機床(臺灣稱“工具機”)制造業(yè)屬于機械工業(yè)。按臺灣習慣統(tǒng)計分類,機械工業(yè)范圍包括:金屬制品業(yè)、一般機械業(yè)、電氣機械業(yè)、運輸工具業(yè)、精密機械業(yè)等五類, 其范圍見表1。一般機械產業(yè)的范圍與定義見圖1,其中與機床制造產業(yè)相關的包括涉及機床組裝的“機床”和機床零部件制造的“機械零組件”兩個行業(yè)。
臺灣機床制造業(yè)發(fā)展歷程
臺灣機床工業(yè)是機械制造業(yè)逐漸發(fā)展的結果。依據(jù)作者研究并結合臺灣區(qū)機器工業(yè)同業(yè)公會的史料,認為臺灣機械制造業(yè)發(fā)展主要經歷了以下5個階段:
起步期(1945—1959年)
臺灣機械制造業(yè)早期多為家庭式作坊,從制作家用五金制品、農具、馬具、船用錨具等開始,后逐步生產一些螺釘、開關、線纜及簡單機械。日本殖民時期,引進日本機械制造技術,成立一批能夠生產普通機器設備的機械工廠,但在二戰(zhàn)中受到極大破壞。根據(jù)1945年臺灣光復后,于同年成立的臺灣區(qū)機器工業(yè)同業(yè)公會統(tǒng)計,當時島內較大規(guī)模的機械工廠尚存300多家,造船廠則有13家,其中較大的工廠均為日本人經營,本省同胞僅占少數(shù)股本。這些企業(yè)大都被國民黨當局接收,其中部分工廠開放給島內民間資本經營,充實了臺灣民營工業(yè)的陣容。
這一時期,由于需求大增,臺灣一些私人興辦的小型機械修理廠逐漸開始生產制造一些簡易的普通機床。根據(jù)史料記載,臺灣最早的機床制造創(chuàng)始人是楊振賢,他由代理日本機器起家,曾在東洋鐵工所工作,1920年在臺中創(chuàng)辦振英機器廠,自行研發(fā)普通車床,被公認是臺灣地區(qū)機械業(yè)的開山祖師。后來臺中精機公司的創(chuàng)辦人黃奇煌、永進機械公司的陳金森、大立機械公司的莊慶昌、高鋒機械公司的莊春定等,都出自振英機器廠,。
其次是日據(jù)時代擔任臺灣糖廠機器修理師傅的楊朝坤,于1932年創(chuàng)立楊鐵工廠,原本以修理抽水機與馬達為主。楊朝坤的兒子楊日明12歲起就協(xié)助父親經營打鐵生意,他接下楊鐵工廠后,憑著對機械的狂熱,自行研制馬達、電扇零件及普通車床,1967年開發(fā)出臺灣島內首臺高速精密車床,開啟了臺灣機床業(yè)新紀元。
此外,還有1948年成立的金豐機器公司,生產普通沖床和壓力機等;1949年成立的遠東機械公司,生產普通車床、搖臂鉆床、刨床、銑床等;1954年成立的臺中精機公司,生產普通車床和注塑機械等也比較有名。
奠定期(1960—1969年)
由于島內企業(yè)不斷努力改進,提高品質,機械工業(yè)從仿制外國機器過程中奠定良好基礎;加上外來投資日漸增多,島內經濟繁榮,島內工業(yè)界已有信心采用臺灣自產機器,并有能力開始外銷。包括加工業(yè)、紡織業(yè)、木制品業(yè)、塑料業(yè)及車輛工業(yè)等,在臺當局的積極輔導及業(yè)者的勤奮經營下,均有長足的發(fā)展,因此也帶動了臺灣機械工業(yè)由以往修理、裝配為主進入制造零件及成品的階段。
自1952年第一臺數(shù)控機床問世、1958年美國創(chuàng)制出加工中心后,數(shù)控技術(即用數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技術,通??刂莆恢谩⒔嵌?、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量)開始不斷推動機械自動化的發(fā)展。美、德、日是當時世界上在數(shù)控機床科研、設計、制造和使用上技術最先進、經驗最多的國家。臺當局也很重視發(fā)展機械自動化,在官方研究機構的技術輔導下,島內一些民營機械廠逐步開始研制生產少量高速機床和精密機床。如上世紀60年代成立的大立公司先后嘗試生產銑床和加工中心等,建德公司嘗試生產磨床,高明公司先后嘗試生產刨床和加工中心,但質量都不很成熟。
成長期 (1970—1989年)
