文/尚學峰

[編者按]

工業(yè)母機（機床）是發(fā)展智能制造的基礎，處于制造業(yè)價值鏈和產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。我國雖然是全球機床市場最大的生產國和消費國，但存在機床大而不強的問題，許多高端機床和關鍵零部件主要依靠進口，面臨斷供風險。本文介紹了國內外機床產業(yè)發(fā)展情況，在分析廣東機床產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和優(yōu)勢的基礎上，針對存在問題提出了五個方面的發(fā)展對策和建議。

機床，被譽為“工業(yè)母機”，是戰(zhàn)略性、基礎性產業(yè)，事關產業(yè)基礎高級化和制造業(yè)轉型升級，其發(fā)展水平是衡量一個國家裝備制造業(yè)水平的重要標志。數(shù)控技術是戰(zhàn)略性核心技術，五軸聯(lián)動以上高檔數(shù)控系統(tǒng)和機床裝備被視作國際戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴格的出口限制。本文分析了廣東數(shù)控機床產業(yè)發(fā)展情況，并針對存在問題提出了幾點對策建議。

國內外發(fā)展情況

1.傳統(tǒng)工業(yè)強國繼續(xù)領跑全球高端數(shù)控機床產業(yè)

德國、日本、美國、瑞士、意大利等是全球領先的高端機床生產國家（見表1），擁有強大的技術、規(guī)模和品牌優(yōu)勢，并占據(jù)全球主要市場。2018年全球數(shù)控機床市場規(guī)模達1071億美元，預計到2025年達1310億美元，主要機種包括車床、磨床、電火花、激光、超聲波機床、綜合加工機床等。

2.我國市場需求推動全球高端數(shù)控機床產業(yè)快速增長

我國制造業(yè)的快速發(fā)展對數(shù)控機床產生了巨大需求，推動了全球高端數(shù)控機床產業(yè)快速增長。目前，我國已是全球機床市場最大的生產國、消費國、進口國以及第三大出口國。2018年，全國機床產業(yè)規(guī)模達3389億元，同比增長10.7%，預計2024年或超5700億元。2018年，全國機床進口總額為94.6億美元，較2017年增長5.8%，主要進口機種包括電火花、激光、超聲波加工機床、磨床及車床等，進口值占消費比重為32.8%。

表1 國際頂尖數(shù)控機床企業(yè)

3.我國中低檔數(shù)控機床具有規(guī)模優(yōu)勢，市場集中度較高

目前，我國中低檔數(shù)控機床已基本實現(xiàn)產業(yè)化，產品質量和技術整體接近國際水平，部分產品國際領先。我國數(shù)控機床產品種類有1500種以上，在導軌、絲杠、主軸等關鍵硬件方面已與先進國家同步，部分產品如切割金屬升降臺式數(shù)控銑床和金屬陶瓷插床、鋸床、切斷機等在國際上擁有較強的競爭力。從2018年我國數(shù)控機床銷售收入的分布來看，遼寧、江蘇、陜西、浙江、廣東位于前列，分別占我國前十數(shù)控機床銷售收入的26%、21%、14%、9%、7%。我國數(shù)控機床行業(yè)集中度較高，但低端部分產能過剩，高端市場尚未培育起來。2019年以來，全國機床行業(yè)面臨下行壓力，利潤持續(xù)降低，產業(yè)風險增大，90%以上的高端數(shù)控機床、82.3%的數(shù)控系統(tǒng)和88.5%的伺服系統(tǒng)依賴進口。

