汽車制造
文章來源：財經(jīng)國家周刊
引言：數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的“大腦”，是數(shù)控機床中技術含量最高的核心部件，是名副其實的國之重器。?
插排：基礎薄弱、缺“芯”少“腦”一直是中國制造的短板。?
近期，中興被美國制裁，給中國制造業(yè)敲響了警鐘。除了芯片，中國高檔數(shù)控系統(tǒng)同樣長期受制于人。
數(shù)控機床是裝備制造的“母機”，其技術水平代表著一個國家的綜合競爭力。而數(shù)控系統(tǒng)是機床裝備的“大腦”，是決定數(shù)控機床功能、性能、可靠性、成本的重要因素，也是制約我國制造業(yè)邁向高端化的主要瓶頸。
武漢華中數(shù)控股份有限公司（下稱“華中數(shù)控”）董事長陳吉紅對《財經(jīng)國家周刊》記者表示：長期以來，國防工業(yè)急需的高速、高精、多軸聯(lián)動高檔數(shù)控機床和高檔數(shù)控系統(tǒng)一直是重要的國際戰(zhàn)略物資，受到西方國家嚴格的出口限制。自主可控高檔數(shù)控系統(tǒng)對我國的重要性，可以與芯片、操作系統(tǒng)匹敵。歷史上著名的“東芝事件”、“伊朗離心機事件”都是深刻教訓。
慶幸的是，通過國家近十年前的戰(zhàn)略布局和一大批科研人員的努力，我國高檔數(shù)控系統(tǒng)領域獲得了突破。2018年1月8日，華中數(shù)控“高性能數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化”獲得國家科學技術進步二等獎。
華中數(shù)控實現(xiàn)了對中國高檔數(shù)控系統(tǒng)技術的突破，然而如何打破外資企業(yè)長期形成的“市場生態(tài)圈”，讓國產(chǎn)自主可控的高檔數(shù)控系統(tǒng)得到廣泛應用，卻依然是一個不小的挑戰(zhàn)。
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20多年突圍之路?
基礎薄弱、缺“芯”少“腦”一直是“中國制造”的短板。數(shù)控機床、工業(yè)機器人，乃至電動汽車，都離不開數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動、伺服電機等關鍵核心部件。數(shù)控系統(tǒng)可以說是中國數(shù)控機床的核心“芯片”。如果不徹底改變中高檔數(shù)控系統(tǒng)主要依賴進口的現(xiàn)狀，我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，也不過是國外產(chǎn)品的加工組裝基地，而不是自主的制造中心。中國數(shù)控系統(tǒng)的唯一出路，就是走自主創(chuàng)新之路。
20年多前，時任華中理工大學機械學院院長的周濟教授，意識到數(shù)控技術對中國國防安全和經(jīng)濟安全的極端重要性，組織學校機械、電氣、計算機學科的老師和學生，開始研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。為了加快數(shù)控技術的產(chǎn)業(yè)化進程，籌建了華中數(shù)控公司。
二十多年來，華中數(shù)控在數(shù)控系統(tǒng)領域的研究不斷取得進步并受到了西方國家的警惕。2008年10月23日，美國曾以華中數(shù)控支持伊朗、朝鮮發(fā)展大規(guī)模殺傷性武器為借口，對華中數(shù)控進行制裁。這一事件，更說明了中國發(fā)展數(shù)控技術的極端重要性。
2009年，國家啟動科技重大專項“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”（下稱“04專項”），支持以華中數(shù)控為代表的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)和機床企業(yè)提升技術水平，突破高檔數(shù)控技術瓶頸。
在國家04專項的支持下，華中數(shù)控在前期幾代技術攻關的基礎上，開發(fā)出了華中8型為代表的自主可控的高檔數(shù)控系統(tǒng)。陳吉紅介紹，圍繞華中8型數(shù)控系統(tǒng)的研制，研發(fā)團隊攻克了運動控制技術、平臺化技術、網(wǎng)絡化技術和智能化技術等四方面關鍵核心技術，全面縮小與國外的差距。
所攻克的多軸聯(lián)動、高速、高精等運動控制核心技術，實現(xiàn)了對國外數(shù)控系統(tǒng)高檔控制功能的全面覆蓋。零件加工對比測試數(shù)據(jù)顯示，華中8型為14分36秒，而國外同類系統(tǒng)為15分33秒，零件加工質(zhì)量相當?shù)那闆r下華中8型系統(tǒng)效率更高。
平臺化、網(wǎng)絡化技術的突破，大大提高了數(shù)控系統(tǒng)的集成度，提升了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)外部設備全數(shù)字化通訊、機器互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。而獨創(chuàng)的“指令域大數(shù)據(jù)分析方法”、“雙碼聯(lián)控”等智能化技術的突破，實現(xiàn)了數(shù)控加工過程的自主感知、自主學習、自主決策和自主執(zhí)行，開發(fā)了質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化和健康保障等一批西方主流高端數(shù)控系統(tǒng)尚不具備的智能化功能模塊，率先開發(fā)出新一代智能化數(shù)控系統(tǒng)。
