为什么德国和日本的高端机床如此强大?中国机床之间的差距有多大?它有什么作用?

Home / 为什么德国和日本的高端机床如此强大?中国机床之间的差距有多大?它有什么作用? - 2022年5月26日 , by

中国机床的历史,紧紧捆绑着中国整个工业体系。

中国工业体系的框架,基本由156工程和西部大三线建设确立。

这其中,有18家国有机床厂,堪称十八罗汉,曾起到举足轻重的作用。

沈阳第一机床厂纪念册

2001年,中国正式加入世贸组织,制造业喷井、机床需求暴涨,中国机床行业发展突飞猛进,当然,作为机床行业领头羊的沈阳第一机床厂,他的命运,也预示了中国机床行业的命运。

借着国家发展的春风,沈阳第一机床厂一路高歌猛进,在2004年的时候吞并了云机、昆机,并垄断了中国的车床市场,之后又再并购德国希斯,力图掌握数控机床高端技术,在全球市场上迅速扩张。

2012年,沈阳第一机床厂销售额达到世界第一。

沈阳第一机床厂

这是沈阳第一机床厂巅峰时刻,也是中国机床行业最辉煌的时刻。

但这些在计划经济下形成的体系,其实早已经摇摇晃晃,但一直未能得到认真修补,甚至很多地方被损害。这些都只是昙花一现。

2018年,沈阳第一机床厂负债202亿,负债率达99.26%的沈机病入膏肓。

沈机的衰败,在一定程度上代表了中国机床行业的脆弱。

2019年中国规模以上机床企业有15.1%亏损,直至2020年上半年,这个数字进一步扩大到24.1%。在最新的全球机床企业排行榜中,中国无一上榜。

这对于许多相信后发优势的人而言,中国机床行业的“弯道超车”现象不仅没有出现,倒是发生了“脱轨”现象。

行业顶端的日德机床为什么如此厉害?中国与其差距有多大?

畅销世界

日德机床有多厉害?

大家都听说过著名的“日本东芝机床事件”吗?

简单来说就是在冷战时期,东芝机械公司违背了签订的“巴统条约”,向前苏联售出了一批明令禁止的可以用于军用的五轴联动数控机床部件。

部件到手后,美国方面发现前苏联军用舰艇的噪音大大降低,追踪难度大大提升,原来,他们将这批设备用来加工军用舰艇的螺旋桨。

日本东芝公司

最终东窗事发,东芝公司连带日本均被美国制裁。

我想说的是:早在冷战期间,日本在高端机床制造上就可以有所造诣了。

也就是说,日本机床行业起步较早。

而经过这么多年发展,目前日本机床更是在国际上名列前茅,其国内的马扎克、发那科、大隈、天田等品牌,都位于机床行业顶端。

马扎克是全球机床领域实力最强的企业,在全球机床市场规模巨大。企业销售额常年位于世界前列。

日本马扎克数控车

日本机床行业赫赫有名的公司基本都是家族企业,对于技术的传承与发展都是建立在一代代人努力的基础之上,从这一点上来说,日本机床能做到全球顶端也是情理之中的事。

经常看到有人在对比日德两国的机床,关于日德两国的机床性能大家观点不一,有人认为在德国面前,日本充其量也就是个二流水平,那德国的机床水平到底如何?

还是先摆数据,德国机床出口世界第一。

空客制造发动机和Ariane 5火箭的上面级利用的是德国DMG的DMU 70 evo linear加工中心和DMC 125 FD duoBLOCK加工中心。

普惠Pratt&Whitney工厂的德国DMG机床。

美国Aerojet Rocketdyne公司加工SLS火箭发动机RS-25使用的是德国DMG的DMU 80 FD duoBLOCK机床。

SKF加工CFM的LEAP发动机轴承使用的是德国DMG的DMU 65 FD monoBLOCK 铣削加工中心。

德国的机床设备,被多个国家广泛应用,其实力显而易见。

在当前的行业背景下,中国的机床行业到底与日德两国差距在哪?

固有印象下

中国机床当真差距巨大?

看到网上都在说国产机床,大多数声音都是在抱怨中国机床行业现在已经进入了危急的境地。说实话,国产机床与进口品牌之间确实存在着客观差距,但每个行业里面都总有人做到拔尖,中国的机床行业也是如此。

我们在审视整个行业时,总不能以偏概全,一棒子全部打死。

现在国产机最大的问题,就是别人在做精的时候,我们一心就想要做多,导致国产部件性能欠佳,在高端机床上的使用率较低,这种情况严重影响了机床国产化的进度。

你不用他不用,没有客户没有市场,更谈不上有大量数据支撑的反馈意见,国产机床想要实现技术迭代,陷入了一个死循环,没有高端产品,所以没有市场,因为没有市场,所以没有进步热情。