上世紀70年代至80年代上半葉是臺灣機床工業(yè)發(fā)展的成長期,一大批中小機床零部件協(xié)作廠(鑄造、熱處理、板金、切削、磨削等)及組裝廠,如永進公司、勝杰公司、麗偉公司等像雨后春筍般紛紛誕生,形成機床制造業(yè)上的專業(yè)化、協(xié)作化生產網(wǎng)絡。特別是在臺中地區(qū),沿著大肚山臺地,長約60公里、寬約14公里的丘陵地地帶,一路往北到神岡、大甲,往東直到豐原,再從豐原往南到大平、大里,直到南投工業(yè)區(qū),這里有1000多家精密機械(包括精密機床)的上下游供應廠商,就業(yè)人口超過20萬人,年產值幾千億元新臺幣,形成全球單位面積產值第二密度最高的精密機械聚落。
1980年,麗偉公司首創(chuàng)委外代工生產普通機床零件,憑著勤奮努力及低價策略,很快成為全球機床產量最多的企業(yè)。同年,臺灣共出口20萬臺機床到美國,占全美進口總量的80%,但金額只有日本出口美國的四分之一。
1983年,美國為保護本國數(shù)控機床生產,對從臺灣進口的機床設限,要求3年內不得增加進口金額和數(shù)量。3年后,美國宣布限制條款再延長2年,并出臺了《自我設限協(xié)議》(英文縮寫VRA),限制日本、德國、瑞士、臺灣向美出口機床。此舉對臺灣機床廠商打擊很大,不少企業(yè)因而倒閉。痛定思痛,臺灣廠商重新擬定機床外銷策略,積極轉向其它歐、亞市場。
臺灣機床生產企業(yè)學習日本發(fā)展機床工業(yè)的經驗,從手動普通機床到發(fā)展精密機床,再進而發(fā)展數(shù)控機床。特別是在發(fā)展數(shù)控機床方面,他們結合島內具體條件,講究“實用、實效、實惠”,避開專利、仿創(chuàng)結合,發(fā)展比日本數(shù)控機床檔次稍低、量大面廣、需求量大的廉價數(shù)控機床,同時堅持“用戶至上”、“質量第一”原則,在開發(fā)出新品種后立即進行批量生產,因而其數(shù)控機床產量迅速增長,由1986年的1894臺提高到1989年的4377臺,產值占世界第10位,除自用外開始外銷東南亞。
成熟期(1990—2001年)
20世紀90年代,微電子技術促進全球電腦信息科技革命新浪潮,使得數(shù)控機床在內的整個高科技產業(yè)的規(guī)模逐步擴大。美、德、日、意、瑞士等發(fā)達國家數(shù)控機床產能擴張,此后產業(yè)內分工協(xié)作和專業(yè)化逐漸形成和發(fā)展。正好適應了產業(yè)專業(yè)化發(fā)展的需要。在發(fā)達國家推行全球縱向分工戰(zhàn)略下,不少國際大型數(shù)控機床制造企業(yè)優(yōu)先發(fā)展利潤豐厚的電腦數(shù)控部件,同時為了減少投資、降低生產力剩余的風險,而將一些制造技術與工藝基本成熟、利潤不高的機床零部件生產、設計、測試和組裝等工序分拆出來進行外包加工給亞洲四小龍等新興經濟體。如1993年,日本FANUC公司在臺灣建立數(shù)控系統(tǒng)生產廠。
臺灣抓住了這個產業(yè)鏈逐步縱向延伸的時機,把生產低成本和與生產電腦硬件的優(yōu)勢以及其他各方面的條件結合起來,在充分開放的條件下快速提升自己的技術能力和水平,以自動化控制系統(tǒng)為核心,積極發(fā)展數(shù)字控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、數(shù)控機床、計算機輔助設計系統(tǒng)(CAD)、計算機輔助制造系統(tǒng)(CAM)、柔性生產單元(FMC)、柔性生產系統(tǒng)(FMS)、自動檢測監(jiān)視系統(tǒng)構成集成制造系統(tǒng)(CIMS)等,承接為大跨國公司代工生產數(shù)控機床的業(yè)務。在這一過程中,臺灣成功地把國際數(shù)控機床產業(yè)鏈條延伸到島內,成為美日數(shù)控機床行業(yè)的零部件代工基地。
機電一體化技術是工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的主流,趨向輕、薄、短、小、高速化、高功能化發(fā)展,是推動臺灣機床產業(yè)自動化的關鍵。過去由于機床電腦數(shù)字控制器來源被日本Fanuc公司掌控,使臺灣機床產業(yè)發(fā)展受制頗深。
