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瑞德机床产业创新体系
通过了解和分析瑞士机床公司的情况，我总结瑞士机床公司具有以下几个方面的画像： 6park.com

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1. 小而精、专：瑞士机床公司规模通常都不大，一到三百人而已。公司的产品型号不多，每年产一、二百台机床，千万到亿级瑞士法郎销售，基本聚焦在两三个特定或细分行业。公司可以深刻理解客户的需求与痛点，不断迭代自己的产品，为客户提供高端产品和优良服务。反观我国的机床公司，往往把规模和销售额当作主要目标，希望通过冲量和低价策略去占领市场，再考虑提升质量（这叫 “先大后强” 战略）。政府也经常通过金融、项目和土地政策去鼓励企业把规模搞大。有句笑话是一家只能产一千台机床的公司，市长去了后把发展计划提到了五千台，省长去了后变成了一万台，更高的首长去了后变成了十万台。最后企业跨行业发展（把销售规模做大，但很多进入来钱更快的房地产行业）, 不只挤垮了该领域一些有潜力的民企，自己也因为过度膨胀，欠了一屁股债，很快就没法运作，以失败破产告终（沈阳和大连机床即是如此）。实践证明，这种“先大后强”的战略是行不通的，但很多企业至今没认识到这个道理，亦或者是在实际操作中很难拒绝诱惑，尤其是政府的诱惑（哪怕是出于好心）。 6park.com

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2. 核心技术：瑞士机床公司，无论规模多小，都把核心技术，尤其是针对行业特殊需求的核心技术掌握在自己手中。这为公司产品的迭代与创新提供了有力的保障。一个二、三十人的研发团队往往要掌握从主轴、转台、自动化系统到机床等方面的设计与制造，这是非常令人惊讶的。此外，瑞士相对完整的机床产业生态链也具备强大的支撑和推动力。相反地，我国的机床公司往往只停留在系统集成层面，高端的核心部件大部分依赖进口，机床结构设计趋同，即使采用最好的功能部件拼凑，也缺失竞争力和利润空间。 6park.com

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3. 传承与创新：瑞士机床公司既有百年老企业，也有成立三、四十年的“后起之秀”，大部分企业老板都会经历至少两到三代人。秉承高端与精密的理念，不断迭代产品。既有基于经验和工艺的创新（Tornos），又有基于科学进步的创新（威立铭）。无论是子承父业还是职业经理人，大家都对精密装备充满了热情与自豪。反观我们的机床行业，国企很难迭代，管理者担任一任或两任就调离或升官，而私企老板大都把自己的小孩送去学金融管理，觉得做这一行太辛苦，也无法获得较高的社会地位。 6park.com

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4. 产业人才与教育：瑞士产业最重要的支撑是其教育体系。从10年级（16岁）起，超过80%的瑞士学生选择进入职业技术学校开展 3-4年的“双元制” 学习。只有 20% 不到的学生会选择读大学。瑞士、德国和奥地利是双元制教育落实得最好的三个国家。 6park.com
图6 德国、瑞士的双元制教育体系为该国制造业发展提供有力的人才保障
首先，学生在八、九年级（甚至更早）时会去有实习资质的企业（企业也为获得这类资质为荣，有如我们的高企）实习，决定自己的兴趣所在和职业规划。选择进入职业技术学校的学生并不是因为读书不好，而是因为个人兴趣和职业规划（而我们主要是因为中考或高考没考好才不得不去读职校）。曾经有个哈尔滨三中毕业的学生告诉我，“中学时，老师告诫她，得好好学习，不然就只能读旁边那所大学（指哈工大）了”。在我们的传统观念里，只有考上清华、北大才能称为成功（不知道自己兴趣所在的学生，即使考上清华北大又能如何？）。进入职业技术体系的学生，会选择一个职业（比如机械师polymechanics、模具师等），每周花二到三天的时间在学校学习理论课程，二到三天的时间在企业实习，一个模块紧跟一个模块，学以致用，迭代前行。同时，企业也会给学生提供一定的薪水报酬。通过四年的历练，入读职业技术学校的学生学会了该领域的基本理论、掌握了实操能力、获得了相关的工作经验以及不错的薪酬（同期的大学生还得让父母交学费）。最重要的是因为有实操经验，他们变得更加自信，在后期的职业发展与同期大学毕业生相比更具优势（企业看重能力而不是学历）。职校毕业生工作后还可以选择夜校或者应用科技大学继续深造。 6park.com

