李澤湘：瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)的啟示
撰文 | 李澤湘
香港科技大學(xué)機(jī)器人研究所
松山湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地XBOT PARK
李澤湘：學(xué)院派創(chuàng)業(yè)與制造業(yè)破局
李澤湘：新工科教育的背景和使命
李澤湘：新工科教育課程探索
李澤湘：從0到1，如何突破硬科技創(chuàng)業(yè)瓶頸
● ● ●
- 序 -
1. 瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)和精密制造
瑞士鐘表產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展
從瑞士幾家機(jī)床公司簡(jiǎn)介看其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
2. 瑞德機(jī)床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
瑞士機(jī)床公司畫(huà)像總結(jié)
產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的建立
3. 中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程、困境和突破關(guān)鍵點(diǎn)
中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展史及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
機(jī)床企業(yè)成功所必備的10個(gè)基本條件
我國(guó)產(chǎn)業(yè)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構(gòu)建
瑞士聯(lián)邦成立于 1291年，國(guó)土面積 4.1萬(wàn)平米（不到廣東的1/4），人口850萬(wàn)，人均 GDP達(dá)到 8.2萬(wàn)美元。其中工業(yè)占GDP 25.6%，主要產(chǎn)業(yè)包括機(jī)械、化工、鐘表、精密儀器、制藥等。
談到瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)，不得不先聊聊瑞士的鐘表產(chǎn)業(yè)。計(jì)時(shí)是人類(lèi)最古老的活動(dòng)之一，直到 1530年德國(guó)紐倫堡才造出可攜帶的鐘表，但由于價(jià)高量少，產(chǎn)品只局限于皇家和貴族內(nèi)部使用。法國(guó)和荷蘭緊接著成為主要的鐘表制造國(guó)，同時(shí)法國(guó)的宗教紛爭(zhēng)使得一些能工巧匠流落到瑞士的日內(nèi)瓦。當(dāng)?shù)氐淖诮谈母锊蝗菰S佩戴首飾，日內(nèi)瓦的工匠們就通過(guò)奇思妙想將鐘表和裝飾結(jié)合起來(lái)一起制造。17世紀(jì)末，瑞士開(kāi)始享有高端鐘表制造聲譽(yù)。
由于工業(yè)革命的興起以及鐘表設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的創(chuàng)新，無(wú)論是鐘表的精度還是質(zhì)量，英國(guó)仍然主導(dǎo)了18世紀(jì)的世界鐘表業(yè)。與此同時(shí)，瑞士的鐘表制造也從日內(nèi)瓦延伸到整個(gè)Jura山脈（瑞士處于阿爾卑斯山與Jura山脈之間）的各個(gè)山村。制表匠 Daniel Jeanrichard 通過(guò)推廣標(biāo)準(zhǔn)化和分工協(xié)作（有如東莞大嶺山或虎門(mén)鎮(zhèn)的特色產(chǎn)業(yè)鎮(zhèn)）極大地提升了鐘表質(zhì)量和產(chǎn)量。這段時(shí)期誕生的鐘表品牌有 Patek Philippe（百達(dá)翡麗1770）和Breguet（寶璣1795），價(jià)格非常昂貴。1760年，法國(guó)通過(guò)發(fā)明 Lepine calibre（機(jī)芯）來(lái)生產(chǎn)更小更細(xì)的懷表，重新從英國(guó)人手中奪得鐘表制造主導(dǎo)權(quán)。通過(guò)將法國(guó)人的發(fā)明與瑞士靈活的鄉(xiāng)鎮(zhèn)配套生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，瑞士鐘表業(yè)很快趕超英法，瑞士躍升歐洲主要的鐘表生產(chǎn)基地。
19世紀(jì)，通過(guò)引進(jìn)美國(guó)的流水線生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)明專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備，瑞士鐘表生產(chǎn)機(jī)械化水平進(jìn)一步提升，產(chǎn)量和質(zhì)量更上一層樓。這段時(shí)間誕生的品牌包括Tissot（1853）， Omega（1848）和 IWC（1868）等，瑞士也終于發(fā)展成為世界高端鐘表制造之都。就像瑞士航空的廣告詞一樣，“Like shopping for a Swiss watch，Hard to make a mistake” （就像購(gòu)買(mǎi)瑞士手表一樣，很難犯錯(cuò)?。?/span>。瑞士鐘表產(chǎn)業(yè)在隨后的發(fā)展中還經(jīng)歷了上世紀(jì)80年代日本電子手表企業(yè)和近期蘋(píng)果智能手表的激烈競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)，但都成功挺了過(guò)來(lái)。
