中国机床产业困境的八大主因分析

来源: 控制工程网_智能制造
“机床是我国制造业之痛”,这话不假。机床业的尴尬处境其实正是中国制造业面临发展瓶颈的缩影。通往高端制造的前路是布满荆棘险象环生的,只不过被当下热炒的“智能制造”,“工业4.0”等概念描绘成一条康庄大道。

  “机床”是个非常宽泛的定义。“长相”,结构,用途完全不同的机器可能都被叫做机床。就算同属一类机床,由于“应用场景”(套用现在的流行说法,制造业用语应称之为“加工对象”)不同,内部结构设计也相差十万八千里。例如下面这两台设备,都来自德国顶级机床制造商Reichenbacher Hamuel GmbH,两台设备都是五轴龙门结构加工中心,左边是重型龙门,右边是轻型龙门。虽然都是五轴龙门式机床,但两者的差别就像虎式坦克和保时捷,尽管出自同一个工程师,但几乎不可能行驶在同一条公路上。


  前几天看到微信朋友圈转发的机床行业排名,里面竟然把通快和DMG放到一起比较。前者是激光切割机床,后者是机械加工机床,两者几乎不构成竞争关系,所以这个排名就像把汽车,飞机,轮船都放在一起,搞了个“交通工具行业”企业竞争力排行榜。所以我国机床行业的发展就不用听这些分析机构的报告了。

  制造业提升的根本逻辑

  对于普通产品而言,薄利多销是普遍可行的策略:商家可以低价获得大量订单,通过量产获得生产经验,并将利润的一部分投入到研发并升级设备和技术,然后再进一步获得更多的订单和更高的利润。满足这个良性循环需要一个先决条件:市场容量要足够大,同时技术进步不能太快。

  只有市场容量足够大,薄利才能多销,总的利润才足以支撑技术投入;而只要技术进步速度不是太快,那么后来者就有可能逐渐赶超。我国民营制造企业如鞋帽,玩具,家电,手机,甚至5G通讯(尽管不能算作制造业,但也符合这个逻辑)等基本都是采用了这个套路才得以上位的。

  相反,如果赶超者将通过薄利多销获得的利润投入到研发中之后,产生的技术进步仍然无法赶上行业领跑者的技术进步速度,那么在这个行业里就永远无法赶超,甚至差距会越来越大。

  最明显的例子是汽车,技术进步速度快,而后来的竞争者也难以通过薄利多销扩大市场并快速积累财富,除非颠覆性技术的出现,否则将永远处于跟跑状态。日系车尽管已经“超英赶美”几十年,但在传统内燃机领域与欧洲汽车集团相比仍然存在差距。是混合动力这个新技术给了日本汽车赶超的机会,现在的电动车也必将是中国车企的机会。

  简单讲,在生产技术不发生革命性突破的前提下,制造业的提升就是靠经验的积累:生产的产品数量越多,经验越丰富,生产效率就越高,质量和可靠性也就越好。我国制造业的快速发展大多数是遵循了这样的逻辑。

  然而,这个逻辑并不适合机床行业。

  机床行业基本上都是面向专业市场的,而越是往高端发展,客户的专业化程度越高,市场细分也就越明显。即便是通用型机床,其产量也远低于该机床生产的产品。比如某零件的年产量是10万件,那么也许由5台机床组成的生产单元就满足要求了。假设这家机加工厂年产值100万,利润10%,按5年回收投资资本计算,他们选择50万的加工设备进行投资。设备质量还不错,用了20年后才淘汰。这20年里,机加产品的产值为2000万,而设备投资仅为50万(不算备件维修服务投入)。生产设备的市场规模仅为产品市场规模的2.5%,这还没算二手和翻新设备对新机生产的挤占。