目前，華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)在航空航天、汽車、發(fā)電裝備等制造領域得到批量應用，已與10多類、1000多臺高速、精密、五軸聯(lián)動、車銑復合的高檔數(shù)控機床實現(xiàn)了配套。
2012年，華中數(shù)控沈飛集團改造了辛辛那提LANCE2000加工中心。經(jīng)過近一年的生產(chǎn)驗證，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)完全滿足了使用要求。這打消了沈飛對使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的疑慮。隨后，沈飛又在五軸高速龍門加工中心、AB擺五軸加工中心等50多臺機床上選用華中數(shù)控系統(tǒng)。目前，這批數(shù)控系統(tǒng)已累計運行30多萬小時，其功能、性能和可靠性經(jīng)受了考驗，在沈飛的軍工生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
沈飛的示范效應，推動了“華中8型”數(shù)控系統(tǒng)在成飛、西飛、西航、航天科技集團一院、航天科技集團八院、航天科工集團三院、航天科工集團四院等骨干國防軍工企業(yè)的應用。
特別是自2015年以來，基于04專項支持下的技術、經(jīng)驗積累，華中數(shù)控圍繞3C（計算機、通訊和消費電子）制造行業(yè)的巨大需求，研制并批量銷售了具有高速、高精等關鍵技術的高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)，其加工效率優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，并建立了3C加工智能工廠。目前，“華中8型”高速鉆攻中心數(shù)控系統(tǒng)已銷售兩萬多臺套。
2016年4月，“華中8型”通過了由中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定專家組認為：“華中8型”為代表的自主可控的數(shù)控系統(tǒng)，全面達到國際先進水平，可替代進口。
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“稚嫩的肩膀”是否能扛起國家的重任？?
國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術進步，縮小了與國外的差距。但是，技術差距的縮小，并不等于市場的突破。據(jù)統(tǒng)計，目前我國高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率已從04專項啟動前的2%提升到目前的7%，標準型數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率已從04專項啟動前的20%提升到目前的約35%。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在技術成熟度方面仍然存在差距。而在市場認同度方面，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)仍然存在巨大的差距。產(chǎn)業(yè)化之路依然任重道遠。
以日本發(fā)那科、德國西門子等為代表的國外企業(yè)，在數(shù)控系統(tǒng)領域均發(fā)展了近60年，積累了大量的先進技術，已在全球范圍內(nèi)建立起了技術壁壘和市場優(yōu)勢。在中國市場，這些國外企業(yè)也已經(jīng)耕耘了40多年。憑借產(chǎn)品在技術上、性能上的優(yōu)勢，這些國外企業(yè)已擁有了很好的市場品牌與客戶美譽度，大多數(shù)客戶已經(jīng)習慣于使用他們的產(chǎn)品，形成了一個“市場生態(tài)圈”。
與芯片產(chǎn)業(yè)一樣，高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)巨大投入，涉及的關鍵技術眾多，對產(chǎn)品的可靠性要求極高。巨額的研發(fā)費用，單個企業(yè)很難投得起。
近幾年來，為了在技術上與國外縮小差距，華中數(shù)控利用上市募集的資金和專項課題經(jīng)費，超常規(guī)投入巨額資金研發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)。企業(yè)年研發(fā)投入在年營業(yè)收入的占比分別為2014年26.94%，2015年30.56%，2016年15.23%，遠超出高科技企業(yè)的平均投入水平。而這些高額的研發(fā)投入，并不能馬上轉化為市場的經(jīng)濟效益，導致華中數(shù)控連續(xù)6年出現(xiàn)主營業(yè)務利潤出現(xiàn)負數(shù)。
“其實，近2年華中數(shù)控的凈利潤一直都是正數(shù)。去年華中數(shù)控全年主營業(yè)務收入近10億元，而全年凈利潤只有3286萬。凈利潤不高，且主營業(yè)務利潤為負數(shù)的原因，除了與我們在研發(fā)和市場投入巨大有關，還與我國上市公司會計制度記賬方法不合理有關。我們承擔專項課題的巨大研發(fā)投入成本，全部計入了當期主營業(yè)務成本，導致主營業(yè)務利潤為負。而課題研究經(jīng)費，則全部變成了不被資本市場看好的補貼性收益（非經(jīng)常性損益）”，陳吉紅解釋說。
