【文摘】美國機床,回不去了

來源: 信筆由墨 2021-04-22 18:47:46 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (15893 bytes)

美國機床,回不去了

文 | 林雪萍

  美國機床落後是一個不爭的事實。這一點,早在1993年,蘭德智庫就已經發出“美國機床的下滑與振興”的警告。然而,之後的近三十年,隨著全球化的擴張,美國製造業大幅度外包。機床作為工業母機,自然也就衰落了。

  最近幾年,美國製造又期望重歸勝勢。機床,也得到了更大的關注。美國國防部在1月份推出的《2020財年工業能力評估》報告中,對16個產業進行評估。作為重點交叉產業,機床的發展策略,連續三年被列入討論範圍。

  01·回不去的顛峰時代

  美國機床界的顛峰時代是在1980s前後。意味深長的是,就在1971年,以製造業立國而強盛起來的美國,第一次開始出現了貿易逆差。這個裂縫並不算大,但卻成為了一個美國製造的分水嶺。機床經常被稱為工業母機,是絕大多數機械製造的源頭;其實機床還有一種作用,那就是製造業的溫度計,是滿江春水的一隻渡鴨,它最能敏感地感知到周圍的變化。貿易逆差後的十年,當初微不足道的信號,已經變成了強大的號角。美國機床產值開始急轉直下,而日本和德國則狂歌猛進,意大利作為機床強國,也跌跌撞撞地基本守護了自己的江山。

  蘭德智庫的警告,就是發生在這個時間。1993年的報告,給出了苦口婆心的建議。但是,智庫的嘴皮子,抵不過企業家的飛毛腿。美國製造商,迅速將生產基地遍布全球,也因此獲得了豐厚的回報。而美國的本土製造則走向衰落,機床界也了無生氣。

  02·中國機床:無法平複的火山口

  十年前,中國機床曾經有著輝煌的日子。2012年,全球第一、第二的機床廠商都是中國機床。以並購德國機床企業作為中國機床國際化的策略,也是風生水起。那個時候,人們或許以為,天下機床,大局已定。

  然而,機床從來就是一個奇葩行業,不按常理出牌,尤其是在中國。後來事態的發展,證明了一件事情:全球機床行業已經成為一個成熟的市場,但中國還遠遠沒有。盡管幾乎從二十一世紀一開始(加入WTO之後的第二年,中國機床產值達到了近60億美元,位居第一),中國就一直是最大的機床生產國和消費國。但中國的機床行業,卻一直都處在一個動蕩不定的火山口。二十年來,中國機床產業,並沒有找到讓自己平靜下來的方法。2020年重組沈機後的中國通用技術集團,剛剛能靜下心來規劃未來機床組合的大計,人們完全可以想象,中國機床振興之路,或許才剛剛開始。

  從產值來看,2019年中國大陸和中國台灣地區的總產值為240億美元,幾乎是美國的四倍。德國、日本、意大利則尾隨其後。這三個國家,基本保持了四十年前的格局。

  盡管如此,美國依然保持很強的機床消費能力。以100億美元,僅次於中國220億美元的消費能力排名第二。但二者的差距在減小。根據美國國防部去年出版的《2019年工業能力評估報告》提到,在2018年的時候,中國機床消費產值接近300億美元,而美國為85億。當時差距達到了3.5倍。美國的機床消費量在增長,說明美國製造業,對機床產品仍然是一個很有吸引力的市場。隻是,它已經無法由美國機床製造商來滿足。

  03·機床是一個刺頭行業,最不服管理

  機床是工業母機,但也是一個刺頭行業。它最不服政府管理,無論是經濟手段,還是行政手段,對它似乎都不管用。它好像隻遵循工程師主義。

  沒有任何一個行業,能像機床這樣。全球第一大和第二大經濟體,都是貿易逆差。美國國防部的評估報告非常感慨,就機床而言,美國是表現最糟糕的國家,貿易逆差達到了38億美元。全球Top20的機床廠家,美國隻剩下軍方力保的格裏森機床和哈斯機床。中國的貿易逆差,也達到25億美元——考慮到中國是全球最大的機床消費國——達到了220億美元。這個將近11%比例的逆差,實在是非同尋常。中國機床實在太需要突破了。而相比而言,日本和德國的機床貿易順差分別為70億和60億美元。

