| 送交者: 院子[♂☆★★★科学理性★★★☆♂] 于 2021-05-05 0:20 已读 766 次 1 赞 | 院子的个人频道 |
- 序 -
2019年9月18日，我与松山湖机器人基地以及固高的几位同事赴德国参加汉诺威（Hannover）机床展，并利用之后的一周时间走访了德国轴承公司Schaeffler集团、瑞士Fehlmann；Tornos；Studer；Willemin-Macodel；Reiden等机床公司以及机床主轴公司 Fisher 和 TDM。 6park.com
在瑞士期间，我与当地企业和研究所的朋友就瑞士产业创新体系有过比较深入的探讨。2008年在位于洛桑的瑞士联邦理工学院（EPFL）学术休假期间，我曾拜访过以电火花加工机床闻名的GF及其下属Mikron公司（米克朗的五轴加工中心在业界享有盛誉），还有电机公司 Etel。从瑞士回国后，我结合深圳实际，就瑞士精密制造业及其创新体系给哈工大深圳研究生院同学做过几次讲座，希望能激发学生们对精密装备的兴趣。 6park.com
历时六天的 Hannover 机床展EMO共吸引了2200多家参展公司和13万专业人士，不愧是机床领域最顶级的国际展会。第一次参加机床展是20多年前的芝加哥IMTS’98（几乎与EMO齐名，但随着美国制造业地位的下降，其影响力也有所减少）。当时的中国机床市场规模不大，机床产业也很弱小，只有几家提供手动机床和配件的公司在参展，并且只有在三楼或偏避的地方才能找到他们的展位。当时芝加哥机床展也促成了一年后固高科技的诞生。经过20多年的发展，固高已成为中国运动控制领域的领军企业之一，其数控产品部也为3C（手机、电脑和消费电子）产品加工机床提供了有力支撑。过去20多年，中国制造业发生了翻天覆地的变化，尤其是随着汽车产业的发展（产量从2001年的200万部增长到2017 年的2800万部）, 以及之后智能手机制造产业的兴起（产量从2007年的几百万部到2018 年的15亿部，玻璃和框架都需数控加工）, 中国已迅速成长为世界第一大机床市场（2015年占全球市场35%，超过第二至第六名的总和）。北京机床展和上海工博会也成为世界主要的机床展会之一。 6park.com
以中低端产品为主的中国机床产业也迎来了短暂辉煌。由 “十八罗汉” 中的三罗汉组建而成的沈阳机床（2005年又并入第四罗汉、前身为中央机器厂的昆明机床）甚至在2011年以27.83亿美元的销售额问鼎世界第一。但随着2012年后的机床市场调整，市场需求由低端走向高端，沈阳机床随即出现亏损，至2019年7年内亏损超过50亿（集团超300亿），不得不实施破产。与沈阳机床齐名的大连机床（也是罗汉之一）也因两年前的200 多亿巨亏被法院强制破产重组，后被并入中国通用技术集团。而剩下的其它罗汉，包括重型加工领域的武重，齐一、齐二机床厂以及济南一机和南京机床厂也是江河日下。与此同时，民营机床企业也少有闪光之作。中国机床产业的困境也普遍存在于其它装备领域如半导体设备、激光设备和工业机器人等以及其它工业领域（如汽车和芯片）。尽管我们有强大的市场需求，很多时候还是有利于后来者切入的新需求，但我们的产品仍是大而不强或是缺少市场影响力。最直接的反应就是我们的企业和品牌在重要的国际展会如 EMO（机床），CES（Las Vegas举行的国际消费电子展），IREX（日本举行的国际机器人展），Semicon West（旧金山举行的半导体技术展）等进入中央舞台位置的极少（华为、大疆等仍是个案）。有人说需要时间，有人说投入不足，也有人说是机制问题，这些说法都有一定的道理。但这是最关键的因素吗？两年前，我曾花了很长时间去拜访了解国内机床产业及其产业链，包括国内的沈阳、大连、昆明、秦川、海天、三一上海等，以及国外机床公司在中国的工厂——如宁夏小巨人、大连Grob、Mazak和THK，长三角的 EMAG、Heller、Chiron、Mikron和Makino，昆明道斯和厦门Sodick。