微電子技術是促進機電一體化發(fā)展的原動力。臺當局自1974年由工研院電子所從美國RCA公司引進的CMOS設計與制造技術以來,每年即以“科技專案”大力資助其發(fā)展。到1990年已具備0.85微米制程技術,奠定了臺灣IC工業(yè)基礎,也帶動相關電子工業(yè)發(fā)展,并于1992年創(chuàng)下192億美元外銷實績。1990年,耗資70億元的“次微米技術發(fā)展五年計劃”,其目標為藉開發(fā)0.5微米制程技術,建立4M SRAM、16M DRAM設計、試制及小批量生產能力,使臺灣IC業(yè)界擁有0.5微米制程技術,并開發(fā)0.35微米模組,以配合未來越來越精細化與密集化的發(fā)展趨勢。
1991年,臺灣IC相關廠商已近90家,總投入資產近500億元,從業(yè)人員超過7000人,其中4%以上為大專程度,總產能力為8萬片,總產值為230億元。通過研發(fā)和推廣采用開放式工業(yè)控制系統(tǒng),可使用個人電腦的標準零件,以相同的控制基架,搭配各種不同的功能模組及應用軟件,應用在各種產業(yè)機械上,為機床控制系統(tǒng)的發(fā)展開啟新的契機。此外,由于臺灣個人電腦工業(yè)的發(fā)展已相當成熟,已具備進入工業(yè)級電腦發(fā)展的實力,再加上臺灣以中小企業(yè)為主的產業(yè)特色,在工研院機械所協(xié)調下,加入共同研發(fā)與推動控制器的機械制造業(yè)者,1994年達48家,278家機床會員廠商中有40多家研制生產計算機數(shù)控機床和加工中心。
這一時期,臺灣島內大小機床零部件生產廠及主機廠約有l(wèi)400家,合計員工有2.6萬人,大都集中在臺中,合作體系比較完善。其中,較大的(300名員工以上)金屬切削機床生產廠約220余家,成形機床生產廠約50余家。機床廠的一些鑄鍛件、鈑金件、部分零件等均進行外協(xié),僅永進、楊鐵和遠東三家公司有鑄造車間。主機廠主要集中精力于產品開發(fā)、關鍵件加工和機床裝配、調試等,逐步發(fā)展高精密、高速度精密機械,企業(yè)與學界研組社群、聯(lián)盟,供應鏈漸成潮流。
此時,臺灣機床廠商生產的數(shù)控機床質量已有相當程度的提高,不僅能夠滿足自用和銷往新興經濟體,部分產品已開始外銷出口到歐美日等發(fā)達國家。到1995年,臺灣年生產的數(shù)控機床數(shù)量已達11640臺,2000年達到22265臺。
特別值得指出的是,臺灣針對世界市場對廉價實用加工中心的大量需求,努力發(fā)展加工中心,大量出口。如2001年生產加工中心11,660臺,僅次于日本的12,990臺;出口9326臺,超過日本的7035臺;其中,出口美國加工中心1122臺,賣至大陸加工中心1079臺。
由于臺灣數(shù)控機床功能部件產業(yè)起步較早,已經形成成熟的產業(yè)化生產規(guī)模,制造成本較低,其產品技術水平比德國、日本、意大利等工業(yè)發(fā)達國家略差,而高于大陸企業(yè)產品水平,因此其主要市場目標是為大陸中檔數(shù)控機床配套,已占據(jù)50%左右的市場份額。除了向中國大陸出口機床成品外,臺灣機床企業(yè)還積極在大陸各地投資設廠,僅1998年至2002年在大陸設廠的機床制造商就達16家。
其中,臺灣著名機床制造商建德工業(yè)股份有限公司(創(chuàng)立于1996年,是臺灣專業(yè)生產精密平面磨床的專業(yè)廠。產品主要外銷至美國、日本、意大利、德國、法國、英國、西班牙、泰國等)董事長盧基盛(當時兼任臺灣區(qū)機器工業(yè)岡業(yè)會理事長)1992年同浙江省機械工業(yè)廳商談,簽定浙江臺灣機械(器)工業(yè)同業(yè)聯(lián)誼協(xié)議書,提出在蕭山經濟技術開發(fā)區(qū)建立1500畝面積臺灣機械工業(yè)園區(qū)。
從1993年起,盧基盛先后分兩期,在蕭山開發(fā)區(qū)共購置700畝土地使用權,并在開發(fā)區(qū)建廠。第一期占地500畝于1993年8月建立杭州佳德機電股份有限公司、杭州友佳機械股份有限公司、杭州唐聚輕工股份有限公司、杭州唐先機械股份有限公司、杭州瑞鵬機電股份有限公司、杭州力武機電股份有限公司,總投資1160萬美元,注冊資金832萬美元第二期占地200畝,經批準分別于1994年和1995年建立杭州新峰機械股份有限公司和杭州引春機械股份有限公司,總投資680萬美元,注冊資金510萬美元,生產組裝KMV-1100系列CNC立式加工中心。KGS-200系列精密平面磨床、KV-850-4H、CNC多軸式銑床和KTC-3000、CNC仿型銑床等高新技術設備約1000臺,產品30%出口銷往美國、日本,70%內銷大陸各省。