  总的来说,机床行业不发生萎缩的前提是制造业扩充产能。一旦经济增速下降,那么机床行业就会衰退。确切地说,应该是新机生产需求下降,而二手机和翻新机市场活跃度会上升,因为生产订单减少的企业主会折价出售现有机床。对于大的机床品牌来说,这些业务往往由第三方维修服务公司承接;而小品牌机床公司则通过自己的技术和业务团队翻新和销售旧机床。因此小型机床厂反而容易在衰退中存活。尽管缺少新机项目,但仅靠服务,备件和二手机销售,旧翻新等零星业务,也可以让这些小企业度过严冬。这也解释了为何欧洲成百上千家小型机床厂历经风雨都还没有被淘汰。

  中国机床发展到今天,前路被难以逾越的高墙阻隔。由于市场容量有限这个先决条件的存在,所以薄利不能多销,因此中国制造业惯用的策略统统失效。换句话说,在一个技术密集市场容量又不大的市场,不存在后发优势,只有后发劣势。

  1. 机床生产难以通过量产积累经验

  因为机床的市场就那么丁点,即便对于通用型机床厂商来说,若某型号产量超过50台就算量产了。这么低的产量,普通企业并不能积累多少的经验,更不能积累财富并投入到研发。

  沈阳机床先前的做法就是先通过低价跑量,无奈销量上去了之后总利润并没有多大提高,而市场也被低价竞争者挤满了。所以并没有如家电,3C等行业那样,出现价格战大洗牌后头部企业(继续套用互联网词汇)高速发展的情形。

  对于机床这种行业,欧洲的咨询机构开出的药方不是薄利多销,而是走高端定制化路线,获取高额利润。虽然不见得适合我国国情,但至少战略方向是清晰的。

  2. 无法通过自动化提高产品质量

  客观地说,我国制造业工艺提升的重要渠道是国外的设备,工具厂商和自动化厂商。这些厂商在销售产品的同时也通过交钥匙工程提供了整套的工艺方案,这在汽车行业十分明显。对于一般的产品而言,只要生产设备好,辅助工具好,那么产品质量基本可以得到保证。

  然而机床生产并不能实现自动化和少人化,所以我国的机床厂家就无法通过设备和工具保障质量(即便数控伺服以及检测系统及零部件厂家会给我们一些经验指导,但远远不足以帮助整个机床行业的赶超)。号称实现柔性自动化的仅仅是机床床身部件,设计,装配和调试才是最重要的价值增加环节,而这里面的门道全在人的经验。现在被爆炒的“智能制造”,“工业4.0”等概念根本帮不了机床生产商。

  用机器全自动地生产机器距离我们仍然遥远,用机器生产【用于生产的机器】就更加遥不可及。

  3. 用户粘性导致低价策略失效

  高端制造业的用户通常粘性较大,生产厂家不太容易因为价格更换设备供应商。因为对于零件生产商来说,投资设备的钱最后作为固定成本会摊销到每一个产品上。所以只要订单稳定,设备投资摊销占总成本比例并不大。而一旦设备“趴窝”,制造商的损失就难以估计了。所以设备并非越便宜越好,而是要看生产效率,运行稳定性,维护成本等因素。

  所以对于发育稳定的制造业来说,设备一旦选定,制造商就不太会轻易更换。因为一旦新的设备供应商出问题,那么对整个生产造成的影响会非常大。所以高端制造商宁可选择合作时间较长,价格稍微贵,性能更稳定一些的设备。例如汽车行业,整车厂对零部件供应商的质量要求极为苛刻(当然,订单数额和利润率还是有保障的),所以汽车零部件供应商往往会选择价格和可靠性都较高的机床。

  (低价策略仅在特定时期奏效,下一篇会有后续论述)

  4. 低端市场陷入恶性循环

  客户粘性造成的结果很像“阶级固化”:除非是没什么技术含量的非关键部件,低端制造很难通过低价辛苦经营进入到高附加值的高端制造俱乐部。由于缺乏稳定且高利润的加工订单,所以生产商对设备的采购价格就会非常敏感。为了提高设备利用率,生产商也会低价接单,造成行业生存状态更加恶劣。