4.我國在高檔數(shù)控機床領域強化布局，創(chuàng)新能力進一步提升

高檔數(shù)控機床的產值約占機床產值的10%，但其意義和價值卻極為重要。近年來，我國積極組織國家力量進行高檔數(shù)控機床的基礎研究和應用基礎研究，建設了國家超精密機床工程技術研究中心、國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術研究中心等6家國家工程技術研究中心，以及高檔數(shù)控機床國家重點實驗室等7家企業(yè)國家重點實驗室，在重型機床、五軸聯(lián)動數(shù)控機床、復合加工機床等高端領域取得初步成果，攻克了可編程自動化控制系統(tǒng)技術難關。當前國產高檔數(shù)控機床的國內市場占有率僅在5%左右，部分產品完全依賴進口，尤其是高精度數(shù)控機床、機床主軸、全自動對刀儀、先進數(shù)控系統(tǒng)等整機和關鍵零部件，面臨著“卡脖子”風險，但在一些細分市場已取得突破，通過系統(tǒng)部署，未來將不斷縮小與國際先進水平的差距。

廣東發(fā)展現(xiàn)狀與成效

1. 廣東數(shù)控機床產業(yè)發(fā)展具有堅實基礎

廣東是全國機床消費大省，目前占全國機床市場消費總額的10%，其中約80%來源于省外或進口。2018年廣東數(shù)控機床市場規(guī)模達231億元，預計2025年市場規(guī)模超過360億元。全省規(guī)上數(shù)控機床制造企業(yè)超過200家，產業(yè)規(guī)模不斷壯大，一批重點骨干企業(yè)快速成長，成為產業(yè)創(chuàng)新重要推動力。在關鍵共性技術研究方面取得一定突破，如高速高精運動控制技術、動態(tài)綜合補償技術、多軸聯(lián)動和復合加工技術、可靠性技術、智能化技術、高精度直驅技術等，產品開發(fā)技術能力不斷提升。依托新一代信息技術和智能制造領先優(yōu)勢，以及電子信息、高端裝備、汽車制造、精密制造、海洋裝備、新能源和綠色環(huán)保裝備等領域的發(fā)展需求和巨大市場，廣東數(shù)控機床將持續(xù)快速發(fā)展，加工基材、關鍵零部件和先進制造裝備全產業(yè)鏈水平將整體得到提升，為機床產業(yè)高質量發(fā)展提供堅實基礎。

2.產業(yè)發(fā)展形成特色和優(yōu)勢產品

廣東數(shù)控機床涵蓋柔性加工中心、車床、磨床、激光、沖床、折彎、壓鑄、工具刃具、機床附件、測量儀器等產品，在特專型數(shù)控機床、經(jīng)濟型和普及型數(shù)控系統(tǒng)，以及光柵尺和數(shù)顯裝置、滾動功能部件、高速主軸單元等核心功能部件方面形成了廣東特色和優(yōu)勢產品。近年來，廣東在大型復雜精密數(shù)控機床研發(fā)方面也取得了重大進展，擁有數(shù)控蝸桿磨齒機、數(shù)控導軌磨床等一大批新型大型加工設備，CNC數(shù)控車床主軸前軸承技術達到國外加工中心的水平。其中，匯川在高性能矢量變頻技術、伺服系統(tǒng)、可編程邏輯控制器等核心技術方面形成獨特優(yōu)勢；格力數(shù)控機床的轉速達到32000轉，達到國際先進水平，形成了五軸聯(lián)動加工中心、鉆攻中心、“一站式”數(shù)控車床、立式加工中心等加工能力，具有高剛性、高精度、高靈敏度特性，“一站式”數(shù)控車床達到長度500mm的加工能力，立式加工中心實現(xiàn)1800×900mm，龍門可達2500mm，產品技術指標接近國外先進水平，可靠性和穩(wěn)定性大幅提升。

3. 初步形成了產業(yè)集聚發(fā)展態(tài)勢

廣東數(shù)控機床企業(yè)主要分布在廣州、深圳、佛山、東莞等珠三角地區(qū)。其中，廣州、深圳成為重要的創(chuàng)新中心，在高端數(shù)控機床產品和控制系統(tǒng)方面具有優(yōu)勢；佛山形成了金屬成型數(shù)控機床產業(yè)集聚區(qū)，順德區(qū)陳村鎮(zhèn)集聚了30多家壓力機械制造企業(yè)，成為全國有名的壓力機械專業(yè)鎮(zhèn)，并牽頭組建了公共技術開發(fā)中心，開展共性技術研發(fā)、信息服務、培訓和檢測等綜合服務；東莞、中山等同時集聚了相關模具制造、金屬熱處理、機床電器、材料等上下游配套供應商。珠江西岸先進制造產業(yè)帶正在成為國內領先且具有國際競爭力的先進裝備制造產業(yè)基地。