后续我又去了日本的 Makino、三洋、Fanuc、安川（多次）、川崎、平田等， 以及德国德玛吉、Roders、 Kessler、 Hermle, 荷兰Cellro, 捷克道斯和MAS等不断请教，不断与同事讨论和思考。从中似乎找出了答案但又很不确定。离开大连机床工厂进入一街之隔的Mazak、 Grob和THK，给我留下了非常深刻的对比。一边冷冷清清，一边热火朝天，从街那边聘入到街这边的工人精神面貌也都不一样，感觉有如从国统区进入解放区一样，但可惜颠倒过来了。 6park.com
过去二十年，固高支持了中国过千家的装备和系统集成公司，我自己也参与了比锐（半导体封装设备）和李群（工业机器人）两家装备公司的创办，同时松山湖机器人基地也投资和孵化了数个装备项目。虽然一些公司也取得了一些成绩，但总体来说与中国这极大的市场需求相比，与世界第二大经济体的身份相比还远远不够。2019年8月，我还曾带几位同事去以色列调研其科创体系，走访了以色列多家大学、孵化器和初创公司，实在钦佩，以色列可以在如此艰难的环境与条件下取得如此傲人的成就。1948年才建国的以色列，本土市场极小（870万人口），国土面积不大（仅为广东的1/6）且大部分为沙漠，即使经历了连续不断的对外战争与内部纷争（30多个党派），其2018年人均GDP（4.3万美金）超过日本（3.9万美金）。当我们走进一个处于荒漠山头的工业区中一个以医疗和农业科技为主的孵化器时，心里直打鼓——在这样的地方如何搞高科技？进去后通过与创始人和几个初创公司的交流，并了解该孵化器的业绩后，我们的印象完全改观：这是一个世界一流的孵化器！临走时，当我们谈到深圳的一家医疗器械公司（深圳的明星科技公司之一），我询问他如何评价？他说，在中国有这么大的市场需求、这么多的政府资源和这么好的产业配套，一家医疗器械公司如果少于 100亿美元年收入不能算是成功（查询得知这家公司2018年收入少于15亿美元，还有很大增长空间）。 6park.com
制约中国机床、装备和工业产业发展的最关键因素到底是什么？这次瑞士之行我希望通过对瑞士机床公司的几个案例分析，以及对瑞士精密制造业和科技创新体系（根据世界知识产权组织WIPO的排名，瑞士创新能力位居世界之首）的调研，来寻找有说服力的答案。 6park.com
希望本文能唤醒大家对国家新近开展的新工科教育有更深刻的认识。不要简单沦落为又一个学科排名项目。它关系到国家产业创新人才体系建设以及国家经济发展能否在新时代再上一个台阶，同时，它对大湾区国际科创中心建设也有决定性的影响。致谢这次活动拜访的多位瑞士企业朋友，也致谢参加这次活动的同事，大家一道频繁的讨论与争论让我们对产业创新有了更深刻的认识和理解。 6park.com
6park.com目 录
1. 瑞士机床产业和精密制造 6park.com
瑞士钟表产业的兴起和发展 6park.com
从瑞士几家机床公司简介看其产业创新体系 6park.com
2. 瑞德机床产业创新体系 6park.com
瑞士机床公司画像总结 6park.com
产业创新体系的建立 6park.com
3. 中国机床产业发展历程、困境和突破关键点 6park.com
中国机床产业发展史及产业创新体系 6park.com
机床企业成功所必备的10个基本条件 6park.com
我国产业生态和产业创新体系构建 6park.com
6park.com全文约12000字，预计阅读时间20-40分钟 6park.com
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瑞士机床产业和精密制造
6park.com瑞士联邦成立于 1291年，国土面积 4.1万平米（不到广东的1/4），人口850万，人均 GDP达到 8.2万美元。其中工业占GDP 25.6%，主要产业包括机械、化工、钟表、精密仪器、制药等。 6park.com
