從技術角度上來看:首先,美國結合汽車和軸承的生產需求,充分發展了自動化生產所需的自動線;同時,由于其計算機及電子技術一直處于在世界領先地位,其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實;并且,美國一貫重視科研和創新,其高性能數控機床技術在世界也一直領先。
從政策制度的角度來看,美國的機床技術之所以能夠在世界上保持長期領先,政府在引導加強研發和不斷創新方面起到了至關重要的作用:
1、對重大科研課題定出計劃、措施并提供充足經費。例如為 NC 機床的研究開發提供大量經費,為新一代 NC 系統的研發提供1億美元經費等。
2、組織引導有關科研單位和企業進行科研合作。例如新一代 NC 系統的研發,由全美制造科學中心與美國空軍協作開發;CIM 的研制,政府組織通用汽車公司、波音飛機公司以及有關機床工業公司共同研發。
3、新產品開發完成后,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,并不斷改進,從而加速 NC 機床技術不斷提高。1994 年美國 G&L 公司研制出世界上第一臺 VARLA4 并聯機構機床后,及時組織有關大學研究分析并在企業中使用,以便在技術上進一步提高。
還有非常重要的一點,美國在全球進行大規模并購,借助資本的力量來打造大型機床集團,將數控機床從技術轉向實用。
二、中國數控機床行業困境
中國是當今世界第一制造大國,機床行業經過幾十年的發展已經實現了從無到有,從小到大,從單一到復雜的轉變。應用于航空、軍工等領域的五軸聯動數控機床和加工中心也取得了突破。但在總體上,我國機床行業在高端數控機床領域的基礎薄弱,尚有部分核心技術還未掌握,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,隨著數控技術的發展,國外機床廠開始使用 PLC 工業數控技術進行控制,大大提高了機床的加工精度和自動化水平,這個階段國內就開始落后于國外,我們沒有重視研發數控系統,導致被國外壟斷,技術斷代?,F在工業機床已經開始從數控自動化向數字智能化方向發展,設備聯網,芯片融入AI控制技術已經不是什么不可想象的技術了,從 2016 年開始國內就陸續出現黑燈工廠(工業4.0)項目,但這些技術都是被國外壟斷的,導致我國與國外的差距越來越大。
(二)成本上升
制造業勞動力成本上升:以美、德為代表的發達工業強國勞動力成本長期居高不下,并逐年上升,附加值較低的產品生產及組裝環節,通過產業轉移至勞動力成本更低的國家與地區;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,使得生產成本逐年上升。
(三)中國市場對機床的需求量不足
受數控機床行業整體需求結構調整及升級、下游領域不景氣影響,2019 年我國數控機床產業規模為 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,一個企業需要加工 10 萬個汽車配件,購買 5 臺數控機床可能就夠了,且機床從使用到報廢有一個周期。需求的急劇減少,使得機床企業難以積累足夠的經驗、數據和資金進行技術研發和產品升級工作,導致國產數控機床的可靠性、穩定性不足,集成技術欠缺,更缺乏將工藝系統、物流系統集成為柔性制造單元或流水生產線的技術。
(四)行業整體分散無法集中
機床行業的下游是零件加工企業,這些企業的需求千差萬別。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品也完全不同,例如,A 企業需要加工平頭型螺絲刀,B 企業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,所以整個機床行業無法像蘋果公司一樣形成一個大型統一的公司,來生產一件單一的產品既能賣給企業 A 也能賣給企業 B。我國機床行業的現狀是既要生產不同型號的數控機床給企業 A 也要生產不同型號的數控機床給企業 B,整個機床行業較為分散、沒有統一的產業模式。
(五)投資融資困難