2018年，瑞士生產(chǎn)了兩千三百多萬(wàn)只手表，出口產(chǎn)值共計(jì)216 億美金，每只手表銷(xiāo)售均價(jià)達(dá)859美元。與之相比，中國(guó)生產(chǎn)了6億多支手表，出口產(chǎn)值48億美金，每只手表銷(xiāo)售均價(jià)僅為3美元。處于瑞士鐘表制造區(qū)的 Solothurn 省把精密制造與骨科植入融合起來(lái)，拓展了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。強(qiáng)生公司通過(guò)收購(gòu)，在 Solothurn 建立了骨科產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)基地，2018年該公司在當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)值就達(dá)20多億美金。瑞士的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè) Medtech sector 在2018年有接近2000家公司，六萬(wàn)多就業(yè)人口和158億美金的銷(xiāo)售收入，成為歐洲最主要的醫(yī)療科技創(chuàng)新中心。
支撐瑞士鐘表和其它精密制造行業(yè)的核心是瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)。瑞士從事機(jī)床生產(chǎn)的企業(yè)不多，大約二十多家，2018年產(chǎn)值約29.7億歐元，全球占比3.4%。大多數(shù)機(jī)床相關(guān)企業(yè)都會(huì)成為瑞士裝備和金屬加工協(xié)會(huì)成員SwissMEM。該協(xié)會(huì)成員公司就業(yè)人口大約30萬(wàn)（整個(gè)行業(yè)50萬(wàn)，占瑞士從業(yè)人口10%），年產(chǎn)值900億美元。我們從這次拜訪的公司中選出3家做個(gè)簡(jiǎn)單介紹，可以讓大家對(duì)瑞士產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系有一個(gè)基本的了解。
Fehlmann 公司1930年由 Willi Fehlmann 創(chuàng)立，坐落于Aargau省一個(gè)只有五千多人口的村莊（Seon），是個(gè)典型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)民營(yíng)企業(yè)，早期產(chǎn)品以手動(dòng)鉆床為主。1954年，小 Wili Fehlmann 完成HTL學(xué)位并進(jìn)入管理層。他在學(xué)生時(shí)代就開(kāi)發(fā)了一種安裝坐標(biāo)工作臺(tái)的臺(tái)式鉆銑床。1975 年，公司推出瑞士第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床 PICOMAX 50 NC。1994年，公司推出采用電主軸的五軸加工中心。2006年 Wili Fehlmann 把公司管理交給第三代接班人 Frank Fehlmann。2011年，公司在蘇州建立銷(xiāo)售和展示中心。公司產(chǎn)品以鉆銑功能的立式和門(mén)式加工中心為主，產(chǎn)品品種少而精，充分考慮了行業(yè)和用戶(hù)需求，關(guān)鍵零部件（主軸、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等）自行設(shè)計(jì)和裝配以保證持續(xù)的技術(shù)迭代，充足的備品備件以保證最好的售后服務(wù)以及最短的交貨期，家庭內(nèi)部良好的傳承機(jī)制（第三代）以保證長(zhǎng)期戰(zhàn)略的一致性，相對(duì)保守的理念避免公司的大起大落。公司大約200員工，研發(fā)人員20余人。公司除了為20名左右的技校學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)外，還積極參與技校實(shí)驗(yàn)設(shè)施和課程的建設(shè)。2018年公司銷(xiāo)售額約為 8000萬(wàn)歐元，人均產(chǎn)值40萬(wàn)歐元。產(chǎn)品的連續(xù)性從圖1的公司發(fā)展歷程可以看得出來(lái)，九十年的專(zhuān)注才鑄造了公司今天的行業(yè)地位。
威力銘－馬科黛爾公司（Willemin-Macodel SA） 位于瑞士 Delemont 市，是一家成立于1974年，早期定位鐘表行業(yè)加工設(shè)備的小公司。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，公司員工由早期的3人發(fā)展到目前的300多人（瑞士200人左右），且在俄羅斯、中國(guó)、美國(guó)、印度和歐洲多個(gè)國(guó)家設(shè)有銷(xiāo)售中心。其主打產(chǎn)品包括精密五軸加工中心、車(chē)／銑復(fù)合加工中心和并連機(jī)床。行業(yè)應(yīng)用以鐘表、醫(yī)療、航空／航天、珠寶、模具和微型精密零部件加工為主。五軸加工中心采用礦物鑄鐵（人造花崗石），自己的主軸、2個(gè)微米的重復(fù)定位精度。公司研發(fā)人員接近30人，大部分招聘于瑞士的兩家理工學(xué)院（ETH 和 EPFL）。2018年共生產(chǎn)機(jī)床160多臺(tái)，產(chǎn)值九千萬(wàn)歐元，70% ～80%的產(chǎn)品都是個(gè)性化定制，給客戶(hù)提供的產(chǎn)品越來(lái)越多配置單機(jī)自動(dòng)化和智能生產(chǎn)解決方案。公司的技術(shù)總監(jiān)畢業(yè)于EPFL，與EPFL有很好的合作關(guān)系。利用瑞士 InnoSwiss 項(xiàng)目資助（政府與企業(yè)各一半），公司與EPFL合作，成功把源于EPFL的并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床領(lǐng)域，推出了面向精密表芯加工的701S加工中心（圖 3）。8萬(wàn)RPM的主軸，小于2個(gè)微米的軌跡精度，一次性裝夾和良好的剛度，使得 701S 成為世界高端表芯加工的首選加工設(shè)備。