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瑞士培养工程师的大学共有两所联邦理工学院（ETH 和 EPFL，具有从学士到博士学位授予权），八所应用科技大学（具有学士到硕士学位授予权）。虽然职业技术学校学生对正规大学毕业生的动手能力有点不屑一顾的感觉，但以上几所瑞士大学的动手能力训练还是相当扎实的。一位华为高管曾说过，在华为所有的合作大学里，ETH学生的表现最出色，能力最强。 6park.com
关于并联结构在机床领域的应用，即使我们在最近二十多年已具备大量的研究经验，却一直没有突破性进展，应用案例极少。作为后起之秀的威立铭公司，利用EPFL在这方面的基础研究，在 InnoSwiss 项目的支持下，把直线Delta并联机构与高精密的表芯加工结合起来，附以新颖的装夹系统，成功推出了极受高端钟表企业欢迎的701S机床。反观我国机床行业，一线工人大部分是农民工，虽然在实际工作中获得了一定的实操经验，但当碰到问题时，则缺少追根究底、创造性总结和提升的能力，只能无奈地照抄和进行山寨。而到装备企业工作的大学生或研究生在校学习时接受的基本是考试式的训练，缺少动手能力和理论联系实际的能力，愿意从一线工作做起的大学生或研究生极少（感觉丢份）。国企的提拔机制往往更倾向于学历而不是能力，把一些没实操经验的人提到管理岗位，所生产的产品质量可想而知了。图7左边显示的是瑞士产业人才结构，企业员工主体是职业技术学校学生。他们的创新能力跟常规大学生的创新能力互补，能很好地进行衔接。而我们的主要问题是一不顶天（技工的基础问题），二不立地（学院派实操能力差），三不衔接，如图7右所示。 6park.com
图7 瑞士与中国装备产业人才创新能力对比
此外，针对一个产业，国家如何构建一个科学的产业创新体系，这一直是一个极具挑战性的问题。计划经济时代，我们学苏联建立起的产业创新体系（主管部门 -> 部属企业 -> 部属研究院所 -> 部属大学／职校），改革开放后在市场经济的大环境下基本解体。装备领域的国企改革在朱镕基时代推行一段之后，也没有最后完成。企业的技术产品必须随着科技的进步不断更新迭代。从大学的基础研究到最后的产品有很长的路要走，路艰且险。Arm联合创始人，Hermann Hauser 博士在给英国贸工部长的报告中指出，英国有三所世界前十名的大学，有仅次于美国的基础研究和高引用率论文，伦敦还是世界主要的金融中心，但英国并没有很好的把学术成果转化成商业成就。报告指出，学术和产业之间存在一条巨大的鸿沟。为此，很多国家通过建立技术创新中心（Technology Innovation Center）试图来衔接这条鸿沟。著名的技术创新中心有德国的Fraunhofer Institute，比利时的IMEC（微电子中心），台湾的工研院（ITRI），日本的AIST，新加坡的ASTAR和香港的应科院（ASTRI）等。这些技术创新中心通过衔接企业的需求与大学的基础技术，把原型的技术成熟度提升到一个新档次，让企业去完成产品化的最后一公里。 6park.com
图8 德国工业创新体系框架