而提升國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術成熟度的核心是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)業(yè)化對于國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來說，重要性和難度不亞于技術本身。好產(chǎn)品是用出來的，只有在市場上大量使用，才能獲得技術迭代和完善提高的機會，技術成熟度才能不斷提升。只有實現(xiàn)規(guī)?；氖袌鰬?，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本才能降低，產(chǎn)品的市場競爭力才能進一步提高，前期的研發(fā)投入才能收回，企業(yè)才能形成具有自我造血能力的良性循環(huán)。
其實，國外數(shù)控系統(tǒng)早期的技術成熟度也不太高。但由于以我國軍工企業(yè)為代表的大量高端用戶，大規(guī)模地、長期地批量實際生產(chǎn)應用，幫助國外數(shù)控系統(tǒng)進行了全面的測試驗證和長期的應用考核，為國外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、反饋了大量的問題，才促使國外數(shù)控系統(tǒng)的技術成熟度不斷提高，并同步提升了市場認同度。
如何在技術成熟度和市場認同度都存在差距的現(xiàn)狀下，實現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化，一直深深地困擾著華中數(shù)控。為了使華中8型的功能、性能和可靠性的通過用戶考核，華中數(shù)控免費向用戶提供了幾百臺測試樣機，還采取了降價、墊資、包銷機床，免費提供調(diào)試、測試、編程、培訓、包修等超常規(guī)的服務。華中數(shù)控在市場開拓和服務體系建設方面不惜代價的巨大投入，贏得了部分客戶的認可，華中8型數(shù)控系統(tǒng)已累計銷售推廣已近4萬臺。
特別是，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還面臨國外企業(yè)降價搶占市場的巨大競爭壓力。當我國數(shù)控企業(yè)研制不出水平相當?shù)臄?shù)控產(chǎn)品時，國外的高端產(chǎn)品要么封鎖，要么天價；當我們的企業(yè)生產(chǎn)出性能接近的數(shù)控產(chǎn)品時，國外企業(yè)就將其成熟產(chǎn)品適當裁剪后，以低價在國內(nèi)傾銷，從而壓榨了國內(nèi)數(shù)控產(chǎn)品的利潤空間和市場空間。例如，華中8型高速高精數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品進入3C制造領域，從國外競爭對手搶到了這一細分領域10%左右的市場份額后，國外競爭對手馬上把產(chǎn)品價格從7萬多降到5萬多，降價幅度達30%?？梢哉f。華中數(shù)控的存在，每年為我國3C制造領域，降低設備采購成本超過10億元。
此外，國內(nèi)部分企業(yè)和部門的政府采購招標中至今依然指定國外數(shù)控系統(tǒng)，導致國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品難以獲得同臺公平競爭的機會。使用進口數(shù)控系統(tǒng)，無法實現(xiàn)自主可控，還給相關產(chǎn)業(yè)帶來工業(yè)信息安全的風險和隱患。這些現(xiàn)狀，令國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)更加難以打破國外產(chǎn)品的市場生態(tài)圈。
正是由于以華中數(shù)控為代表的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)取得的進步，迫使國外中、高檔數(shù)控系統(tǒng)解除封鎖。廣州敏嘉制造技術有限公司謝政平副總經(jīng)理告訴記者：“我們申請購買德國某公司的五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)，需要漫長、繁瑣的外國政府對最終用途的審批手續(xù)。后來，我們只好對德國公司說：華中系統(tǒng)現(xiàn)在也不錯了，如果再不通過審批，我們改用國產(chǎn)系統(tǒng)了。果然，審批手續(xù)馬上通過了。”
陳吉紅告訴記者：國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的存在價值，起到了為國家“堵槍眼”的作用。華中數(shù)控的巨額投入，雖然沒有完成轉化為華中數(shù)控自身的經(jīng)濟效益，但華中數(shù)控對國家的巨大貢獻不應該被忽視。華中數(shù)控“稚嫩的肩膀”扛著中國數(shù)控系統(tǒng)自主可控的重任，這更需要中國廣大用戶的支持，才能扛得?。∪绻麌a(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)僅僅是中國制造業(yè)的“備胎”和“籌碼”，是永遠無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的。
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破解生態(tài)圈軟壁壘