圖3 威力銘公司的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床和該產(chǎn)品經(jīng)理（公司技術(shù)總監(jiān)）
Tornos公司位于 Delemont 附近的 Moutier 鎮(zhèn)。早在1880年，縱切自動(dòng)車(chē)床就已在 Moutier 出現(xiàn)。1914年，Tornos 公司成立。1971年，Tornos與自己的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Petermann 合并，1981年與另一家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Bechler公司合并，創(chuàng)建 Tornos-Bechler 公司。1996年，公司推出熱銷(xiāo)產(chǎn)品Deco10機(jī)床。2001年，Tornos-Bechler改名為T(mén)ornos，并且在在瑞士交易所上市（公司成立87年后才上市）。作為瑞士第二大機(jī)床廠，公司人員也只有700多人。2018年公司銷(xiāo)售額為2億瑞士法郎。Tornos專(zhuān)注于精密小零件，微型零件的加工。2017年公司推出的Swiss Deco產(chǎn)品采用了自己的陶瓷主軸（首創(chuàng)的雙主軸方案），使得加工效率和質(zhì)量得到大步提升。Tornos 在2014年設(shè)立中國(guó)分公司，至今不少三線企業(yè)還有Tornos公司的產(chǎn)品。
圖4 (a) 舊的Tornos自動(dòng)車(chē)床， (b) 舊的Petermann車(chē)床，(c). 舊的Bechler車(chē)床， (d) 1905年產(chǎn)的Bechler 車(chē)床（蒸汽驅(qū)動(dòng)）
通過(guò)了解和分析瑞士機(jī)床公司的情況，我總結(jié)瑞士機(jī)床公司具有以下幾個(gè)方面的畫(huà)像：
1. 小而精、專(zhuān)：瑞士機(jī)床公司規(guī)模通常都不大，一到三百人而已。公司的產(chǎn)品型號(hào)不多，每年產(chǎn)一、二百臺(tái)機(jī)床，千萬(wàn)到億級(jí)瑞士法郎銷(xiāo)售，基本聚焦在兩三個(gè)特定或細(xì)分行業(yè)。公司可以深刻理解客戶(hù)的需求與痛點(diǎn)，不斷迭代自己的產(chǎn)品，為客戶(hù)提供高端產(chǎn)品和優(yōu)良服務(wù)。反觀我國(guó)的機(jī)床公司，往往把規(guī)模和銷(xiāo)售額當(dāng)作主要目標(biāo)，希望通過(guò)沖量和低價(jià)策略去占領(lǐng)市場(chǎng)，再考慮提升質(zhì)量（這叫 “先大后強(qiáng)” 戰(zhàn)略）。政府也經(jīng)常通過(guò)金融、項(xiàng)目和土地政策去鼓勵(lì)企業(yè)把規(guī)模搞大。有句笑話(huà)是一家只能產(chǎn)一千臺(tái)機(jī)床的公司，市長(zhǎng)去了后把發(fā)展計(jì)劃提到了五千臺(tái)，省長(zhǎng)去了后變成了一萬(wàn)臺(tái)，更高的首長(zhǎng)去了后變成了十萬(wàn)臺(tái)。最后企業(yè)跨行業(yè)發(fā)展（把銷(xiāo)售規(guī)模做大，但很多進(jìn)入來(lái)錢(qián)更快的房地產(chǎn)行業(yè)）, 不只擠垮了該領(lǐng)域一些有潛力的民企，自己也因?yàn)檫^(guò)度膨脹，欠了一屁股債，很快就沒(méi)法運(yùn)作，以失敗破產(chǎn)告終（沈陽(yáng)和大連機(jī)床即是如此）。實(shí)踐證明，這種“先大后強(qiáng)”的戰(zhàn)略是行不通的，但很多企業(yè)至今沒(méi)認(rèn)識(shí)到這個(gè)道理，亦或者是在實(shí)際操作中很難拒絕誘惑，尤其是政府的誘惑（哪怕是出于好心）。
2. 核心技術(shù)：瑞士機(jī)床公司，無(wú)論規(guī)模多小，都把核心技術(shù)，尤其是針對(duì)行業(yè)特殊需求的核心技術(shù)掌握在自己手中。這為公司產(chǎn)品的迭代與創(chuàng)新提供了有力的保障。一個(gè)二、三十人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)往往要掌握從主軸、轉(zhuǎn)臺(tái)、自動(dòng)化系統(tǒng)到機(jī)床等方面的設(shè)計(jì)與制造，這是非常令人驚訝的。此外，瑞士相對(duì)完整的機(jī)床產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈也具備強(qiáng)大的支撐和推動(dòng)力。相反地，我國(guó)的機(jī)床公司往往只停留在系統(tǒng)集成層面，高端的核心部件大部分依賴(lài)進(jìn)口，機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨同，即使采用最好的功能部件拼湊，也缺失競(jìng)爭(zhēng)力和利潤(rùn)空間。
3. 傳承與創(chuàng)新：瑞士機(jī)床公司既有百年老企業(yè)，也有成立三、四十年的“后起之秀”，大部分企業(yè)老板都會(huì)經(jīng)歷至少兩到三代人。秉承高端與精密的理念，不斷迭代產(chǎn)品。既有基于經(jīng)驗(yàn)和工藝的創(chuàng)新（Tornos），又有基于科學(xué)進(jìn)步的創(chuàng)新（威立銘）。無(wú)論是子承父業(yè)還是職業(yè)經(jīng)理人，大家都對(duì)精密裝備充滿(mǎn)了熱情與自豪。反觀我們的機(jī)床行業(yè)，國(guó)企很難迭代，管理者擔(dān)任一任或兩任就調(diào)離或升官，而私企老板大都把自己的小孩送去學(xué)金融管理，覺(jué)得做這一行太辛苦，也無(wú)法獲得較高的社會(huì)地位。