6park.com谈到瑞士机床产业，不得不先聊聊瑞士的钟表产业。计时是人类最古老的活动之一，直到 1530年德国纽伦堡才造出可携带的钟表，但由于价高量少，产品只局限于皇家和贵族内部使用。法国和荷兰紧接着成为主要的钟表制造国，同时法国的宗教纷争使得一些能工巧匠流落到瑞士的日内瓦。当地的宗教改革不容许佩戴首饰，日内瓦的工匠们就通过奇思妙想将钟表和装饰结合起来一起制造。17世纪末，瑞士开始享有高端钟表制造声誉。 6park.com
6park.com由于工业革命的兴起以及钟表设计和制造技术的创新，无论是钟表的精度还是质量，英国仍然主导了18世纪的世界钟表业。与此同时，瑞士的钟表制造也从日内瓦延伸到整个Jura山脉（瑞士处于阿尔卑斯山与Jura山脉之间）的各个山村。制表匠 Daniel Jeanrichard 通过推广标准化和分工协作（有如东莞大岭山或虎门镇的特色产业镇）极大地提升了钟表质量和产量。这段时期诞生的钟表品牌有 Patek Philippe（百达翡丽1770）和Breguet（宝玑1795），价格非常昂贵。1760年，法国通过发明 Lepine calibre（机芯）来生产更小更细的怀表，重新从英国人手中夺得钟表制造主导权。通过将法国人的发明与瑞士灵活的乡镇配套生产结合起来，瑞士钟表业很快赶超英法，瑞士跃升欧洲主要的钟表生产基地。 6park.com
6park.com19世纪，通过引进美国的流水线生产技术和发明专用生产设备，瑞士钟表生产机械化水平进一步提升，产量和质量更上一层楼。这段时间诞生的品牌包括Tissot（1853）， Omega（1848）和 IWC（1868）等，瑞士也终于发展成为世界高端钟表制造之都。就像瑞士航空的广告词一样，“Like shopping for a Swiss watch，Hard to make a mistake” （就像购买瑞士手表一样，很难犯错！）。瑞士钟表产业在随后的发展中还经历了上世纪80年代日本电子手表企业和近期苹果智能手表的激烈竞争和挑战，但都成功挺了过来。 6park.com
6park.com2018年，瑞士生产了两千三百多万只手表，出口产值共计216 亿美金，每只手表销售均价达859美元。与之相比，中国生产了6亿多支手表，出口产值48亿美金，每只手表销售均价仅为3美元。处于瑞士钟表制造区的 Solothurn 省把精密制造与骨科植入融合起来，拓展了一个新的产业。强生公司通过收购，在 Solothurn 建立了骨科产品研发与生产基地，2018年该公司在当地的产值就达20多亿美金。瑞士的医疗器械产业 Medtech sector 在2018年有接近2000家公司，六万多就业人口和158亿美金的销售收入，成为欧洲最主要的医疗科技创新中心。 6park.com
6park.com支撑瑞士钟表和其它精密制造行业的核心是瑞士机床产业。瑞士从事机床生产的企业不多，大约二十多家，2018年产值约29.7亿欧元，全球占比3.4%。大多数机床相关企业都会成为瑞士装备和金属加工协会成员SwissMEM。该协会成员公司就业人口大约30万（整个行业50万，占瑞士从业人口10%），年产值900亿美元。我们从这次拜访的公司中选出3家做个简单介绍，可以让大家对瑞士产业创新体系有一个基本的了解。 6park.com