这就是我们说的:想要马儿跑,却不让马儿吃草。

现在中国机床水平到底发展到哪一步了?我们就用国产化率最高的科德数控来说。

科德数控展会上的智能机床

科德的数控系统、伺服驱动器、电机、主轴、转台、刀库、传感器等,都是自己研发自己生产,全部搭配到自己的五轴机床上,自产自用。

西门子的840D,是数控界的F22战斗机,代表了现在数控系统市场上的最高水平,我们就拿科德数控自己研发的GNC60系统和西门子840D做个技术对比。

科德系统支持多轴多渠道、全闭环五轴联动、支持RTCP、插补周期0.125毫秒。同时,科德系统还可以以每秒数千次进行精确控制,系统的最快响应速度甚至可以达到5微秒,由于采用美国Ardence公司RTX实时内核的西门子系统,支持针对不同应用场景的定制与操作,并支持基本层次配置和SDK层次开发。

综合来看,从基本功能上来看,与西门子实力相当。

在价格上,科德GNC60的同等功能配置,售价比西门子更低。在控制功能、控制精度和加工效率方面,达到国际先进水平。

说到两者的差距,最主要的还是在效率以及稳定性上。科德GNC60系统的效率与西门子的840D之间还存在着一定的差距,在稳定性上科德相对来说也比较薄弱,毕竟数控系统的发展规律是用户量越大,反馈的信息越多,进步随之也就越快。

再来看看2020年数据,德玛吉和北京精雕占中国五轴机床市场份额最大,德国格劳博占比排名第二,紧接着是科德数控,占比5%排名为第三,最后才是德国哈默。

从市场份额就可以看出来,经过机械人艰苦奋斗,国产高端机床已经开始有所起色,由过去过分依赖出口,到现在逐步拥有了市场地位,这说明我们是不断进步的。

所以,很多有机床焦虑的人,大可不必妄自菲薄。

中国机床行业目前面临的困境在哪儿?

举步维艰

中国机床路在何方?

中国技术的落后,技术研发路线的摇摆以及国外企业对技术的长期封锁与压制,使得中国在机床发展上步履维艰。

虽然中国与日德这些大佬也有短暂的合作期,但那都是昙花一现,美国自主研发支撑的中国机床事业,很快就走向了衰落。

于是,自主研发,成了中国机床发展的必经之路。

1.研发周期长

机床行业是个大周期产品,一个机床产品从最开始的设计、生产、验收直到投入市场,最少需要三年周期,这里指的是非标产品。

而高精度的机床更是如此,在追求利润最大化为目的的现代市场下,想做好做精很难,主要是企业耗不起。

也就是说,即使企业有做精做好的能力,但没有把做精做好当做组织生产的最高目标,而是以利润化为最高目标。

所以,机床行业的持续发展缺乏原生动力。

2.市场选择

机床行业是个注重投入的行业,要想研发出高精尖产品,就必然需要投入较高的成本。

这与一些高利润行业不同,你要达到200万机床的精度及性能要求,无论是哪个公司去做,没人能仅用20万的成本把他做出来。

比如有一台机床,市场售价为500万,如果是德国生产,成本可能需要400万,在同样保证精度的情况下,由中国人来做,因为各方面技术限制,所需要的成本也有可能大于400万。

中国能做吗?或许也可以,但这是不计成本地投入。

这还不是最大的问题,问题是两台机床,如果性能精度基本一样,德国与中国的价格一样,客户会选择哪一个?

这才是最大的问题。对于企业来说,盈利是最终目的,反正我做好了也没人买,不如做做低质产品冲冲销量。

机床就是由一些看似普普通通的东西组成,但就是这些看似普通的东西,我们并没有做好。

气缸,原理简单,台湾一支行程150地带导轨气缸要2000元。

skf密封圈,就是这个大塑料圈,800规格的要3000多。

……

看到网友的一个评论:作为机械一线的工人,一个常用的面铣刀盘,比如125mm,上面有6个刀片,因为刀尖磨损程度不一样,六个刀尖有三个高度,为了光洁度,我只能取掉四个刀尖,保持两个刀尖在同一高度上,但这样就面对一个问题,效率低了。

铸锻铣一体化3D打印机床

在加工中,为了保持光洁度,需要线速度达到220m/min,但是铣床上的刀片在这种线速度下几分钟就不行了,消耗量巨大,为了降低损耗,只能降低加工光洁度。

很有意思,但很真实,在机械行业,所有的事物都是环环相扣的,一个看似普普通通的刀片,就可以影响到后续的加工精度,而这样的问题,在整个行业普遍存在。

所以对于机床行业来说,并不是某个个人,某个企业到达一定高度之后,中国机床行业就能快速发展,而是整个行业都要进步,只有一起进步,环环相扣,这个恶性循环才能解除,整个市场才会起来,行业才会发展。

结语:

日德两国的机床行业的确发展迅猛,站在全球行业顶端,中国的机床行业错过了最佳发展期,在别人在研究精度的时候,我们在大力发展规模,因此,行业内普遍认为,中国机床行业与日德两国相差有四五十年。

目前中国的机床行业已经出现了一批领头羊,中国与日德两国在机床行业上的差距也在逐渐减小,但机床是个环环相扣的产业,一个人、一个企业的发展并不能解决整个行业的问题,从小零件开始,整个行业一起进步,才是机床行业全面进步的最佳选择。

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