4. 產(chǎn)業(yè)人才與教育：瑞士產(chǎn)業(yè)最重要的支撐是其教育體系。從10年級(jí)（16歲）起，超過(guò)80%的瑞士學(xué)生選擇進(jìn)入職業(yè)技術(shù)學(xué)校開(kāi)展 3-4年的“雙元制” 學(xué)習(xí)。只有 20% 不到的學(xué)生會(huì)選擇讀大學(xué)。瑞士、德國(guó)和奧地利是雙元制教育落實(shí)得最好的三個(gè)國(guó)家。
圖6 德國(guó)、瑞士的雙元制教育體系為該國(guó)制造業(yè)發(fā)展提供有力的人才保障
首先，學(xué)生在八、九年級(jí)（甚至更早）時(shí)會(huì)去有實(shí)習(xí)資質(zhì)的企業(yè)（企業(yè)也為獲得這類(lèi)資質(zhì)為榮，有如我們的高企）實(shí)習(xí)，決定自己的興趣所在和職業(yè)規(guī)劃。選擇進(jìn)入職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生并不是因?yàn)樽x書(shū)不好，而是因?yàn)閭€(gè)人興趣和職業(yè)規(guī)劃（而我們主要是因?yàn)橹锌蓟蚋呖紱](méi)考好才不得不去讀職校）。曾經(jīng)有個(gè)哈爾濱三中畢業(yè)的學(xué)生告訴我，“中學(xué)時(shí)，老師告誡她，得好好學(xué)習(xí)，不然就只能讀旁邊那所大學(xué)（指哈工大）了”。在我們的傳統(tǒng)觀念里，只有考上清華、北大才能稱(chēng)為成功（不知道自己興趣所在的學(xué)生，即使考上清華北大又能如何？）。進(jìn)入職業(yè)技術(shù)體系的學(xué)生，會(huì)選擇一個(gè)職業(yè)（比如機(jī)械師polymechanics、模具師等），每周花二到三天的時(shí)間在學(xué)校學(xué)習(xí)理論課程，二到三天的時(shí)間在企業(yè)實(shí)習(xí)，一個(gè)模塊緊跟一個(gè)模塊，學(xué)以致用，迭代前行。同時(shí)，企業(yè)也會(huì)給學(xué)生提供一定的薪水報(bào)酬。通過(guò)四年的歷練，入讀職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生學(xué)會(huì)了該領(lǐng)域的基本理論、掌握了實(shí)操能力、獲得了相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)以及不錯(cuò)的薪酬（同期的大學(xué)生還得讓父母交學(xué)費(fèi)）。最重要的是因?yàn)橛袑?shí)操經(jīng)驗(yàn)，他們變得更加自信，在后期的職業(yè)發(fā)展與同期大學(xué)畢業(yè)生相比更具優(yōu)勢(shì)（企業(yè)看重能力而不是學(xué)歷）。職校畢業(yè)生工作后還可以選擇夜校或者應(yīng)用科技大學(xué)繼續(xù)深造。
瑞士培養(yǎng)工程師的大學(xué)共有兩所聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH 和 EPFL，具有從學(xué)士到博士學(xué)位授予權(quán)），八所應(yīng)用科技大學(xué)（具有學(xué)士到碩士學(xué)位授予權(quán)）。雖然職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)生對(duì)正規(guī)大學(xué)畢業(yè)生的動(dòng)手能力有點(diǎn)不屑一顧的感覺(jué)，但以上幾所瑞士大學(xué)的動(dòng)手能力訓(xùn)練還是相當(dāng)扎實(shí)的。一位華為高管曾說(shuō)過(guò)，在華為所有的合作大學(xué)里，ETH學(xué)生的表現(xiàn)最出色，能力最強(qiáng)。
關(guān)于并聯(lián)結(jié)構(gòu)在機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用，即使我們?cè)谧罱嗄暌丫邆浯罅康难芯拷?jīng)驗(yàn)，卻一直沒(méi)有突破性進(jìn)展，應(yīng)用案例極少。作為后起之秀的威立銘公司，利用EPFL在這方面的基礎(chǔ)研究，在 InnoSwiss 項(xiàng)目的支持下，把直線Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)與高精密的表芯加工結(jié)合起來(lái)，附以新穎的裝夾系統(tǒng)，成功推出了極受高端鐘表企業(yè)歡迎的701S機(jī)床。反觀我國(guó)機(jī)床行業(yè)，一線工人大部分是農(nóng)民工，雖然在實(shí)際工作中獲得了一定的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，但當(dāng)碰到問(wèn)題時(shí)，則缺少追根究底、創(chuàng)造性總結(jié)和提升的能力，只能無(wú)奈地照抄和進(jìn)行山寨。而到裝備企業(yè)工作的大學(xué)生或研究生在校學(xué)習(xí)時(shí)接受的基本是考試式的訓(xùn)練，缺少動(dòng)手能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力，愿意從一線工作做起的大學(xué)生或研究生極少（感覺(jué)丟份）。國(guó)企的提拔機(jī)制往往更傾向于學(xué)歷而不是能力，把一些沒(méi)實(shí)操經(jīng)驗(yàn)的人提到管理崗位，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量可想而知了。圖7左邊顯示的是瑞士產(chǎn)業(yè)人才結(jié)構(gòu)，企業(yè)員工主體是職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)生。他們的創(chuàng)新能力跟常規(guī)大學(xué)生的創(chuàng)新能力互補(bǔ)，能很好地進(jìn)行銜接。而我們的主要問(wèn)題是一不頂天（技工的基礎(chǔ)問(wèn)題），二不立地（學(xué)院派實(shí)操能力差），三不銜接，如圖7右所示。