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德国的 Fraunhofer 研究所共有72家，2.6万员工和26亿欧元的科研经费（1/3来自企业）。Fraunhofer 研究所基本都分布在一所理工科大学旁边，大学研究所的教授同时兼 Fraunhofer 研究所的负责人，以保证两者的衔接。如图 9 所示，与装备和制造技术相关的研究所有11家。著名的亚琛工业大学旁布局了两所 Fraunhofer 研究所，一个专注制造技术、一个专注激光加工技术。与制造技术匹配的大学研究所，机床与制造工程研究所（WZL）规模也不小，839员工（含博士生），1.6万平米的教学工厂。 6park.com
图9 德国装备与制造技术创新体系，及大学研究所与 Fraunhofer研究所的定位与互动
瑞士与制造相关的技术创新中心有EMPA和INSPIRE，后者坐落在苏黎世的瑞士联邦理工（ETH）旁。INSPIRE共有员工70多人，每年运行经费1100万瑞士法郎，所涉及六个研究方向包括材料、制造工艺、3D 打印、机床设计、工业4.0和产品测试与评估。与之匹配的大学研究所有六家：机床与制造研究所（50多研究人员）、设计、材料与制造研究所、动力系统与控制研究所、机器人与智能制造研究所、制造流程研究所。INSPIRE 和 ETH在磨削领域的研究有很好的行业口碑，著名的联合磨削技术公司 United Grinding Technology 的多家子公司，如 STUDER是其重要的企业合作伙伴。瑞士的核心零部件企业（传动部件领域的 Schneeberger、伺服／直驱电机领域的Etel和Maxon等, 主轴领域的Fisher，Step-tec和IBAG等，数控系统领域的NUM等）、主机厂（Mikron, GF、United Grinding，Willemin-Macodel, Fehlmann, Tornos, Studer, Starreg等），和瑞士高端制造领域（钟表、医疗器械、精密零部件等）的优质企业构成了瑞士机床产业生态的铁三角。政府通过双元制模式的职业教育，应用科技大学和研究型大学三重体系来培养产业所需的各类人才，通过设立匹配的大学研究所和产业研究所（INSPIRE 和 EMPA）把大学的原创技术一步一步推向产业一线，再通过设立 InnoSwiss（申请和管理过程相对简单，成功率高达 50% 左右）类似的产业资助项目来完成技术产业化的最后一公里。 6park.com
图10 位于苏黎世的瑞士机床与制造技术产业创新体系
03
中国机床产业发展历程、困境和突破关键点
我们再来分析下中国的机床产业。 6park.com

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机床产业包括零部件、主机和系统集成产业。中国第一家近代兵工厂当属曾国藩于1861年创办的安庆内军械所。两次鸦片战争和与太平军的作战使曾国藩深刻地认识到西方坚船利炮的威力。为此，在湘军攻陷安庆后，曾国藩通过招募徐寿、李善兰、华蘅芳、张斯桂等 “覃思之士，智巧之匠” 设立了安庆内军械所，用手工模式为湘军制造枪、炮和子弹。中国第一台蒸汽机和第一台蒸汽轮船 “黄鹄号” 也诞生于此。1863年秋，通过张斯桂和李善兰的引荐，容闳来到了安庆。“今日欲谋对中国最有益最重要之事，当从何着手”，曾国藩迫不及待的问道。“今日欲为中国谋最有益最重要的事，莫过于仿照洋人的办法，建一个机器厂、一个机器母厂，由这个母厂再造各种各样的机器，然后用这些机器去造枪炮子弹，战船战车，犹如母鸡下蛋似的。有了这样一个母机厂，过了十年八年，中国就可在全国各地建造许许多多的工厂，如此，中国就会跟外国一样强大了”。“觅制器之器（工作母机）” 成为了早期洋务运动的指导方针。1863年秋，受曾国藩委派，容闳历时两年，用6万多白银从美国麻省的 Putnam 公司采购了第一批机床设备（见图 11）。 6park.com
图11 (a) Putnam 公司生产的车床 （1860）， (b) 江南制造局炮厂机器房 （宣统年间摄），(c) 江南制造局机器厂

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1865年6月，曾国藩会同李鸿章奏准设立，将苏州洋炮局与收购的美商旗记铁工厂（位于虹桥）合并，利用容闳采购的百余台机器，成立了江南制造局（后迁入高昌庙，江南造船厂旧址）。至1895年，江南制造局已发展成拥有机器厂、炮厂、轮船厂等20多个分厂， 3592名员工，662台机床、3000吨水压机，15吨马丁炼钢炉的东亚技术最先进设备最齐全的机器工厂。至1904年，除枪、炮、子弹、轮船等军用器材外，江南制造局还生产了各种机器设备591台，其中金切机床249台、成为洋务运动众多工厂的母机厂。随着洋务运动的发展，制造人才问题变得尤为突出。李鸿章也认识到， “中国欲自强，则莫如学习外国利器。欲学习外国利器，则莫如觅制器之器，师其法而不必尽用其人。欲觅制器之器，与制器之人，则或专设一科取士，士终身悬以为富贵功名之鹄，则业可成，艺可精，而才亦可集”。很遗憾，1895年的甲午海战宣告第一次洋务运动的了结。1938年宜昌撤退的一百多万吨物质中，大部分为兵工厂的机器设备。使得新的工厂能在大后方快速建立起来，为抗战的物质供应提供了保障。位于昆明的中央机器厂（不久前破产的沈阳机床下属企业昆明机床厂）即为其中一员。 6park.com
图12 二战时期德国冲床在中央机器厂的工作照片