1993年9月,盧基盛又邀請臺灣機械服務股份有限公司投資143萬美元(注冊資金99萬美元),在開發(fā)區(qū)設立杭州臺華服務股份有限公司,主要為蕭山臺灣機械工業(yè)區(qū)各廠商提供咨詢及食宿健身、娛樂等綜合性配套服務。
除引入上述廠外,蕭山開發(fā)區(qū)還有4家臺資機械企業(yè),即杭州雅利電氣五金實業(yè)股份有限公司、杭州天得電機股份有限公司、杭州禾佳機械工具股份有限公司、杭州金霖車輛股份有限公司。總體上看,蕭山經濟技術開發(fā)區(qū)內臺灣機械工業(yè)園區(qū)已初具規(guī)模,在精密機床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、紡織機械、刀具、低壓電器等高新技術領域已在大陸占有一席之地。
技術提升期(2002年至今)
2002年1月,臺灣以“臺灣、澎湖、金門、馬祖單獨關稅區(qū)”的名義加入WTO(世界貿易組織),直接、全面地享受到《信息技術協(xié)定》(ITA)的好處,使其電子、機械等數(shù)十項產品更具有開拓全球市場的潛力。2003年,世界經濟不景氣,美、德、日機床產值和出口額均有下降,而臺灣機床產值20.6億美元,居世界第六位(位于日本、德國、意大利、中國大陸和美國之后),比2001年的16.3億美元增長26.4%;機床出口額為16.5億美元,居世界第四,比2001年的13.6億增長21.3%;其出口額占產值之比為80%,僅次于世界機床出口強國瑞士(88%),而大于德(63.2%)、日(52.6%)、意(46.1%)。臺灣的機床出口額是進口額的2.3倍,而同年中國大陸機床進口額是出口額的11倍,差距明顯,這表明臺灣生產廉價實用的機床具有相當強的競爭力。
進入21世紀,全球機床行業(yè)經歷了激烈震蕩,由于世界經濟不景氣和全球化跨國企業(yè)競爭的加劇,特別是伴隨著中國制造的崛起,歐洲不少80年代很出名的機床制造企業(yè)先后倒閉或者被兼并,如德國馬毫(Maho)、斯賓納(spinner)、日本新瀉鐵工所等。2003年開始,中國大陸成為全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數(shù)控機床進口國家。盡管中國大陸在1958年即研制出第一臺數(shù)控機床,特別是通過“六五”期間引進國外數(shù)控技術,“七五”期間組織消化吸收,“八五”期間組織科技攻關,使我國數(shù)控技術和數(shù)控機床產業(yè)發(fā)展迅速,取得了相當大的成績,各種門類的數(shù)控機床都能生產,甚至能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床,1998—2004年國產數(shù)控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%,但對進口數(shù)控機床的需求依然強勁。
2004年,中國大陸機床主機消費高達94.6億美元,國內數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距仍舊明顯,70%以上的此類設備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口,國產數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力,許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術支撐,不能獨立發(fā)展,基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段,與日本數(shù)控機床的水平差距很大。究其原因,主要在于國產數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠,缺少深入系統(tǒng)的科研工作,制造水平依然落后,元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套,服務意識與能力欠缺,數(shù)控系統(tǒng)生產應用推廣不力及數(shù)控人才嚴重缺乏等。
