論文:精密加工製造(zào)才是中國製造真(zhēn)正的短板?(上)——全球梯隊
一切精確加工的起點,來源於一種對完美的信(xìn)仰。質量還能(néng)更好嗎?缺陷還能更小嗎?功能還能更優嗎?效率還能(néng)更(gèng)高嗎?250年以來,一個叫作(zuò)“公差”的概念如黑色幽靈般,偏執而狂熱地左右著一代代的天才與狂徒、工匠(jiàng)與技師、架構師與程序員,他們用“公差主義”重構世界,將人(rén)類帶入現代性。
公差絕對剛性,就像射出去的子彈,射手極微(wēi)的一下抖動,將(jiāng)有可能決(jué)定一輪比賽(sài)、一場戰爭、一支軍隊的(de)命運。戰(zhàn)場贏在公差,市(shì)場贏在公差,國(guó)家間的競(jìng)爭、企業間的競爭也在絕大程度上取決於公差,取決於公差所定義的武器(qì)的精良度(dù)、產品的精良度,取決於企業、軍隊和國家管理的精確性、係統性、通用性、可預測性、可檢測性。
精密加工製造(zào)業提供的都是製造業的關鍵零部件,是產業鏈的最頂端,是利潤最豐厚(hòu)的核心部分。以空中巴士、波音為代表的飛機(jī),以蘋果、三星、華為為代表(biǎo)的手(shǒu)機,以通用、大眾為(wéi)代表的汽車(chē)等,都需要大量的精密製造類產(chǎn)品。從規模上來看,精密製造(zào)業可以覆蓋整個製造業(yè)的大約三分之一。
自從中國將“裝備製造業”列為國家發展戰略(luè)後,中國的裝備製造業(yè)取得了突(tū)飛猛進的發展,很多大型裝備的製造能力都已經(jīng)躍居世界(jiè)先進水平,甚至成為世界的頂級水平,但(dàn)中國製(zhì)造業總體還是落後的,其落後就在於精密製(zhì)造的落後。對此,有人這樣形容我國的精密加工業:世界一流的(de)機床做二流(liú)甚至三流(liú)的產品。
全球精密製造的梯隊格局(jú)(數據(jù)+案例):
1.美國
最近幾年流傳(chuán)一種“東升西降”的說法,一些媒體和專家常常唱衰西方特別是美國的製造(zào)業(yè)。美(měi)國的製造業之所以給人日薄西山昨日黃(huáng)花的印象,主要(yào)是因為美國的經濟學家和政客自己(jǐ)唱衰自己。但事實上,美國從未放棄過製造業,也一直是全球領先的製造業強國,其綜合實力(lì)超過歐洲和日本。
美國公司在高端製造領域從未缺席,所謂的製造業空心(xīn)化也僅限(xiàn)於高汙(wū)染(rǎn),高耗能,低工(gōng)資,低利潤的產業,是工(gōng)業資本在全(quán)球重新配置資源(yuán)的正常(cháng)現象。也正因如此,跨(kuà)國工業企業派駐外國的美國本(běn)土雇員才會拿著高薪在海(hǎi)外工廠享受生活。
支持(chí)美國製造業沒落的一個論據(jù)是(shì)美(měi)國(guó)機床業的沒落,曾經輝煌一時的辛辛那提、美格(gé)、格裏(lǐ)森等品牌紛紛被歐洲,日本企業收(shōu)入囊中。碩果僅存的也就是Haas,Hurco等物美價廉的高性價比國際三流(liú)品牌(pái)(Hartinge還行)。
然而“美(měi)國(guó)機床製造業(yè)正在沒落”是嚴重的誤判,原因在於我們的情報機構和(hé)智庫的“頭部思維”,他們隻關注大的集團公司,而沒有深入到細分市場。機床、自(zì)動化、工業設備、工業軟件等領域恰恰是(shì)典(diǎn)型的長尾市場,雖然有較高的技術含量,但產業生態卻更(gèng)接近餐飲,頭部企業破產或被外資收購對整個(gè)行業並(bìng)不造成根本影響,小企業的經營狀況才說明(míng)一切(qiē)。
