夾縫中求生的“工業(yè)母機”國產機床行業(yè)現(xiàn)狀

機床是制造機器的機器，亦稱工作母機。機床上游包括鋼鐵和鑄造行業(yè)，下游包括汽車、鐵路、核電、船舶、航空以及國防軍工。如果說制造業(yè)是國家的根底和命脈，那機床則是制造業(yè)的重中之重。機床在軍事工業(yè)發(fā)展中處于統(tǒng)治性地位，不能自主生產機床就沒有國防工業(yè)的自主權。

當年蘇聯(lián)從日本東芝搞到四臺九軸數(shù)控機床，使本國核潛艇靜音性能大大提升，令西方苦心經營數(shù)十載、耗巨資建成的反潛探測網(wǎng)毀于一旦。可見機床技術的提升，對軍工產業(yè)的發(fā)展有多么巨大的影響。

01 國產機床現(xiàn)狀

由于起步較晚，我國機床行業(yè)發(fā)展初期，主要依靠模仿和引進。相對于機床發(fā)展成熟的德美日，我國工藝技術較為落后，很難擺脫“低端”的尷尬狀況，盡管擁有著廣闊的市場，但在很多重要行業(yè)的機床應用，國外產品依舊占有較大的比重。

1958年，在前蘇聯(lián)的幫助下，我國研制出了*臺數(shù)控機床，從此開始數(shù)控機床之路。上世紀六十年代，歐美對我國進行技術封鎖，前蘇聯(lián)也停止對我國的幫助，機床行業(yè)靠著自立更生出現(xiàn)了十八家骨干企業(yè)，也就是后來的機床行業(yè)“十八羅漢”。

它們包括濟南第二機床廠、上海機床廠、重慶機床廠、南京機床廠、無錫機床廠、武漢重型機床廠、長沙機床廠、天津*機床廠、昆明機床廠等。這十八家企業(yè)支撐著我國整制造業(yè)的發(fā)展，1965年末，這些企業(yè)累計制造的高精度精細機床種類達26種。

上世紀70年代末到80年代初，西方國家基本實現(xiàn)了機床數(shù)控技術的普及。改革開放初期，國產機床還停留在傳統(tǒng)的手動操作技術水平。面對巨大的技術差距，我國大力引進西方技術，合資合作，力爭盡快消化和普及數(shù)控技術。但因種種原因，效果不是很理想。

上世紀80年代中期，原機械部所屬企業(yè)全部下放地方。90年代初，我國大幅降低機床產品進口關稅、放開進口限制，隨后放寬外資企業(yè)的市場準入。我國機床行業(yè)集中度低、企業(yè)規(guī)模普遍偏小，行業(yè)管理弱化，大量機床企業(yè)被市場競爭淘汰。原來的“十八羅漢”或破產重組，或勉強維持。

外資機床企業(yè)進入國門后，在中國賺的盆滿缽滿，可是真正的核心技術一直沒有出口到中國。在我們生產不出五軸機床的時候，只賣給我們三軸機床，當咱們研發(fā)出五軸機床后，他們的五軸機床立刻在中國銷售。還有用于加工哈勃太空望遠鏡鏡面的超精細機床，國外1990年就造出來了，可是20年后我們還在苦苦探索。

數(shù)控機床產品大體分為高、中、低三個檔次，加工復雜零件的*精密數(shù)控機床為軍工生產所必需，屬于戰(zhàn)略性產品，西方長期對我國實行嚴格控制或封鎖。

低檔機床市場，經過多年努力，國產機床產品（包括系統(tǒng)和整機）已基本占領國內市場。由于這部分門檻較低，零部件容易買到，前些年大量中小企業(yè)進入�，F(xiàn)在中低檔、通用型、單機類的同質化機床產能嚴重過剩，陷入降價競爭。

中檔機床市場是目前中外企業(yè)競爭的主要領域，主要競爭對手是中國臺灣（麗馳、友嘉、東臺、臺中精機）和韓國企業(yè)。國產數(shù)控系統(tǒng)和進口系統(tǒng)的競爭也集中在這一領域，國產中檔系統(tǒng)技術正趨向成熟，目前市場占有率近50%，國產化趨勢不斷擴大，可能*終占據(jù)市場主導地位。（廣州數(shù)控是國內*大的中低檔系統(tǒng)廠商）