  刨除个别励志案例不提,低端制造的升级基本上需要整个行业的变迁,需要在大形势下顺势而为。比如手机壳的制造:早在日韩手机和联发科系杂牌机大混战的时代,大多数给高端手机配套的生产商都会投资发那科,兄弟等日系机床,而国产杂牌机的配套商则对设备价格极其敏感,他们更多采购价格更低服务更好的国产机。随着华为,小米等国产手机逐渐一统江湖,手机壳生产商的订单也逐渐稳定下来,国产的金雕机床也取代日系机床成为手机壳加工必备设备。

  机床等工业装备的产业提升,是随着整体制造业的升级而提升的。当广泛使用国产机床的低端制造商慢慢进入到中高端供应商俱乐部时,国产机床就自然得到业内认可了。所以,振兴我国机床产业,着力点并不在机床本身,而是制造业。

  5. 机床的劳动密集型产业属性

  要快速组建一个机床厂其实并不需要什么设备投入:数控,伺服,床身,以及其他重要零部件全部可以外购,甚至可以委托“光机”制造商把基本的装配工作都做好。所以总的来说,机床的成本构成大部分都是变动成本:零部件成本及人工成本。

  高端设备市场国产机床并没有太多的价格优势,因为国产的高端设备零部件大部分都要进口,所以国产设备只能通过床身结构件和剥削工人降低成本,在设计和功能上也没什么出彩的地方,所以进口机床占据高端市场也不足为怪。

  由于工人的时间和精力都是有限的,所以在保证装配质量的前提下,机床的产量是有限的。再加上量产规模受限,所以也难以通过工序拆解让普通工人经过短期培训就对机床进行流水线式的生产。所以机床是一种”高技巧的劳动密集型产业“。

  产业结构要与当地人员素质相配套才能发展。比如家电,手机,建筑,互联网外卖等普通民用产品的生产和服务需要消耗掉大量“农民工红利”;软件,半导体则需要“工程师红利”;航空航天,核能等高端产业需要“科学家红利”。而机床,检测仪器,生产设备和自动化等是属于典型的需要“技工红利”的产业。只有拥有大量高性价比高级技工,这个产业才能蓬勃发展。

  目前欧洲,日本,韩国和台湾地区都拥有大量的高级技工人才。这类人才成本大约是月薪2-5万元人民币。如果低于这个薪资待遇,那么机床厂几乎无法吸引足够优秀人才,其产品也只能维系在中低端水平;如果收入超过这个区间,由于人工成本在机床总成本中占比过大,那么机床产业也会因造价过高而逐渐转移出这个区域。

  目前我国机床行业从业人员平均收入远低于2万,因此高端人才不可能搞机床,而是去了互联网,金融等多金行业;反观瑞士和美国,由于工程技术人员的工资很多高于这个水平,所以机床业就会因造价过高失去市场的竞争力。

  尽管瑞士的机床行业仍然强大,但其实体已大量转移到捷克等东欧国家。瑞士机床集团的强大体现在其资本对德国等欧洲其他地区高端机床产业的控制以及高端特种设备的研发。美国除了几家特种定制化设备集团仍留在本土,老牌机床如辛辛那提早已经被欧洲财团收入囊中。当然,这也可以视为一种大西洋两岸的工业战略平衡(参见旧文《后疫情时代谨防民族主义让中国制造业隔离于世界》)。

  从全球视角观察,目前欧洲,日本,韩国和台湾地区的机床行业从业者的收入基本在这个区间,而它们也正是中高端机床的主要供应商。我国机床若要迈入高端俱乐部,先把从业者的收入提高到2万月薪以上再说。

  6. 行业集中度低且细分市场专业化程度高

  机床的自动化生产是很难实现的,所以机床产业就不适合以某地为中心搞生产基地。另外零件加工企业的需求千差万别,大型加工企业往往要求机床厂商配合其工艺流程设计加工单元或柔性自动化生产线,更高端的甚至会要求针对某零件定制开发专机。所以从整个机床大行业看,几乎不可能出现如互联网和影视传媒那种“赢者通吃”的局面,反而是百花齐放,百家争鸣。