比如美國有一家80年代才創立的特種機床公(gōng)司Electrimpact(以下簡稱E),做自動鑽鉚機起家,後來做過特種鑽床,複合(hé)材料(liào)興起後開始做鋪絲機,這幾(jǐ)年又進軍纖維連(lián)續3D打(dǎ)印。
當然,你也可(kě)以說(shuō)它是自(zì)動化集成(chéng)商,因為他們用了大(dà)量的機器人做加(jiā)工動作的載體。但是E公司在複合材料加工領域的競(jìng)爭對(duì)手(shǒu)都是歐(ōu)美老牌的機床企業,比如法國的Linea,西班牙的MTorries,美國的MAG,辛辛那提等。
自動鋪帶機幾乎已經成了複合材料零件預成型的必備,在量產階段基本上取代了手(shǒu)糊。除了美國E公司(sī)和前文提到的幾(jǐ)個老牌機床集團有開(kāi)發AFL設備的能力以外,最近5年,歐洲和日本也有大量的中小企業開發出了差異化的AFL模塊。
機床意味著產能,是製造業增長的先行指標,行業爆發也許就在2年之內。
在過去的10年裏,中國製(zhì)造業其實是迷失在(zài)各種概念以及(jí)民族情緒中。一方麵,政府投入了大量的社會資(zī)源振興民族製造(zào)業;另一方麵(miàn),政府對工業4.0、大數(shù)據(jù)、元宇宙能等概念顯現出無比的焦慮,好(hǎo)像(xiàng)中國製造業一旦錯過任何一個(gè)概念就再也無法趕超(chāo)西方。但(dàn)正(zhèng)是這種“超英趕美(měi)”的執念讓政府寄希望於能夠實現(xiàn)“彎道(dào)超車”的“核心技術”,以至於更多的看似不是那麽核心的技術被忽略了。在屈指可數(shù)的幾個領域(如(rú)電(diàn)池,光伏,電動車)也許確實實現了彎道超車,但是在更多的賽道上,我們與製造業強國的差距其(qí)實是在拉大。
美國(guó)製造業的真實(shí)情況並不像國內媒體唱衰的那樣已經空心化,美國隻(zhī)是(shì)把傳統(tǒng)製造業轉移出去,航(háng)空航天、軍工、科學儀器、工業(yè)設備等高端製造業是加強的,甚至比歐洲和日本更勝一籌,絲毫沒有減弱的跡象。
而E公司車間裏在製的設備和過飽和的訂單也說明航空製造業正在複蘇。
2.德國
精(jīng)密機床是德國的傳統優勢工(gōng)業,德國(guó)的精密(mì)機床(chuáng)享譽世界。德國的德馬吉森(sēn)精機是歐洲第(dì)一大機床集團;德國通快集團是全(quán)球製造技術領域的領導企業之一,其在激光加工領域排名(míng)全球第一;德國的埃馬克集團是世界上CNC倒立車機床舉足輕重的製造商;德國的(de)哈默公司同樣是世界最著名的機床(chuáng)製造商之一;哈默的五軸立式加工中心更是(shì)在國際(jì)市場處於領先地(dì)位。若資金允許,可(kě)以說幾乎所有的企業都會首選德國機床,原因是德國機床是高(gāo)品質(zhì)和效率(lǜ)的代表。
德國作為老牌工業強國,其機床技術一直(zhí)領先(xiān)全球,擁有許(xǔ)多忠實的客戶,據(jù)有關數據顯示:2020年我國的(de)機床進口(kǒu)額(é)高達(dá)180多億歐元,占據全球消費總(zǒng)額的三分之一,其中從德(dé)國購買了(le)906台高精密機床,進口總額高達5.63億美元,相當於平(píng)均一台是62.14萬美元。
德(dé)國製造的品質如此出眾,究其(qí)原(yuán)因會有很多,我們這裏簡述一下。德國的基礎(chǔ)工業(yè)和材料學方麵領先(xiān)。德國依靠(kào)其基礎工業方麵的領先優(yōu)勢,精密金屬加工、精密光學、機械(xiè)製造等方麵的產品,在全(quán)球都很受歡迎。