此外，針對(duì)一個(gè)產(chǎn)業(yè)，國(guó)家如何構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，這一直是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我們學(xué)蘇聯(lián)建立起的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系（主管部門(mén) -> 部屬企業(yè) -> 部屬研究院所 -> 部屬大學(xué)／職校），改革開(kāi)放后在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下基本解體。裝備領(lǐng)域的國(guó)企改革在朱镕基時(shí)代推行一段之后，也沒(méi)有最后完成。企業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品必須隨著科技的進(jìn)步不斷更新迭代。從大學(xué)的基礎(chǔ)研究到最后的產(chǎn)品有很長(zhǎng)的路要走，路艱且險(xiǎn)。Arm聯(lián)合創(chuàng)始人，Hermann Hauser 博士在給英國(guó)貿(mào)工部長(zhǎng)的報(bào)告中指出，英國(guó)有三所世界前十名的大學(xué)，有僅次于美國(guó)的基礎(chǔ)研究和高引用率論文，倫敦還是世界主要的金融中心，但英國(guó)并沒(méi)有很好的把學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化成商業(yè)成就。報(bào)告指出，學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)之間存在一條巨大的鴻溝。為此，很多國(guó)家通過(guò)建立技術(shù)創(chuàng)新中心（Technology Innovation Center）試圖來(lái)銜接這條鴻溝。著名的技術(shù)創(chuàng)新中心有德國(guó)的Fraunhofer Institute，比利時(shí)的IMEC（微電子中心），臺(tái)灣的工研院（ITRI），日本的AIST，新加坡的ASTAR和香港的應(yīng)科院（ASTRI）等。這些技術(shù)創(chuàng)新中心通過(guò)銜接企業(yè)的需求與大學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)，把原型的技術(shù)成熟度提升到一個(gè)新檔次，讓企業(yè)去完成產(chǎn)品化的最后一公里。
德國(guó)的 Fraunhofer 研究所共有72家，2.6萬(wàn)員工和26億歐元的科研經(jīng)費(fèi)（1/3來(lái)自企業(yè)）。Fraunhofer 研究所基本都分布在一所理工科大學(xué)旁邊，大學(xué)研究所的教授同時(shí)兼 Fraunhofer 研究所的負(fù)責(zé)人，以保證兩者的銜接。如圖 9 所示，與裝備和制造技術(shù)相關(guān)的研究所有11家。著名的亞琛工業(yè)大學(xué)旁布局了兩所 Fraunhofer 研究所，一個(gè)專(zhuān)注制造技術(shù)、一個(gè)專(zhuān)注激光加工技術(shù)。與制造技術(shù)匹配的大學(xué)研究所，機(jī)床與制造工程研究所（WZL）規(guī)模也不小，839員工（含博士生），1.6萬(wàn)平米的教學(xué)工廠。
圖9 德國(guó)裝備與制造技術(shù)創(chuàng)新體系，及大學(xué)研究所與 Fraunhofer研究所的定位與互動(dòng)
瑞士與制造相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新中心有EMPA和INSPIRE，后者坐落在蘇黎世的瑞士聯(lián)邦理工（ETH）旁。INSPIRE共有員工70多人，每年運(yùn)行經(jīng)費(fèi)1100萬(wàn)瑞士法郎，所涉及六個(gè)研究方向包括材料、制造工藝、3D 打印、機(jī)床設(shè)計(jì)、工業(yè)4.0和產(chǎn)品測(cè)試與評(píng)估。與之匹配的大學(xué)研究所有六家：機(jī)床與制造研究所（50多研究人員）、設(shè)計(jì)、材料與制造研究所、動(dòng)力系統(tǒng)與控制研究所、機(jī)器人與智能制造研究所、制造流程研究所。INSPIRE 和 ETH在磨削領(lǐng)域的研究有很好的行業(yè)口碑，著名的聯(lián)合磨削技術(shù)公司 United Grinding Technology 的多家子公司，如 STUDER是其重要的企業(yè)合作伙伴。瑞士的核心零部件企業(yè)（傳動(dòng)部件領(lǐng)域的 Schneeberger、伺服／直驅(qū)電機(jī)領(lǐng)域的Etel和Maxon等, 主軸領(lǐng)域的Fisher，Step-tec和IBAG等，數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的NUM等）、主機(jī)廠（Mikron, GF、United Grinding，Willemin-Macodel, Fehlmann, Tornos, Studer, Starreg等），和瑞士高端制造領(lǐng)域（鐘表、醫(yī)療器械、精密零部件等）的優(yōu)質(zhì)企業(yè)構(gòu)成了瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)生態(tài)的鐵三角。