*機床市場，國內供給能力嚴重不足，長期被歐日企業(yè)壟斷，進口依賴度超過90%。在*數(shù)控系統(tǒng)領域，我國少數(shù)產品在精度方面可以和西門子、發(fā)那科相比，但產品的使用壽命、性能、穩(wěn)定性還遠不如他們，國產*機床的市場占有率不足10%。（*機床廠商：日本FANUC、MAZAK、大隈、牧野，德國DMG、哈默，美國哈斯等）

*機床的核心技術聚集在功能部件、關鍵零部件、工具量儀上（伺服驅動單元、主軸單元、測量反饋元件、轉臺、換刀機構、滾動元件、軸承、液氣潤滑裝置等）。它們的性能和質量，決定了整機的性能和質量。

在*核心功能部件領域，我國技術基礎薄弱，其性能、功能、質量、可靠性不能滿足市場需求，自我配套能力很低，國內市場占有率不足5%。如果從歐洲進口*功能部件，當?shù)胤�律�?guī)定必須加價16%-18%，有些重要產品根本不賣。這方面技術的落后，嚴重制約了我國機床工業(yè)的發(fā)展。

PS：數(shù)控機床功能部件包括數(shù)控系統(tǒng)、主軸單元、數(shù)控刀架和轉臺、滾珠絲杠副和滾動直線導軌副、刀庫和機械手、高速防護裝置等。

國產*機床的整機設計和裝配技術尚未過關，在性能、加工質量、穩(wěn)定性和使用可靠性方面，與國外*機床還有相當大的差距。業(yè)內專家曾經將國產TOP2機床和日本馬扎克（MAZAK）的技術水平進行比較，認為兩者存在40年的靜態(tài)差距，況且日本企業(yè)正在向網(wǎng)絡化、智能化方向升級。

不過好消息是，廣州數(shù)控、華中數(shù)控以及大連光洋等企業(yè)憑借創(chuàng)新技術，不斷刷新著國產數(shù)控技術的*高水平，這表明我國已經具備沖擊世界*技術的能力。

經過“十一五”、“十二五”兩個五年計劃，中國數(shù)控機床企業(yè)通過自身的努力和對德國希斯公司、聯(lián)合美國工業(yè)公司等先進機床企業(yè)的并購，使產業(yè)整體水平基本具備了國際競爭力，進入中檔機床規(guī)模產業(yè)化、*機床實現(xiàn)小批量生產的階段，其中北一機床對德國科堡的收購，獲得了先進的機床生產技術和科堡經營半個世紀的客戶群。

02 國產機床劣勢

國產機床劣勢在于基礎材料學、工藝、規(guī)劃上的差距，這使得國產機床絲杠、導軌、伺服電機、力矩電機、電主軸、編碼器，這些核心功能部件大部分依賴國外產品。以絲杠為例，盡管我國是世界上*大的鋼產國，可是在基礎材料學上的差距，國內根本不能生產出*絲杠的鋼材。

再比如數(shù)控系統(tǒng)，我國*機床的數(shù)控系統(tǒng)大部分來自于日本FANUC、德國西門子、德國海德漢等企業(yè)。盡管我們也有華中數(shù)控、廣州數(shù)控等企業(yè)研發(fā)國產數(shù)控系統(tǒng)，但實用性、可靠性、兼容性以及穩(wěn)定性等方面，與國外先進的機床制造廠商始終有一定差距。

和國外設備相比，國產機床在穩(wěn)定性、可靠性、效率等方面差距明顯。歐美日國家已先后完成數(shù)控機床產業(yè)化進程。與國外產品相比，國產數(shù)控機床的差距主要是在機床的高速高效化和精密化上。

眾多國產中小機床企業(yè)的加工精度、定位精度等性能并不能讓用戶信服。設備維護相對于國外產品，國內產品的性能還不夠優(yōu)異，后期維護壓力較大，從全生命周期來看，國內產品依舊需要改善。

國產機床數(shù)控功能部件生產發(fā)展緩慢，品種少，產業(yè)化程度低，精度指標和性能指標都還不過硬。一般國產的機床可以使用4~5年，但是要用激光校正儀年年校正，精度和容錯性比較差。

還有航空業(yè)使用的很多設備是專用機床，一般數(shù)控機床的精度在0.05mm到0.001mm之間，但是遠不能滿足高精度零件的加工，只能加工一些中高精度要求的產品，對于像陀螺儀這類零件就需要專用機床。

說一下經典案例。歷史故事日本“東芝事件”；德國蒂森克虜伯公司造“古斯塔夫列車炮“；日本機床可加工YAMAHA坦克；德國Zimmermann龍門銑直接加工中型艦艇。DMG加工女神雕塑；DMG和Mazaka一次性整鋁加工頭盔。