4.產業(yè)鏈初步形成閉環(huán)

產業(yè)鏈上游：主要涉及床身及底座鑄件、主軸及變速箱、導軌及滑臺等主體，刀具部分，傳動機械部分，液壓系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)等輔助動力系統(tǒng)部分，驅動裝置部分，以及CNC系統(tǒng)、控制器、伺服、位置檢測模塊等控制及檢測裝置部分的數(shù)控系統(tǒng)。近幾年廣東省在上游硬件系統(tǒng)基本實現(xiàn)自主、自給，但核心工業(yè)軟件尚依賴國外開源系統(tǒng)開發(fā)，上游零部件產品整體性能與國外先進相比有差距，部分高端零部件依賴進口。

產業(yè)鏈中游：主要涉及本體制造，包括機床主體、傳動系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)三大部分。機床主體是主要組成部分，傳動系統(tǒng)是控制“脈絡”，數(shù)控系統(tǒng)是“大腦”，涉及六大核心技術鏈，分別為數(shù)控系統(tǒng)實時技術、直驅電機加工控制技術、伺服電機加工控制技術、直線傳感分辨率技術、角度傳感分辨率技術和數(shù)控系統(tǒng)總線技術等。廣東優(yōu)勢企業(yè)加強了在高端數(shù)控機床的全產業(yè)布局，在數(shù)控系統(tǒng)等工業(yè)軟件領域不斷突破，占據(jù)國內一定的市場份額，但在精密加工領域和特種高端加工領域，以及高端傳感器、航空航天推進系統(tǒng)等方面仍屬空白，面臨“卡脖子”風險。

產業(yè)鏈下游：數(shù)控機床廣泛應用于制造業(yè)，包括新一代信息技術和通信裝備、芯片制造、汽車制造、航空航天、核工業(yè)、石油化工、海洋船舶產業(yè)、機械制造等高端裝備制造產業(yè)。此外，隨著服務鏈延長，逐漸形成數(shù)據(jù)信息自動采集、自動報警、自動生成等新功能，提高了柔性制造系統(tǒng)供應能力。

廣東存在問題及短板

1.數(shù)控機床產業(yè)發(fā)展水平與廣東戰(zhàn)略需求及第一經(jīng)濟大省地位不匹配

廣東高檔數(shù)控機床行業(yè)仍處于初步發(fā)展階段，處于國內中下游水平，缺乏實力較強的國際龍頭企業(yè)，產業(yè)發(fā)展水平與廣東制造業(yè)高質量發(fā)展戰(zhàn)略需求和第一經(jīng)濟大省地位不匹配。受制于機床結構設計與高端高性能數(shù)控系統(tǒng)技術的缺失，高精密數(shù)控機床仍依賴進口，航空航天、汽車、醫(yī)療等領域的核心加工裝備基本被德國、日本、美國、瑞士等國家的尖端產品壟斷，其核心技術和先進控制系統(tǒng)仍對我國封鎖。廣東省在機床本體的建模與分析、誤差的檢測與評價、安裝與調試等關鍵技術方面與國外先進差距較大。此外，一些新功能和技術發(fā)展落后，如在遠程維護方面，國外已實現(xiàn)主動維護提示，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術和云技術收集狀態(tài)信息、分析運行狀態(tài)、更新控制系統(tǒng)或控制參數(shù)，實現(xiàn)遠程升級與服務。在人工智能和數(shù)字孿生前沿技術的有效應用方面，國外通過優(yōu)化參數(shù)和工藝，已實現(xiàn)機床的智能制造和全程設備健康保障。