  然而,机床市场的微观层面却也体现出“赢者通吃”,只要是细分市场总可以找到一个全球性的隐形冠军。比如做大型曲轴的WFL,做高精度超硬叶片和叶片修复的Hamuel,这两家在规模上完全无法跟DMG相比,但是极具技术特色,都是各自高端市场的隐形冠军

  7. 资本难以驱动机床技术升级

  金融资本最容易发挥效能的领域本质上是资源型市场,资本通过在局部时间或空间上控制资源获利。即便投资对象是技术,资本看重的也是技术可以带来的独占性的资源。就机床和各种工艺设备而言,其技术进步并不能带来商业暴利,更何况这些技术在行业外的投资人看来是难以理解的。

  前文做过粗略的计算:机床的市场容量仅相当于其生产对象市场容量的2.5%,而真实数据恐怕连1%都还不到。粗略估算,普通产品的技术创新所带来的收益大约是生产设备技术创新所带来收益的100倍。这样看来,与直接投资产品技术相比,投资机床等生产设备的相关技术是不经济的,而与其研究机床本身,到不如研究如何用机床。

  这也从理论上说明了振兴机床产业需要长期且不计代价的战略性投资,仅靠市场的力量是完全不够的,需要国家扶持。但是目前立标杆,批地贷款给政策这种扶持重点企业做法显然适得其反(后续其他章节会有进一步讨论)。

  机床行业比较成功的资本运作基本上都是业内的资源整合,而最好的整合方式就是“不管”:股东首先要深刻了解技术和产业,在行业衰退周期慷慨撒币,帮助旗下子公司度过难关,当行业景气周期来临时获取超额利润。

  8. 集中力量也未必能办大事

  如果作为科技攻坚战,那么我国的科研人员完全有能力打造一台世界级的机床。例如625所,北一机等大院大所就开发过不少优质的设备。但是做一台机床和做一个机床产业完全是两码事,机床与高铁,核电设备之类的装备制造有本质的不同:机床行业是完全市场化运营的,国家意志最多能够维持几家重点企业的经营,但发挥不了决定性作用。

  空客法国的工厂就会首选法国Line的机床,西班牙的工厂就多用MTorries的设备。这些机床厂也不见得活得很舒服,但至少作为保军单位不会破产。几十年前,Hamuel曾经造过一台30多米的超大超重型机床,全行程加工精度高达0.01mm/m,即便在现在也是技术领先的。但是造价也是达到了惊人的350多万欧元。而这个型号最终也只造了一台,作为工作母机自用,没有市场。而相关的技术资料在不久之后也卖给了不远处的另一家机床厂瓦德李希科堡,再过了十几年,这家公司被北一机收购。

  如果倾尽全力不惜代价,那么国产机床厂家是有能力打造出一款超级精良的机床的,无非就是一丝一丝地去刮,一点一点地去测,再一丢一丢地去拧。《大国工匠》里宣扬的就是这种精神和情怀。但这种干法设备造价和交货期也可想而知,不惜代价打造出来的试点项目可以作为大国重器保障军工,但是投入到市场就显得缺乏竞争力。

  结语

  “机床是我国制造业之痛”,这话不假。机床业的尴尬处境其实正是中国制造业面临发展瓶颈的缩影。通往高端制造的前路是布满荆棘险象环生的,只不过被当下热炒的“智能制造”,“工业4.0”等概念描绘成一条康庄大道。与机床类似的行业诸如各类工业检测设备,传感器,工艺设备,工控设备和与之配套的各类软件都是痛处。

  如本文题目“中国模式对机床行业失效”,推而广之可以说之前制造业的发展模式无法继续适应于高端制造。中国制造从中低端向高端迈进的过程中,企业,政府和资本都应该转变思路,用更加务实的态度更加专业的方式支持我们的制造业和机床产业。

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