6park.comFehlmann 公司1930年由 Willi Fehlmann 创立，坐落于Aargau省一个只有五千多人口的村庄（Seon），是个典型的乡镇民营企业，早期产品以手动钻床为主。1954年，小 Wili Fehlmann 完成HTL学位并进入管理层。他在学生时代就开发了一种安装坐标工作台的台式钻铣床。1975 年，公司推出瑞士第一台数控机床 PICOMAX 50 NC。1994年，公司推出采用电主轴的五轴加工中心。2006年 Wili Fehlmann 把公司管理交给第三代接班人 Frank Fehlmann。2011年，公司在苏州建立销售和展示中心。公司产品以钻铣功能的立式和门式加工中心为主，产品品种少而精，充分考虑了行业和用户需求，关键零部件（主轴、自动化控制系统等）自行设计和装配以保证持续的技术迭代，充足的备品备件以保证最好的售后服务以及最短的交货期，家庭内部良好的传承机制（第三代）以保证长期战略的一致性，相对保守的理念避免公司的大起大落。公司大约200员工，研发人员20余人。公司除了为20名左右的技校学生提供实习机会外，还积极参与技校实验设施和课程的建设。2018年公司销售额约为 8000万欧元，人均产值40万欧元。产品的连续性从图1的公司发展历程可以看得出来，九十年的专注才铸造了公司今天的行业地位。 6park.com
图1 公司发展历程。产品种类少而精、重在延续性和用户体验。
6park.com图2 与公司第三代掌门人Frank Fehlmann合影 威力铭－马科黛尔公司（Willemin-Macodel SA） 位于瑞士 Delemont 市，是一家成立于1974年，早期定位钟表行业加工设备的小公司。经过40多年的发展，公司员工由早期的3人发展到目前的300多人（瑞士200人左右），且在俄罗斯、中国、美国、印度和欧洲多个国家设有销售中心。其主打产品包括精密五轴加工中心、车／铣复合加工中心和并连机床。行业应用以钟表、医疗、航空／航天、珠宝、模具和微型精密零部件加工为主。五轴加工中心采用矿物铸铁（人造花岗石），自己的主轴、2个微米的重复定位精度。公司研发人员接近30人，大部分招聘于瑞士的两家理工学院（ETH 和 EPFL）。2018年共生产机床160多台，产值九千万欧元，70% ～80%的产品都是个性化定制，给客户提供的产品越来越多配置单机自动化和智能生产解决方案。公司的技术总监毕业于EPFL，与EPFL有很好的合作关系。利用瑞士 InnoSwiss 项目资助（政府与企业各一半），公司与EPFL合作，成功把源于EPFL的并联机器人技术应用在机床领域，推出了面向精密表芯加工的701S加工中心（图 3）。8万RPM的主轴，小于2个微米的轨迹精度，一次性装夹和良好的刚度，使得 701S 成为世界高端表芯加工的首选加工设备。 6park.com
图3 威力铭公司的并联结构机床和该产品经理（公司技术总监）
6park.comTornos公司位于 Delemont 附近的 Moutier 镇。早在1880年，纵切自动车床就已在 Moutier 出现。1914年，Tornos 公司成立。1971年，Tornos与自己的长期竞争对手 Petermann 合并，1981年与另一家竞争对手Bechler公司合并，创建 Tornos-Bechler 公司。1996年，公司推出热销产品Deco10机床。2001年，Tornos-Bechler改名为Tornos，并且在在瑞士交易所上市（公司成立87年后才上市）。作为瑞士第二大机床厂，公司人员也只有700多人。2018年公司销售额为2亿瑞士法郎。Tornos专注于精密小零件，微型零件的加工。2017年公司推出的Swiss Deco产品采用了自己的陶瓷主轴（首创的双主轴方案），使得加工效率和质量得到大步提升。Tornos 在2014年设立中国分公司，至今不少三线企业还有Tornos公司的产品。 6park.com
图4 (a) 旧的Tornos自动车床， (b) 旧的Petermann车床，(c). 旧的Bechler车床， (d) 1905年产的Bechler 车床（蒸汽驱动）
6park.com图5 Tornos 公司采用自研陶瓷主轴的新一代多功能机床
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