  這幾年貿易戰引起製造風生水起的墨西哥、印度和越南等,也都是逆差國家。俄羅斯製造業這幾年萎縮厲害,但機床照樣逆差。說明這些國家製造,都要靠國外的機床來做支撐。然而,如果看那些實力強大的工業國家,例如加拿大和法國,機床也是進多出少,同樣也是逆差。看起來,機床真是一個奇葩的行業,跟哪個行業都不像。

  機床是一個高度情緒化的行業,幾年峰頂幾年穀底,有著強烈的周期性。很多機床企業,都是在穀底被絆倒了。任何一個國家的工業健康,它的心髒部位就是機床。隻有靠國家的大力和精準的扶植,才能保得住這顆強大的心髒。在貿易順差的前列,包括日本、德國、韓國、意大利和西班牙,在過去發展階段,政府都曾起到了巨大的作用。美國人現在對此似乎也有所認同,甚至在暗示羨慕中國和歐盟的投資扶持計劃。

  值得關注的是,機床產業的發展,並不是靠勞動力的工資紅利而保證的。許多貿易平衡為正的國家,如日本、德國、意大利、瑞士、韓國、西班牙和奧地利,幾乎都不是低工資市場。這表明,機床的發展,對勞動力成本並不敏感,它並不是一個勞動力密集的產業。低工資的人力資本結構,會惡化機床的發展。

  04·美國機床也深受SCI的毒害

  任何國家工業健康的核心是其機床工業。機床行業的衰退與國內製造業的衰退是相伴而行的。

  令美國國防部焦慮的是,機床本身是機器人(10.180, 0.00, 0.00%)、自動化、精密零件的基礎,不僅僅是工業,而且軍火商也都是直接利益攸關方。然而,在世界上最大的21家機床製造商中,如今美國僅占兩家——格裏森和哈斯自動化。而相比之下,日本擁有8家,德國擁有6家。從這一點看,美國對中國機床的戒心似乎並不大。美國國防部認為,中國為全球設計、製造和銷售大量相對低成本的機床,並從更先進的地區(特別是日本、歐洲和美國)進口高端機床。但國防部從來也不會因此放棄宣揚中國機床威脅的機會,在去年的報告中,就非常籠統地指責中國知識產權、傾銷等問題。

  作為最大貿易逆差國,美國機床為何在高精尖機床領域,對外依賴度如此巨大。美國機床為何發展不利?

  一個重要的原因,就是大學資源的枯竭。機床研究耗時耗力,但成果卻沒有顯示度。刊登機床相關技術的出版物,基本都是影響因子比較低的期刊。沒有科學引文索引SCI因子的牽引,許多大學領導也都將機床行業視為“老技術”,更願意將資源集中在“新領域”。美國一直是管道創新的典範,如果缺少了上遊大學、研究院的創新火種,後麵的製造創新就會一塌糊塗。美國機床的落敗,就是這樣一個明顯的案例。

  另外,製造資源和材料的短缺,以及人力資源缺口,都是美國機床難以產生競爭力的原因。美國家長和大學生,都更青睞一刀切的四年製(無論是否需要)。而這種教育的結果,也使得學生對於機床製造業都選擇了遠離。

  這種人才現狀,跟中國製造麵臨的情況,還真是一樣。

  而新冠疫情,導致美國成千上萬的小型公司情況更加糟糕,而美國機床工業和國防部非常依賴這些公司。而小型公司的減少,將使得大公司進一步產生更多的離岸外包。報告認為,這種企業戰略會與國家利益相背離。