改革開放四十年以來，為了實現(xiàn)高速發(fā)展，每次產(chǎn)業(yè)升級，我國都找到容易取得成效的產(chǎn)品進行生產(chǎn)制造，實質(zhì)上是用國外的關鍵部件“攢”整機，我國的計算機、汽車產(chǎn)業(yè)莫不如此。我們在前進的道路上繞過了一些比較難攻的“山頭”，包括發(fā)動機、芯片和數(shù)控系統(tǒng)等。而現(xiàn)在這些未攻下的“山頭”在后方作亂，成為巨大隱患。
陳吉紅說：“與芯片、大飛機產(chǎn)業(yè)一樣，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)既是戰(zhàn)略性、基礎性的核心技術產(chǎn)業(yè)，又是市場充分競爭的產(chǎn)業(yè)。對于這樣的戰(zhàn)略性、基礎性產(chǎn)業(yè)，國家不應該按照一般的市場競爭性產(chǎn)業(yè)來對待。國家應該像支持國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)一樣，支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。
發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的關鍵是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關鍵點是支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)盡快提升技術成熟度。自主研制幾臺高檔數(shù)控系統(tǒng)完成在實驗室和實際生產(chǎn)中完成各種測試驗證并不難，難的是實現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)大批量、長期的應用驗證。一臺數(shù)控系統(tǒng)不出問題，不意味著批量不出問題，一年不出問題不意味著十年不出問題。只有在應用中發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題進行持續(xù)改進，形成技術迭代和改進完善。這需要一步一個腳印地追趕，不可能一蹴而就，不要幻想“彎道超車”。這就需要有時間、有耐心長期堅守。
數(shù)控系統(tǒng)技術研發(fā)難度大，投入大。而打破國外的“市場生態(tài)圈”實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的難度更大。這是需要有雄厚的資源做支撐，需要巨大的投入，這遠超出了一個企業(yè)的承受能力。試想，有多少社會資本愿意為了國家的核心技術，未來十幾年可能不盈利，還能長期堅守呢？如果沒有利益驅(qū)動，有多少用戶仍能甘冒風險，主動自覺地支持國產(chǎn)產(chǎn)品？因此，充分發(fā)揮我國社會主義制度的優(yōu)越性，在市場、資金、政策等各方面支持自主核心技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，至關重要。
國家應理直氣壯地為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)營造有利的市場環(huán)境，在政府采購招標中不得指定國外數(shù)控系統(tǒng)，為國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)獲得參與平等競爭的機會，鼓勵用戶企業(yè)在同等性價比的情況下，指定選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。對于自主研發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，即使“在相同條件下優(yōu)先使用”，其實際效果相當于永遠不用。這就會阻斷國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在應用中試錯，技術成熟度在試錯中發(fā)展的螺旋上升的過程。
陳吉紅建議，國家應繼續(xù)延續(xù)支持“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家重大科技專項，并在專項中加大力度支持國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的技術創(chuàng)新、自主化和產(chǎn)業(yè)化；從自主可控和工業(yè)信息安全的高度，繼續(xù)推動“換腦工程”，積極支持國防軍工等重要制造領域應用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)；在國家智能制造等其他科技項目中，與04專項對接，優(yōu)先使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和機床；重新梳理和啟動數(shù)控機床行業(yè)的增值稅返還政策，支持我國數(shù)控機床行業(yè)加大技術研發(fā)投入；參照國家首臺（套）重大技術裝備保險政策，將國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)列入實施目錄；加大力度宣傳應用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的成功應用案例；在教育部、人社部等部委組織的各類數(shù)控加工、智能制造大賽和實訓基地建設項目中，優(yōu)先使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。