其次,因為德國曾經是一個以軍事立國的國家,整個國民養成了軍人般(bān)的嚴謹,他們(men)製造(zào)東(dōng)西的時候,也把這種(zhǒng)嚴謹的(de)態度帶入工作中,所以德國的東西往往及其精密,質量上佳(jiā)。還有德國十分(fèn)重視製造業的科研創新和成果轉化,著力建立集科研開發、成(chéng)果轉化、知識傳播和人力培訓為一體的科研(yán)創新體係。
德國人始終(zhōng)相(xiàng)信一句話:真正決定企業前途命運的是研究與開(kāi)發,而不(bú)是別的不能(néng)把握的(de)客觀(guān)因素(sù)。因此,德國企業對研發投入毫不吝嗇,研發經費約占國民生產總值3%,位居世界前列。
除此之外,我們(men)還需提及德國的雙軌製職業教育體係。“德國製造”的成功(gōng)離不開(kāi)富有活力和高水準(zhǔn)的技術(shù)工人。在培養技術工人的過程中,德國注重推行雙軌製職(zhí)業(yè)教育,即由學校和企業聯合展開職業(yè)教育。學校負責傳授理論知識(shí),企業為學生安排到一線實習和培(péi)訓。
政府對數百個職業製定畢業考核標準(zhǔn),以確保教學和人才質量的評判水平。在德(dé)國,一個技術工人的平均工資遠高於英(yīng)、法、美、日等國,與白(bái)領階層相差無多。正是這些(xiē)技術嫻熟的工人把研發(fā)出來的藍圖變成精美的產品,投放市場,幫助德國企業在經濟全球化過程中始終(zhōng)保持強大競(jìng)爭力。
3.日本
日本的(de)精密(mì)加工工藝,變態到令人發指。日本曾經製造了世界上最小的艦船—模型。所有零件都是新型納米(mǐ)材料3D打印搞出來的,整船全長(zhǎng)隻有0.5毫米,船上的大炮,隻有0.003毫米,什麽(me)概念?無非就是(shì)真的操控起來,精準消滅你身上的蟎蟲罷了(le)。猜猜怎麽(me)組裝的,是用精密的機械臂,看(kàn)著電子顯微鏡一點一點(diǎn)拚湊出來(lái)的。
日本MinebeaMitsumi公司(美蓓亞三美集團),是獲得吉尼斯世界紀錄“全世界最小(xiǎo)的商用鋼(gāng)球(qiú)軸承”的一家公司,他們用這個被吉尼斯世界紀(jì)錄認定為(wéi)全球最小(xiǎo)的商用鋼球軸承製作了被吉(jí)尼斯世(shì)界紀錄認定為世界上最小的(de)指(zhǐ)尖陀螺,有多小?
它隻有5.09毫米的大小,但是卻花費了該公司一個8人團隊60天的時(shí)間,才完成。用手根本拿不(bú)起來,可能花了60天是因為那個(gè)軸(zhóu)承老是掉?
就算不小心被誤食,它這個體量,估計(jì)也會隨著排泄物(wù)消失在茫茫的,液體中。這吉尼(ní)斯世界紀(jì)錄,拿的不虧(kuī)。
日本還有(yǒu)一家(jiā)科琅淳河野(yě),他們是全世界最小的(de)手術針的(de)生產商。最細的到底(dǐ)有多細?隻有0.03毫米,縫合傷口所用(yòng)的線,直徑僅有0.012毫米。
這時候你可能會有(yǒu)疑問,這麽細的手術針,難道不會斷掉?不,不(bú)會的,它是由特種不鏽鋼材切割(gē)拉伸磨尖每一(yī)道工序經過嚴格製作才加工完成的。
它(tā)可以做(zuò)顯微手術,這(zhè)在以前(qián)是無法實現的。可是,有人能捏著這根手術針做精細(xì)血管(guǎn)手術,手不(bú)抖嗎?嗯,不(bú)抖的話,腎真好。日本國(guó)立材料研究所NIMS,利用超精細加工(gōng),居(jū)然做到在蟎蟲身上刻了個2μm的N字。
論文:精密加工製造才是中國製造真正的短板?(上)——全球梯(tī)隊
06-13-2024