  05·美國的掙紮

  美國國防部的評估報告,每年都有。在去年的報告強調了構思、設計、開發和製造先進機床的能力與民族自決之間聯係的重要性。2020年的新冠病毒大流行讓這一教訓變得更加深刻。由於無法迅速獲得生產個人防護用品和藥品的工具,使美國工人無法繼續工作,這不僅危害了醫療狀況,也損害了各個領域的經濟。

  因此,在美國已經縮減規模的行業中,國防部認為需要建立一種快速製造能力恢複機製,或者發展新的靈活製造能力,以便在有需求的時候實現快速恢複。

  去年3月,國際商業銀行協會聯合能源部下屬的橡樹嶺國家實驗室,一起推出了“美國尖切削前沿”ACE,這是一個全國範圍內的機床中心網絡。它主要解決三個戰略研究方向,包括提高機床的效率,實現增材和切削在一起的混合製造,以及為大型部件建立新的控製係統。而美國14個製造創新網絡之一的複合材料研究院,將與ACE密切合作。實施一種全新的訓練模型,完全超越當前的CAD/CAM。

  應該說,這些修補對於美國機床界的發展,作用並不明顯。美國機床有自身的發展節奏。美國機床有三個優秀生,一個是國防部寵兒——格裏森齒輪機床,靠著數學家打底,成為曲麵加工之王;一個是哈斯自動化,這是美國機床界非常少見,能以經濟型機床而存活下來;一個是悄無聲息的哈挺機床,在過去25年,通過收購擁有了八個磨削品牌的的精密磨床兵團,在歐美中小型超精密加工市場占據80%的市場份額。其它都是一些非常小眾的機床,例如善能的珩磨機、福祿水刀等。還有一些獨家兵器,可以為美國國防和太空探索提供服務。例如,美國正在建造的下一代巨型光學紅外天文台,將於2027年在智利投入使用,據信將改變眺望太空的曆史。那裏使用的巨型麥哲倫望遠鏡的支架,至關重要。做為望遠鏡的心髒和靈魂,支架重達18000噸,唯有美國英格索爾機床的重型銑削方能勝任。就在三月底,英格索爾剛剛在美國伊利諾伊州破土建造工廠,這座立式龍門銑將是該州最大的機床。當然,英格索爾現在已經“不美國”了。它早在世紀之初的那次機床波穀的時候,就被意大利一家做壓縮機的集團給收購了。

  美國機床也在嚐試另外一個方向,那就是與新興產業的加工相結合。如半導體設備、醫療設備。美國第二大半導體設備製造商泛林Lam,已經收購了德國一家磨床。半導體設備與機床的結合點,非常值得尋味,這是美國機床的機會。而在醫療器械的精密化發展方麵,也給美國機床帶來了躍躍欲試的期望。

  06·小結:機床的奧秘

  隨著工業自動化和數字化程度的提高,對機床可靠性、精度和生產時間,都有了更大、更高的訴求,數控機床顯然有著更好的發展空間。

  但看完美國國防部的評估報告,一種感覺是美國對於機床發展也是無可奈何,就扶持政策而言,依然沒有找到合適的方法。作為工業的心髒,機床從來都不是獨自長大的產業,它需要靠多個行業相互幫襯,才能發展起來,而美國已經缺乏健全的創新生態體係,無法保證機床需要能吃百家飯、能穿百家衣的混合成長的環境。