政府通過(guò)雙元制模式的職業(yè)教育，應(yīng)用科技大學(xué)和研究型大學(xué)三重體系來(lái)培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的各類(lèi)人才，通過(guò)設(shè)立匹配的大學(xué)研究所和產(chǎn)業(yè)研究所（INSPIRE 和 EMPA）把大學(xué)的原創(chuàng)技術(shù)一步一步推向產(chǎn)業(yè)一線，再通過(guò)設(shè)立 InnoSwiss（申請(qǐng)和管理過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，成功率高達(dá) 50% 左右）類(lèi)似的產(chǎn)業(yè)資助項(xiàng)目來(lái)完成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的最后一公里。
圖10 位于蘇黎世的瑞士機(jī)床與制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
我們?cè)賮?lái)分析下中國(guó)的機(jī)床產(chǎn)業(yè)。
機(jī)床產(chǎn)業(yè)包括零部件、主機(jī)和系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)。中國(guó)第一家近代兵工廠當(dāng)屬曾國(guó)藩于1861年創(chuàng)辦的安慶內(nèi)軍械所。兩次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)和與太平軍的作戰(zhàn)使曾國(guó)藩深刻地認(rèn)識(shí)到西方堅(jiān)船利炮的威力。為此，在湘軍攻陷安慶后，曾國(guó)藩通過(guò)招募徐壽、李善蘭、華蘅芳、張斯桂等 “覃思之士，智巧之匠” 設(shè)立了安慶內(nèi)軍械所，用手工模式為湘軍制造槍、炮和子彈。中國(guó)第一臺(tái)蒸汽機(jī)和第一臺(tái)蒸汽輪船 “黃鵠號(hào)” 也誕生于此。1863年秋，通過(guò)張斯桂和李善蘭的引薦，容閎來(lái)到了安慶。“今日欲謀對(duì)中國(guó)最有益最重要之事，當(dāng)從何著手”，曾國(guó)藩迫不及待的問(wèn)道?！敖袢沼麨橹袊?guó)謀最有益最重要的事，莫過(guò)于仿照洋人的辦法，建一個(gè)機(jī)器廠、一個(gè)機(jī)器母廠，由這個(gè)母廠再造各種各樣的機(jī)器，然后用這些機(jī)器去造槍炮子彈，戰(zhàn)船戰(zhàn)車(chē)，猶如母雞下蛋似的。有了這樣一個(gè)母機(jī)廠，過(guò)了十年八年，中國(guó)就可在全國(guó)各地建造許許多多的工廠，如此，中國(guó)就會(huì)跟外國(guó)一樣強(qiáng)大了”?！耙捴破髦?/span>（工作母機(jī)）” 成為了早期洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的指導(dǎo)方針。1863年秋，受曾國(guó)藩委派，容閎歷時(shí)兩年，用6萬(wàn)多白銀從美國(guó)麻省的 Putnam 公司采購(gòu)了第一批機(jī)床設(shè)備（見(jiàn)圖 11）。
圖11 (a) Putnam 公司生產(chǎn)的車(chē)床 （1860）， (b) 江南制造局炮廠機(jī)器房 （宣統(tǒng)年間攝），(c) 江南制造局機(jī)器廠
1865年6月，曾國(guó)藩會(huì)同李鴻章奏準(zhǔn)設(shè)立，將蘇州洋炮局與收購(gòu)的美商旗記鐵工廠（位于虹橋）合并，利用容閎采購(gòu)的百余臺(tái)機(jī)器，成立了江南制造局（后遷入高昌廟，江南造船廠舊址）。至1895年，江南制造局已發(fā)展成擁有機(jī)器廠、炮廠、輪船廠等20多個(gè)分廠， 3592名員工，662臺(tái)機(jī)床、3000噸水壓機(jī)，15噸馬丁煉鋼爐的東亞技術(shù)最先進(jìn)設(shè)備最齊全的機(jī)器工廠。至1904年，除槍、炮、子彈、輪船等軍用器材外，江南制造局還生產(chǎn)了各種機(jī)器設(shè)備591臺(tái)，其中金切機(jī)床249臺(tái)、成為洋務(wù)運(yùn)動(dòng)眾多工廠的母機(jī)廠。隨著洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，制造人才問(wèn)題變得尤為突出。李鴻章也認(rèn)識(shí)到， “中國(guó)欲自強(qiáng)，則莫如學(xué)習(xí)外國(guó)利器。欲學(xué)習(xí)外國(guó)利器，則莫如覓制器之器，師其法而不必盡用其人。欲覓制器之器，與制器之人，則或?qū)ＴO(shè)一科取士，士終身懸以為富貴功名之鵠，則業(yè)可成，藝可精，而才亦可集”。很遺憾，1895年的甲午海戰(zhàn)宣告第一次洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的了結(jié)。1938年宜昌撤退的一百多萬(wàn)噸物質(zhì)中，大部分為兵工廠的機(jī)器設(shè)備。使得新的工廠能在大后方快速建立起來(lái)，為抗戰(zhàn)的物質(zhì)供應(yīng)提供了保障。位于昆明的中央機(jī)器廠（不久前破產(chǎn)的沈陽(yáng)機(jī)床下屬企業(yè)昆明機(jī)床廠）即為其中一員。
圖12 二戰(zhàn)時(shí)期德國(guó)沖床在中央機(jī)器廠的工作照片