而臺灣機床生產企業(yè)則以提升機床技術水平作為發(fā)展重點,同時加強科研開發(fā),提升制造工藝水平和產品的高速化、復合化、智能化,向高附加值精密機床邁進,以用戶生產需求為基礎,重視務實開拓市場,堅持用戶至上、質量第一原則,繼續(xù)加強機床零部件專業(yè)化、協(xié)作化生產,生產率大大提高,同時降低成本,進一步強化其競爭優(yōu)勢,機床大量出口到中國大陸及美、歐、亞廣大市場。2004年,臺灣機床出口產值突破22億美元,首度超越韓國,居全球第四。
臺灣機床產業(yè)的蓬勃發(fā)展,同時也帶動機械零組件產業(yè),其產值增長率更是超越了機床產業(yè)。2005年,二者產值同時突破千億元新臺幣大關,被臺當局譽為“機械產業(yè)閃亮雙星”。
由于臺灣機械零組件具備產業(yè)群聚優(yōu)勢,在國際市場潛力龐大,一些島內機械零組件企業(yè)為國外機床品牌大廠代工生產的現(xiàn)象與日俱增,并有機會獲得更多最新技術,快速打進新興市場。如以生產CNC電腦數(shù)控分度盤、電腦車床刀塔聞名的亙陽公司,其替日本廠商代工的OEM訂單約占全年營收的1/4。專門從事機床冷卻機研發(fā)制造的哈伯公司,在極具挑戰(zhàn)的溫度控制領域默默耕耘,如今已成為工業(yè)冷卻機的代名詞。再如以生產機械鈑金器械起家的引興公司,成功研發(fā)全世界最高可承受移動速度每分鐘達120米的高速伸縮護蓋,同時也開創(chuàng)了臺灣的機械零組件工業(yè)第一次專利授權給日本公司的紀錄。
2008年,臺灣機床業(yè)產值達到47億美元,出口總額為37.2 億美元,較上年同期增加5.9%,為世界機床第五大生產地和第四大出口地(僅次于德、意、日)。不過在2008年第四季度全球金融危機來臨后,由于主要競爭對手韓國貨幣對美元大幅貶值,以及鋼材與鑄件價格偏高,出口接單大幅萎縮等原因,導致臺灣機床廠商訂單量及增長量均有大幅度下降。面對這種情況,臺灣機床業(yè)積極調整策略,推出新產品,提升附加值。2010年,臺灣機床出口額為29.95億美元,同比增長79%;機床零部件出口總額為7.8億美元,同比增長88.7%。其中對中國大陸與香港出口最多,金額為3.6億美元,占出口總額的57.4%,同比增長138%。
2011年1月《海峽兩岸經濟合作框架協(xié)議》(ECFA)正式實施后,臺灣向大陸出口的部分機床產品享受減免進口關稅的待遇。根據(jù)早收計劃,有37種機床工具產品被列入其中,包括金屬加工機床、成型機床和機床工夾具及零附件三大類產品,但出口大陸最多的綜合加工中心則沒有列入。ECFA的實施有利于臺灣企業(yè)和產品競爭力的提高,并進一步擴大對大陸的機床出口規(guī)模。
與臺灣機床相比,大陸機床在功能部件和中檔、中小型規(guī)格數(shù)控機床等產品方面競爭力還處于相對劣勢。特別是大陸數(shù)控機床功能部件產業(yè)起步較晚,一直是數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸。其中,滾動功能部件雖已形成一定產業(yè)化規(guī)模,但競爭力仍低于臺灣企業(yè)產品,而數(shù)控刀架、數(shù)控轉臺、刀庫機械手,電主軸、擺角銑頭等雖然也有發(fā)展,但仍屬起步階段,因此,減免進口關稅對大陸數(shù)控機床功能部件企業(yè)造成一定的影響和沖擊。
2012年,臺灣機床業(yè)的年產值達到1,580億元新臺幣(約53.7億美元)的規(guī)模,由于歐債危機讓歐美經濟復蘇遲緩,加上中國大陸經濟成長趨緩影響,導致臺灣機床產值年增長率僅為-7.6%,在全球占有率將近6%,全球排名第六,比前一年排名退后兩位,表明臺灣機床產業(yè)部分優(yōu)勢正在流失,面臨更嚴峻的市場競爭及考驗。
在出口方面,總金額達到新臺幣1,223.7億元,較前一年增長7%,其最大出口地為中國大陸,出口比率達32.8%。由于ECFA的簽署,原本384億元新臺幣的大陸地區(qū)出口銷售額增加到438億元新臺幣,增長了14%,臺灣占了大陸進口機床產品的10.6%,排名第三,僅次于德國和日本。在數(shù)控車床、鉆床、磨床這三方面,臺灣對大陸出口的增長甚至超過了德國和日本,對促進島內就業(yè)市場有很大幫助。
根據(jù)臺灣區(qū)機器工業(yè)同業(yè)公會最新統(tǒng)計,目前臺灣機床廠商數(shù)量共有1435家,估計今(2013)年臺灣機床產業(yè)由于全球經濟形勢持續(xù)低迷,總產值只能達到約新臺幣1420億元,比去年衰退6.3%。