2.研發(fā)和創(chuàng)新體系尚未建立

在國家級創(chuàng)新平臺方面，廣東省僅有國家金屬材料近凈成形工程技術研究中心等少數(shù)國家級創(chuàng)新中心，與北京、遼寧、湖北、江蘇等差距較大。廣東省僅有廣州數(shù)控、格力數(shù)控、美的智能、富士康工業(yè)互聯(lián)、普拉迪數(shù)控等少數(shù)龍頭企業(yè)，以中小企業(yè)為主，缺乏國際型知名企業(yè)和研究機構，劣勢明顯。在高?？蒲性核矫?，僅有華南理工大學、廣東工業(yè)大學等理工類院校和省機械研究所等少數(shù)科研機構，缺乏國家級、省級高水平研發(fā)機構的創(chuàng)新引領，圍繞數(shù)控機床的創(chuàng)新體系尚未建立。

3.產業(yè)鏈銜接性不強

廣東省高檔數(shù)控機床產業(yè)發(fā)展尚不健全，市場規(guī)模相對較小，產業(yè)鏈不完整。少數(shù)企業(yè)擁有自主的拳頭產品和核心技術，如上游南方機床的機床主體、匯川的傳動系統(tǒng)、廣州數(shù)控和固高科技的數(shù)控系統(tǒng)，以及中游廣東潤星、大族激光等在細分市場中具有一定的競爭力，但在全國整體行業(yè)中無論產品還是市場規(guī)模，與沈陽機床、大連機床、山特維克、華中數(shù)控、秦川機床等國內第一梯隊尚有差距。產業(yè)鏈生態(tài)有待完善，上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新不強，未能形成較好的互補或者良性配套發(fā)展關系，龍頭企業(yè)帶動能力不強，數(shù)控系統(tǒng)與核心零部件仍采用進口品牌，在一定程度上抑制了廣東省相關配套產業(yè)的良性發(fā)展。

4.產品覆蓋率低

廣東省的數(shù)控機床控制系統(tǒng)、無掩模光刻技術處于國內先進水平，在數(shù)控齒輪機床及數(shù)控液壓成型機床等領域也具有一定的積累，部分產品遠銷海外，但在航空航天、汽車、海洋裝備等重點領域需求的機床品類中，具備配套能力的機床覆蓋率不高，如車銑復合功能、高速高精度機床、五軸以上聯(lián)動加工中心、高精密復合加工中心、多主軸多工位加工中心等產品較少，且缺乏高端產品，難以滿足重點領域發(fā)展需要。

5.核心技術仍需加強

近年來，廣東省在高端數(shù)控機床技術領域不斷發(fā)展，關鍵核心技術取得一定突破，如廣州數(shù)控等研制出全數(shù)字總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)產品樣機，實現(xiàn)全數(shù)字總線控制、高速高精的技術跨越，但自產控制系統(tǒng)在穩(wěn)定性、運動控制功能、誤差補償算法方面距世界先進水平還有差距。缺乏的核心技術包括數(shù)字化協(xié)同設計及4D仿真、超精密機床可靠性及精度保持、復雜成形、高精度原位測量、高性能伺服驅動等；缺乏的核心產品包括高速精密軸承、智能傳感器、高檔齒輪等；缺乏的裝置和平臺包括智能化高端數(shù)控系統(tǒng)、車銑復合高檔數(shù)控加工中心、設計加工測量一體化的高精度智能制造平臺，以及自主編碼器、芯片、光柵尺等關鍵部件，亟待實現(xiàn)技術突破。

五項對策建議

機床是制造業(yè)產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，是“強基工程”的重要切入點，對支撐制造強省建設和經(jīng)濟高質量發(fā)展具有重要意義。針對廣東省機床產業(yè)發(fā)展面臨的問題和挑戰(zhàn)，提出以下對策建議。