解放后，我国布局了十八家国有机床厂，分别是齐齐哈尔第一机床厂（立式车床）、齐齐哈尔第二机床厂（铣床）、沈阳第一机床厂（卧式车床、专用车床）、沈阳第二机床厂（钻床、镗床）、沈阳第三机床厂（六角车床、自动车床）、大连机床厂（卧式车床、组合机床）、北京第一机床厂（铣床）、北京第二机床厂（磨床）、天津第一机床厂（插齿机）、济南第一机床厂（卧式车床）、济南第二机床厂（龙门刨床、机械压力机）、重庆机床厂（滚齿机）、南京机床厂（六角车床、自动车床）、无锡机床厂（内圆磨床、无心磨床）、武汉重型机床厂（立车、镗床）、长沙机床厂（牛头刨床、拉床）、上海机床厂（外圆磨床、平面磨床）和昆明机床厂（镗床、铣床）。 6park.com
图13 计划经济时期我国的机床产业创新体系

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经过五十年代的院系调整，我们建立了一个 “主管部门 -> 部属企业 -> 部属研究院所 -> 部属大学／职校” 的产业创新体系。主管部门，即当时的机械工业部（后并入现在的工信部），研究院所包括 8个综合性研究院所（北京机床所、大连组合机床所、广州机床所等七所一院）和37个专业研究所与企业设计部门，大学有湖南大学、吉林工大、合肥工大等。1999年的院所转制，这些研究所有如麻袋里的土豆一样，被呼啦地甩出去滚满一地，四处滚动，各由生死。与此同时，职校升级、大学扩招与合并使得产业人才动手和创新能力大为削弱。序文提到的中国机床产业所面临的困境即是市场经济环境下我国产业创新体系缺失的直接体现。我们打破了苏联模式的旧体系，但并没能建立起一个新体系。在此情况下，政府试图通过一些专项（比如04专项）去推动产业变革的效果极其有限。 6park.com

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经过长期的观察和系统的调研，我梳理了一个机床企业成功所必备的10个基本条件（图14）： 6park.com
图14 打造一家成功的机床企业必备的10个主要条件

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1. 市场需求尤其是新兴市场需求必定是（新）企业发展的前提条件。中国是世界第一大机床市场（三分之一），也不断涌现出新兴需求（如手机和电池制造等）。这方面无论是国企还是民企都有一个不错的市场环境。 6park.com

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2. 机床是个多技术融合、需长期积累的行业，对创始人和产品经理都有极高的要求。我们在这方面是不足的。这也是新工科和双元制教育的定位和使命。 6park.com

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3. 企业只有为客户创造价值才能找到自己的生存空间。找准问题，定义好产品，提供优质服务是瑞士机床企业的发展之道。我们的企业往往把规模看得过重，忽视了客户的需求。 6park.com

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4. 研发一款好的机床产品需要一个学科交叉、创新能力强的团队。现有工科教育的弊端（详见新工科教育系列文章 [7~9]）使得这类人才本就匮乏。国企虽然能吸引一些相对优秀的人才，但其僵化的机制也制约了团队的发挥（不少技术人员外面兼职，本职工作应付）。民企又很难吸引到好的人才。 6park.com

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5. 工匠精神是精密机床制造和装配的基础。通过个人兴趣培养和双元制教育去塑造企业文化和工匠精神，是瑞士、德国和日本的成功之道。而我们的职业技术学校更看重专升本，像东莞技师学院样能认真落实双元制教育的学校，实在是凤毛麟角。 6park.com

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6. 用科学方法去系统分析和解决产品设计过程中的问题至关重要（见威立铭公司的并联机床案例）。我们很多企业研发人员碰到问题时一是山寨，二是拿客户做白老鼠。这种方式很难有根本性的突破 [8]。 6park.com