解放后，我國(guó)布局了十八家國(guó)有機(jī)床廠，分別是齊齊哈爾第一機(jī)床廠（立式車(chē)床）、齊齊哈爾第二機(jī)床廠（銑床）、沈陽(yáng)第一機(jī)床廠（臥式車(chē)床、專(zhuān)用車(chē)床）、沈陽(yáng)第二機(jī)床廠（鉆床、鏜床）、沈陽(yáng)第三機(jī)床廠（六角車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床）、大連機(jī)床廠（臥式車(chē)床、組合機(jī)床）、北京第一機(jī)床廠（銑床）、北京第二機(jī)床廠（磨床）、天津第一機(jī)床廠（插齒機(jī)）、濟(jì)南第一機(jī)床廠（臥式車(chē)床）、濟(jì)南第二機(jī)床廠（龍門(mén)刨床、機(jī)械壓力機(jī)）、重慶機(jī)床廠（滾齒機(jī)）、南京機(jī)床廠（六角車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床）、無(wú)錫機(jī)床廠（內(nèi)圓磨床、無(wú)心磨床）、武漢重型機(jī)床廠（立車(chē)、鏜床）、長(zhǎng)沙機(jī)床廠（牛頭刨床、拉床）、上海機(jī)床廠（外圓磨床、平面磨床）和昆明機(jī)床廠（鏜床、銑床）。
圖13 計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期我國(guó)的機(jī)床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
經(jīng)過(guò)五十年代的院系調(diào)整，我們建立了一個(gè) “主管部門(mén) -> 部屬企業(yè) -> 部屬研究院所 -> 部屬大學(xué)／職校” 的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。主管部門(mén)，即當(dāng)時(shí)的機(jī)械工業(yè)部（后并入現(xiàn)在的工信部），研究院所包括 8個(gè)綜合性研究院所（北京機(jī)床所、大連組合機(jī)床所、廣州機(jī)床所等七所一院）和37個(gè)專(zhuān)業(yè)研究所與企業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)，大學(xué)有湖南大學(xué)、吉林工大、合肥工大等。1999年的院所轉(zhuǎn)制，這些研究所有如麻袋里的土豆一樣，被呼啦地甩出去滾滿(mǎn)一地，四處滾動(dòng)，各由生死。與此同時(shí)，職校升級(jí)、大學(xué)擴(kuò)招與合并使得產(chǎn)業(yè)人才動(dòng)手和創(chuàng)新能力大為削弱。序文提到的中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)所面臨的困境即是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下我國(guó)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系缺失的直接體現(xiàn)。我們打破了蘇聯(lián)模式的舊體系，但并沒(méi)能建立起一個(gè)新體系。在此情況下，政府試圖通過(guò)一些專(zhuān)項(xiàng)（比如04專(zhuān)項(xiàng)）去推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革的效果極其有限。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察和系統(tǒng)的調(diào)研，我梳理了一個(gè)機(jī)床企業(yè)成功所必備的10個(gè)基本條件（圖14）：
圖14 打造一家成功的機(jī)床企業(yè)必備的10個(gè)主要條件
1. 市場(chǎng)需求尤其是新興市場(chǎng)需求必定是（新）企業(yè)發(fā)展的前提條件。中國(guó)是世界第一大機(jī)床市場(chǎng)（三分之一），也不斷涌現(xiàn)出新興需求（如手機(jī)和電池制造等）。這方面無(wú)論是國(guó)企還是民企都有一個(gè)不錯(cuò)的市場(chǎng)環(huán)境。
2. 機(jī)床是個(gè)多技術(shù)融合、需長(zhǎng)期積累的行業(yè)，對(duì)創(chuàng)始人和產(chǎn)品經(jīng)理都有極高的要求。我們?cè)谶@方面是不足的。這也是新工科和雙元制教育的定位和使命。
3. 企業(yè)只有為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值才能找到自己的生存空間。找準(zhǔn)問(wèn)題，定義好產(chǎn)品，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)是瑞士機(jī)床企業(yè)的發(fā)展之道。我們的企業(yè)往往把規(guī)模看得過(guò)重，忽視了客戶(hù)的需求。
4. 研發(fā)一款好的機(jī)床產(chǎn)品需要一個(gè)學(xué)科交叉、創(chuàng)新能力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)。現(xiàn)有工科教育的弊端（詳見(jiàn)新工科教育系列文章 [7~9]）使得這類(lèi)人才本就匱乏。國(guó)企雖然能吸引一些相對(duì)優(yōu)秀的人才，但其僵化的機(jī)制也制約了團(tuán)隊(duì)的發(fā)揮（不少技術(shù)人員外面兼職，本職工作應(yīng)付）。民企又很難吸引到好的人才。
5. 工匠精神是精密機(jī)床制造和裝配的基礎(chǔ)。通過(guò)個(gè)人興趣培養(yǎng)和雙元制教育去塑造企業(yè)文化和工匠精神，是瑞士、德國(guó)和日本的成功之道。而我們的職業(yè)技術(shù)學(xué)校更看重專(zhuān)升本，像東莞技師學(xué)院樣能認(rèn)真落實(shí)雙元制教育的學(xué)校，實(shí)在是鳳毛麟角。
6. 用科學(xué)方法去系統(tǒng)分析和解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題至關(guān)重要（見(jiàn)威立銘公司的并聯(lián)機(jī)床案例）。我們很多企業(yè)研發(fā)人員碰到問(wèn)題時(shí)一是山寨，二是拿客戶(hù)做白老鼠。這種方式很難有根本性的突破 [8]。
