品既能賣給企業(yè) A 也能賣給企業(yè) B。我國機床行業(yè)的現(xiàn)狀是既要生產(chǎn)不同型號的數(shù)控機床給企業(yè) A 也要生產(chǎn)不同型號的數(shù)控機床給企業(yè) B,整個機床行業(yè)較為分散、沒有統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)模式。
(五)投資融資困難