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7. 不断迭代与持久战是对于做好一款机床产品，是必不可少的。国企频繁的干部调动是十八罗汉困境的一个主因。一个好的机床公司，甚至需要两代人的努力。因为太辛苦、挣钱慢等诸多原因，民企很少有二代会愿意从事机床行业。 6park.com

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8. 科学的管理方法不仅能激发交叉团队的创新能力，更能确保项目的高效率实施。 6park.com

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9. 很多机床公司倒在了规模化和多元化的路上，忘记了小而精是做好机床企业的关键。实际上中国这么大的市场做精做透，就必然会有一定的规模效应。 6park.com

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10. 迭代离不开持续投入。 6park.com
要把装备，尤其是机床产业搞好，我们要在产业生态和产业创新体系构建这两个方面下功夫。 6park.com

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从产业生态角度讲，我们要重点培育自己的C端品牌产业，创造新的高端需求来引领从芯片/材料到核心部件到装备再到工厂整个B 端产业链的健康发展。苹果产业链在过去十多年确实对我国尤其是大湾区制造和装备产业提供了很强的带动作用，但这在在贸易争端不断和制造业往东南亚地区快速转移的今天，是远远不够的。美国的半导体装备产业有今天，则得益于当年美国芯片产业的强大需求，日本的机床和工业机器人产业有今天，也得益于当年日本和美国汽车制造业的强大需求，而瑞士的机床产业有今天同样得益于当年瑞士和欧洲的钟表、医疗科技和精密部件产业的强大需求。靠代工和国外品牌很难建立起自己强大的装备和制造产业链（包括芯片/材料和核心零部件）。国外品牌和我们的代工以及上游的装备/核心部件/芯片/材料产业根本上上来讲是个零和游戏。 6park.com

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市场经济环境下的机床产业创新体系包含两个重要环节。一是双元制模式的技师/技工培养 和新工科教育模式的工程师和创业者培养；二是产业创新平台的构建。东莞技师学院探索了一条中国产业特色的双元制人才培养模式，香港科技大学和南方科技大学等高校也在探索新工科模式下的创新人才培养。德国的 Fraunhofer 和瑞士的 INSPIRE 为德国和瑞士机床产业的发展做出了重要贡献。但即使把这类研究所成功移植到中国来，也很难把中国机床产业发展起来。我们需要一个更有效、更创新的机制去把高校、政府、产业和创业者的需求与资源整合起来，建立一个类似于松山湖机器人产业基地的高端装备产业孵化平台。 6park.com
04
结 论

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制约中国制造业，尤其是装备产业大而不强的根本原因在哪里？本文基于过去二十多年对中国制造业的理解，以及最近几年对日本、德国和瑞士机床产业的深度调研，给出了三条最重要的原因： 6park.com

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1. 教育的缺失（包括培养技师/技工为主的双元制教育和工程师为主的新工科教育）；2. 产业生态问题 （缺少自主的C端 品牌带动）； 6park.com
3. 市场经济环境下产业创新体系的缺失。 6park.com

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如何解决这些问题仍待更多人的思考与探索。 6park.com

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参考文献 6park.com
[1] Creating Innovators, the Making of Young People Who will Change the World, Tony Wagner, 2012, Harvard University. 6park.com
[2] “The current and future role of technology and innovation centres in the UK”, a report by Dr Hermann Hauser for Lord Mandelson, Secretary of State Department for Business Innovation & Skills, 2009. 6park.com
[3] “Remaking Engineering Education for the Innovation Economy”, Dr Rick Miller, Presentation at HKUST IAS Distinguished Lecture Series, Dec. 12, 2018. 6park.com
[4] A History of Silicon Valley 1900-2014, P. Scaruffi, 2014. 6park.com
[5] 被打断腰的行业，中国机床老无所依。网文，知识自动化转载， 2019.6.27 6park.com
[6] 学院派创业与制造业破局， 知识分子， 2020/03/27， 李泽湘 6park.com
[7] 新工科教育的背景与使命， 知识分子，2020/03/31， 李泽湘 6park.com
[8] 新工科教育课程探索， 知识分子， 2020/04/11， 李泽湘 6park.com
[9] 颠覆创新人才培养的欧林经验， 知识分子， 2019/05/06， 李泽湘 6park.com
[10] 世界机床“一哥”走到破产边缘，7年亏50亿，竟还不起百万贷款，机械社区， 2019/08/12 6park.com

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发布于 2020-05-05