7. 不斷迭代與持久戰(zhàn)是對(duì)于做好一款機(jī)床產(chǎn)品，是必不可少的。國(guó)企頻繁的干部調(diào)動(dòng)是十八羅漢困境的一個(gè)主因。一個(gè)好的機(jī)床公司，甚至需要兩代人的努力。因?yàn)樘量唷赍X(qián)慢等諸多原因，民企很少有二代會(huì)愿意從事機(jī)床行業(yè)。
8. 科學(xué)的管理方法不僅能激發(fā)交叉團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力，更能確保項(xiàng)目的高效率實(shí)施。
9. 很多機(jī)床公司倒在了規(guī)?；投嘣穆飞?，忘記了小而精是做好機(jī)床企業(yè)的關(guān)鍵。實(shí)際上中國(guó)這么大的市場(chǎng)做精做透，就必然會(huì)有一定的規(guī)模效應(yīng)。
10. 迭代離不開(kāi)持續(xù)投入。
要把裝備，尤其是機(jī)床產(chǎn)業(yè)搞好，我們要在產(chǎn)業(yè)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系構(gòu)建這兩個(gè)方面下功夫。
從產(chǎn)業(yè)生態(tài)角度講，我們要重點(diǎn)培育自己的C端品牌產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造新的高端需求來(lái)引領(lǐng)從芯片/材料到核心部件到裝備再到工廠整個(gè)B 端產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈在過(guò)去十多年確實(shí)對(duì)我國(guó)尤其是大灣區(qū)制造和裝備產(chǎn)業(yè)提供了很強(qiáng)的帶動(dòng)作用，但這在在貿(mào)易爭(zhēng)端不斷和制造業(yè)往東南亞地區(qū)快速轉(zhuǎn)移的今天，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。美國(guó)的半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)有今天，則得益于當(dāng)年美國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大需求，日本的機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有今天，也得益于當(dāng)年日本和美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的強(qiáng)大需求，而瑞士的機(jī)床產(chǎn)業(yè)有今天同樣得益于當(dāng)年瑞士和歐洲的鐘表、醫(yī)療科技和精密部件產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大需求?？看ず蛧?guó)外品牌很難建立起自己強(qiáng)大的裝備和制造產(chǎn)業(yè)鏈（包括芯片/材料和核心零部件）。國(guó)外品牌和我們的代工以及上游的裝備/核心部件/芯片/材料產(chǎn)業(yè)根本上上來(lái)講是個(gè)零和游戲。
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的機(jī)床產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系包含兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。一是雙元制模式的技師/技工培養(yǎng) 和新工科教育模式的工程師和創(chuàng)業(yè)者培養(yǎng)；二是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)的構(gòu)建。東莞技師學(xué)院探索了一條中國(guó)產(chǎn)業(yè)特色的雙元制人才培養(yǎng)模式，香港科技大學(xué)和南方科技大學(xué)等高校也在探索新工科模式下的創(chuàng)新人才培養(yǎng)。德國(guó)的 Fraunhofer 和瑞士的 INSPIRE 為德國(guó)和瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但即使把這類(lèi)研究所成功移植到中國(guó)來(lái)，也很難把中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)。我們需要一個(gè)更有效、更創(chuàng)新的機(jī)制去把高校、政府、產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)業(yè)者的需求與資源整合起來(lái)，建立一個(gè)類(lèi)似于松山湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地的高端裝備產(chǎn)業(yè)孵化平臺(tái)。
制約中國(guó)制造業(yè)，尤其是裝備產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)的根本原因在哪里？本文基于過(guò)去二十多年對(duì)中國(guó)制造業(yè)的理解，以及最近幾年對(duì)日本、德國(guó)和瑞士機(jī)床產(chǎn)業(yè)的深度調(diào)研，給出了三條最重要的原因：
3. 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的缺失。
如何解決這些問(wèn)題仍待更多人的思考與探索。
制版編輯 | 皮皮魚(yú)
瑞士國(guó)土面積單位應(yīng)該是平方公里吧？