1.加大政策支持力度

加強政府引導作用，貫徹落實國家支持政策，制定機床行業(yè)相關管理辦法和扶持政策。加強上下聯(lián)動和跨部門合作，建立積極有效的溝通機制。加大支持力度，引導企業(yè)享受產業(yè)、項目、技術等發(fā)展扶持政策。強化高檔數(shù)控機床、智能制造專項的項目牽引，設立一批智能制造核心技術突破和應用示范項目。鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，引導企業(yè)和行業(yè)提升創(chuàng)新能力。推進首臺（套）重大技術裝備保險補償機制，落實裝備研發(fā)與使用獎補等扶持政策，激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新積極性。加大對自主創(chuàng)新產品的采購和推廣應用，進一步提高國產替代水平。加強產業(yè)布局，推動珠江西岸和東岸先進制造產業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

2.推動產業(yè)向中高端邁進

聚焦高端機床領域高質量發(fā)展，推動廣東省產業(yè)基礎高級化和產業(yè)鏈現(xiàn)代化。重點打造“中國工業(yè)母機”龍頭企業(yè)和戰(zhàn)略性高端產業(yè)鏈，優(yōu)化產業(yè)結構，打造一批“高、專、精、特”小而美企業(yè)，培育一批隱形冠軍企業(yè)。引進產業(yè)基金、風投創(chuàng)投等推動中小企業(yè)快速發(fā)展，促進大中小企業(yè)集群式融通發(fā)展，推動產業(yè)集約集聚發(fā)展。建立有效的區(qū)域協(xié)同發(fā)展機制，聚合資源和力量，協(xié)同攻克行業(yè)短板，推動廣東省機床產業(yè)增強自主創(chuàng)新能力，邁向產業(yè)鏈中高端，提升國際競爭力。

3.提高產學研合作水平

整合優(yōu)勢創(chuàng)新力量，建設一批重點實驗室、工程中心、企業(yè)技術中心、新型研發(fā)機構等創(chuàng)新中心，強化基礎應用研究，協(xié)同解決關鍵和共性技術難題。完善以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研用結合的創(chuàng)新體系，大力支持高校院所的專利等技術成果轉移轉化，孵化科創(chuàng)型小微企業(yè)。提供數(shù)控相關行業(yè)“雙創(chuàng)”服務平臺，擴展技術服務面，提升服務能力與水平。

4.加強多層次人才體系建設及配套保障

構建多層次人才隊伍體系，培養(yǎng)一批能夠突破高檔數(shù)控機床行業(yè)關鍵技術、帶動實現(xiàn)跨越式發(fā)展的高層次領軍人才；大力培養(yǎng)既擅長制造企業(yè)管理又熟悉專業(yè)技術的復合型人才；培養(yǎng)一大批專業(yè)技術人才和高技能人才。提高綜合服務水平，成立數(shù)控機床制造技術培訓中心，強化人才實踐。健全人才培養(yǎng)機制，鼓勵有條件的高校、科研院所、企業(yè)建設實訓基地，促進企業(yè)和院校成為技術技能人才培養(yǎng)的“雙主體”。支持高校開設前沿新學科，推動建立人才需求預測和信息服務平臺。

5.構建良好產業(yè)發(fā)展生態(tài)

支持現(xiàn)有國家工程（技術）研究中心、國家重點實驗室、國家級企業(yè)技術中心、國家級聯(lián)合加工中心的建設工作，開展高檔數(shù)控機床研發(fā)創(chuàng)新與應用，加快推進數(shù)控機床產業(yè)公共技術服務平臺建設。促進機床產業(yè)與科技金融深度融合，創(chuàng)新金融產品和服務。完善知識產權運用保護體系，實施重大關鍵技術、工藝和關鍵核心零部件專利布局，形成一批產業(yè)化導向的關鍵技術專利組合。明確企業(yè)的質量主體責任，強化質量技術攻關。支持企業(yè)進行科技創(chuàng)新和產品升級，加強對重點企業(yè)的需求對接，搭建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的制造資源協(xié)同平臺，加快區(qū)域間創(chuàng)新資源、設計能力、生產能力和服務能力的集成和對接，實現(xiàn)區(qū)域優(yōu)勢資源互補和資源優(yōu)化配置。