03 國產機床存在的問題

首先，機床行業(yè)是個大周期產品，一臺機床產品從設計、生產、安裝調試、驗收直到正常使用，沒個三五年是做不來的（這里說的是非標產品）。而高精度機床更是如此，在追求利潤*大化為目的現(xiàn)代市場下，想做好做精很難，主要是企業(yè)耗不起。

以德國為例，以前加工一根臥式銑床的刀具軌需要的工人數(shù)為一名工程師，兩名技師，3～5名*工人（大約相當于國內剛拿到8級鉗工證的人），而且也非常耗時間，大約要半年（包括精加工和表面處理，以及修配）。這樣下來，除非是大規(guī)模企業(yè)，小企業(yè)根本負擔不起這樣的開支和時間。

其次，機床行業(yè)待遇低，留不住高層次人才。設計機床不是一個輕松的工作，專業(yè)知識要過硬，要熟知制圖和設計標準，機床相關的機械圖紙復雜程度更是一般人很難想象的，但是機床設計人員收入和付出的差距有點過大。

舉個例子，培養(yǎng)八級鉗工耗資就不是個小數(shù)字，而且時間也很長。八級鉗工也不能止步不前，也需要時不時進修一下，另外還要經常給他高難度的工作，不然技術會生疏的。培養(yǎng)一個高水平技工，沒有5～8年的時間根本辦不到。如果企業(yè)制度不能提供優(yōu)越的條件，也留不住這樣的人才，這就造成了很多企業(yè)不愿意投入資金去培養(yǎng)*技工。

再者，機床行業(yè)是個比較務實的行業(yè)，沒有高成本肯定做不出好產品。比如一臺機床，德國成本200萬賣300萬。同樣精度及性能的產品，如果中國企業(yè)做，由于各方面的技術限制，成本要遠遠高于200萬。兩臺機床，如果性能精度基本一樣，德國與中國價格一樣，用戶會選擇哪個？這個結果可想而知。

*后，國產機床的零部件性能有待提高。以軸承為例，國產軸承的使用壽命可以達到機床設計要求，但機床*主要的是精度、精度保持性及可靠性這三個指標。*普通的車床合格產品其主軸的跳動要求不超過2絲，好點的機床其主軸跳動不超過1絲。（1絲＝0.01毫米，1絲約等于頭發(fā)直徑的十分之一）

2絲的精度國產哈瓦洛（哈軸、瓦軸、洛軸，代表國內軸承*高綜合水平）可以達到，但機床還要求長時間保持這個精度，好機床甚至能用十年精度沒啥變化。國產軸承要同時達到這三個指標，目前看來確實有困難。

正常情況下，國產機床一般精度很難超過兩年，大多數(shù)國產機床的壽命不到五年基本都報廢了，而外國機床基本上都是十年以上，還是在國內這種超負荷運行缺少專業(yè)保養(yǎng)的情況下，足以說明了兩者之間的巨大差距。

還有機床鑄件是一臺機床的骨骼，是承受切削扭矩力和分散振動力的關鍵，是整機穩(wěn)定性的基礎。機床沒有好鑄件，就算用*好的主軸絲桿導軌，整機精度也難以持續(xù)保持。國內機床對于鑄件要求較寬松，滿足于價格便宜、夠用就好，這就導致它的強度硬度等都不行。

而進口機床用了多年依然精度良好，鑄件功不可沒，國外鑄件采購人員很多是鑄造行業(yè)的資深人士，鑄件廠也是對國外機床鑄件的品質控制達到了高水平。機床功能部件的使用、機床的裝配和調機等方面都會影響機床的長久精度。所以，機床精度是一個系統(tǒng)的有機組成，是很多因素綜合在一起的結果。

數(shù)控機床設備中有些關鍵技術（如高速、高精運動控制技術，動態(tài)、熱態(tài)綜合補償技術，多軸聯(lián)動和復合加工技術，智能化控制技術，高精度直驅技術及可靠性技術等）尚需進一步突破，有些重大技術離產業(yè)化還有相當距離。以市場為導向、以企業(yè)為主體，產、學、研、用相結合的研發(fā)體系尚未真正建立，行業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏基礎支撐。

我們要正視機床行業(yè)的問題和不足，加快推動機床工業(yè)轉型升級，盡快縮短和國際先進水平的差距，實現(xiàn)關鍵技術自主可控，意義重大。