  機床為什麽在美國發展不好?這跟機床的戰略投資品的屬性也有關係。機床本身是一個高度分層的包容性概念,低端和高端產品的屬性差異巨大——正如“地球”這個概念會讓人忽視了赤道與北極的溫度差異。低端機床是標準化工業品,而高端機床則是價高量寡的精致藝術品,二者的發力點完全不同。而華爾街的金融家們,既看不上低端機床那少得可憐的利潤率,又看不上高端機床那少得可憐的銷售額。於是,機床在美國就成為一個必然被舍棄的產業。這也給中國機床的產業發展,留下一個重要的啟示:高端機床在中國是戰略物資,不要像斤斤計較的菜農那樣,每天都盯著它掙了多少錢。高端機床的發展規律,與GDP思維是背道而馳。它既沒有量,也無法保障持續增長。而追趕者對待它最好的方法,則是從國家利益和安全戰略的角度,而非僅僅從利潤出發。當年三星、LG能夠在不可一世的日本液晶麵板廠商手中,搶到主導權並徹底將日本擠出市場,靠的不是成本利潤觀,而是麵向未來的投資戰略觀。所謂“液晶逆周期”投資,並非完全是企業家之功,與其說是一個企業的格局魄力,不如說是一個國家的戰略定力。這是落後者必須要為未來付出的代價。機床的門道——遠看是機械,近看是工藝,細看是數學。以齒輪機床為例,唯有將機械的齒輪齧合原理,與微分幾何——這是南開大學丘成桐等數學家的天下——相互交融才能成就一方天地。造就各種齒輪稀奇古怪的鋼齒銅牙,需要材料、刀具、整機組件,最後則還要靠數學家的方程式作為支撐。而這背後的產業鏈條發展規律,很難是普通管理者或者技術門外漢所能體察得到的。沒有對技術的偏執狂,沒有一顆懂得機床的“敬畏心”,高端機床是不太可能發展起來的。在國內,無論是昔日的秦川齒輪機布局,還是沈機的數控係統和激光器,如果不能容忍它們巨虧幾年,不能看到長遠技術儲備的所帶來的巨大價值,而是換成了盈利至上的小算盤,那麽高端機床就很難勝出。而機床產業界,隻能是又多了一些溫潤發亮的良家碧玉而已。這是高端機床發展的悲哀。在落後漫長的追趕者路上,沒有技術賭徒,就沒有高端機床。中國民營企業這幾年反而在高端機床有所發展,某種原因也是它容忍了技術賭注的冒險精神。

  而在大洋彼岸,美國機床很難再回歸昔日高度,盡管這仍然是一個高度依靠機械精度和電控軟、深度依賴工藝、底層依靠數學的頂級產品,但美國的數學家們、製造工廠都既無興趣也無心力去支撐。那裏,已經是整個生態的坍塌,而非單純機床產業的失落。

  美國機床,回不去了。

 




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所有跟帖: 

此文講述了機床產業與國家工製造的關係,或有商榷之處,但值得一閱。 -信筆由墨- 給 信筆由墨 發送悄悄話 信筆由墨 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:10:55

高精度機床的製造難度是什麽? -競選- 給 競選 發送悄悄話 競選 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:24:23

加工精度。 -信筆由墨- 給 信筆由墨 發送悄悄話 信筆由墨 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:43:16

我認為這無非是一個簡單的單變量控製問題,控製量就是進刀量,被控製量就是被加工工件的直徑測量值,隻要測得準,就能控製準,不難 -競選- 給 競選 發送悄悄話 競選 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:48:35

說來簡單,做來不易。還有一個是否舍得投入的問題。 -信筆由墨- 給 信筆由墨 發送悄悄話 信筆由墨 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:52:16

他對機床的認識還停留在上世紀70年代 -通州河- 給 通州河 發送悄悄話 通州河 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 20:14:16

你完全是個外行。 -老生常談12- 給 老生常談12 發送悄悄話 老生常談12 的博客首頁 (625 bytes) () 04/22/2021 postreply 20:28:14

你們兩個全是外行,隻不過你是半斤,他八兩不到隻有二兩。 -ZuoLuo- 給 ZuoLuo 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:22:19

你這個門外漢看別人都是外行,衡山老道肯定比你懂 -老生常談12- 給 老生常談12 發送悄悄話 老生常談12 的博客首頁 (412 bytes) () 04/23/2021 postreply 03:28:45

你也太那什麽了吧? -老生常談12- 給 老生常談12 發送悄悄話 老生常談12 的博客首頁 (249 bytes) () 04/23/2021 postreply 07:48:54

什麽叫幹過精密機床項目,在項目組當當資料員也叫幹過? -ZuoLuo- 給 ZuoLuo 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 17:33:55

你是不是80年代的大學生?當年大學生隻當資料員? -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 18:10:14

都不夠。 -ZuoLuo- 給 ZuoLuo 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 18:48:54

這你可怪不到我頭上。你往上看,是他把你拱出來的。 -ZuoLuo- 給 ZuoLuo 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 21:28:43

講道理,一上來就攻擊人,算什麽? -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 17:49:04

高精度加工的核心是數控係統,包括伺服係統。高檔數控係統主要被德國和日本占有。此外,刀具(材料),檢測也很重要。 -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:01:24

3D數控不是問題,難的是高精度伺服係統和傳感反饋。 -桃花源主- 給 桃花源主 發送悄悄話 桃花源主 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 22:42:43

它們是一體的。我早年做過這玩意兒。不叫3D控製,叫多軸聯動控製,軸數越多,控製算法越複雜。 -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 23:26:41

機、刀、光、液、氣、磁、電、芯、網都差距巨大-敝人搞了30年的數控機床還在折騰,不說別的,國產電纜都差距很大。 -mme.potato- 給 mme.potato 發送悄悄話 mme.potato 的博客首頁 (615 bytes) () 04/23/2021 postreply 12:13:22

文章雖然不短,但是沒有數據支持,口號喊得多。 -老生常談12- 給 老生常談12 發送悄悄話 老生常談12 的博客首頁 (896 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:28:59

有幾幅數據圖,沒貼上來,圖省事。中國製造業唯利是圖,不願精益求精方麵花費,是通病。 -信筆由墨- 給 信筆由墨 發送悄悄話 信筆由墨 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 19:49:26

haas cnc從無到有已經遍布每個每個城市,性價比很高,幾乎是各廠的標配 -生菜001- 給 生菜001 發送悄悄話 生菜001 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 20:18:21

中國的高檔機床也不行,多少年了,不進反退。 -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:03:39

這個需要相當的技術沉澱及人才培養、以及不追求利潤銷量,也許中國的國民性就不適合這種產品,無論政府怎麽鼓勵也不見大起色 -通州河- 給 通州河 發送悄悄話 通州河 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:09:05

國內都是喜歡賺easy money。機床行業利潤少,留不住人才,惡性循環。 -衡山老道- 給 衡山老道 發送悄悄話 衡山老道 的博客首頁 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:27:07

政府是怎麽鼓勵的?朱鎔基式的鼓勵? -puyh- 給 puyh 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 05:15:21

本人有幸在90年代主持過當時美國最大數控機床製造商北京辦事處的工作。 -FuRongLi- 給 FuRongLi 發送悄悄話 FuRongLi 的博客首頁 (374 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:19:01

就憑文中美國機床的消費量就足以證明美國機械加工行業依舊強大。 -hkzs- 給 hkzs 發送悄悄話 hkzs 的博客首頁 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 00:41:33

有沒有人聽說過辛辛那提機床? -qunide- 給 qunide 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/22/2021 postreply 21:34:43

https://bbs.wenxuecity.com/memory/1447518.html -qunide- 給 qunide 發送悄悄話 (189 bytes) () 04/24/2021 postreply 19:01:39

這裏有沒有真正搞機械的網友? -puyh- 給 puyh 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 09:05:52

日本機床no1 -lostman- 給 lostman 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 10:46:00

中國機床不行吧,高端的機床都是日本和德國的,還有幾家意大利的。 -chichigirl- 給 chichigirl 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 10:57:59

大規模生產用的機床時代早已過去了 -jinzhengping- 給 jinzhengping 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 14:12:37

美國也不可能任何領域都領先,中國在西方技術封鎖下不得不什麽都做,也很難什麽都做得非常好 -iCall- 給 iCall 發送悄悄話 (0 bytes) () 04/23/2021 postreply 21:21:57

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