沒有任何一個行業像機牀這樣，中國搞不好，美國也落後了_風聞

來源：製造界網

來源/知識自動化（ID：zhishipai）

作者/林雪萍

封面/圖蟲創意

美國機牀落後是一個不爭的事實。這一點，早在1993年，蘭德智庫就已經發出“美國機牀的下滑與振興”的警告。然而，之後的近三十年，隨着全球化的擴張，美國製造業大幅度外包。機牀作為工業母機，自然也就衰落了。

圖1/挽回頹勢：三十年前的吶喊

最近幾年，美國製造又期望重歸勝勢。機牀，也得到了更大的關注。美國國防部在1月份推出的《2020財年工業能力評估》報告中，對16個產業進行評估。作為重點交叉產業，機牀的發展策略，連續三年被列入討論範圍。

圖2/美國國防部2020財年工業能力評估報告，2021年1月

1/ 回不去的顛峯時代

美國機牀界的顛峯時代是在1980s前後。意味深長的是，就在1971年，以製造業立國而強盛起來的美國，第一次開始出現了貿易逆差。這個裂縫並不算大，但卻成為了一個美國製造的分水嶺。機牀經常被稱為工業母機，是絕大多數機械製造的源頭；其實機牀還有一種作用，那就是製造業的温度計，是滿江春水的一隻渡鴨，它最能敏感地感知到周圍的變化。貿易逆差後的十年，當初微不足道的信號，已經變成了強大的號角。美國機牀產值開始急轉直下，而日本和德國則狂歌猛進，意大利作為機牀強國，也跌跌撞撞地基本守護了自己的江山。

圖3/四大機牀強國的產值

Source：蘭德報告，1993年

蘭德智庫的警告，就是發生在這個時間。1993年的報告，給出了苦口婆心的建議。但是，智庫的嘴皮子，抵不過企業家的飛毛腿。美國製造商，迅速將生產基地遍佈全球，也因此獲得了豐厚的回報。而美國的本土製造則走向衰落，機牀界也了無生氣。

2/ 中國機牀：無法平復的火山口

十年前，中國機牀曾經有着輝煌的日子。2012年，全球第一、第二的機牀廠商都是中國機牀。以併購德國機牀企業作為中國機牀國際化的策略，也是風生水起。那個時候，人們或許以為，天下機牀，大局已定。

然而，機牀從來就是一個奇葩行業，不按常理出牌，尤其是在中國。後來事態的發展，證明了一件事情：全球機牀行業已經成為一個成熟的市場，但中國還遠遠沒有。儘管幾乎從二十一世紀一開始（加入WTO之後的第二年，中國機牀產值達到了近60億美元，位居第一），中國就一直是最大的機牀生產國和消費國。但中國的機牀行業，卻一直都處在一個動盪不定的火山口。二十年來，中國機牀產業，並沒有找到讓自己平靜下來的方法。2020年重組沈機後的中國通用技術集團，剛剛能靜下心來規劃未來機牀組合的大計，人們完全可以想象，中國機牀振興之路，或許才剛剛開始。

圖4/產值分佈

Source：美國國防部《2020財年工業能力評估報告》

從產值來看，2019年中國大陸和中國台灣地區的總產值為240億美元，幾乎是美國的四倍。德國、日本、意大利則尾隨其後。這三個國家，基本保持了四十年前的格局。

儘管如此，美國依然保持很強的機牀消費能力。以100億美元，僅次於中國220億美元的消費能力排名第二。但二者的差距在減小。根據美國國防部去年出版的《2019年工業能力評估報告》提到，在2018年的時候，中國機牀消費產值接近300億美元，而美國為85億。當時差距達到了3.5倍。美國的機牀消費量在增長，説明美國製造業，對機牀產品仍然是一個很有吸引力的市場。只是，它已經無法由美國機牀製造商來滿足。

圖5/產值分佈

Source：美國國防部《2020財年工業能力評估報告》

3/ 機牀是一個刺頭行業，最不服管理

機牀是工業母機，但也是一個刺頭行業。它最不服政府管理，無論是經濟手段，還是行政手段，對它似乎都不管用。它好像只遵循工程師主義。

沒有任何一個行業，能像機牀這樣，全球第一大和第二大經濟體，都是貿易逆差。美國國防部的評估報告非常感慨，就機牀而言，美國是表現最糟糕的國家，貿易逆差達到了38億美元。全球Top20的機牀廠家，美國只剩下軍方力保的格里森機牀和哈斯機牀。中國的貿易逆差，也達到25億美元——考慮到中國是全球最大的機牀消費國——達到了220億美元。這個將近11%比例的逆差，實在是非同尋常。中國機牀實在太需要突破了。而相比而言，日本和德國的機牀貿易順差分別為70億和60億美元。

圖6/機牀貿易順差和逆差

這幾年貿易戰引起製造風生水起的墨西哥、印度和越南等，也都是逆差國家。俄羅斯製造業這幾年萎縮厲害，但機牀照樣逆差。説明這些國家制造，都要靠國外的機牀來做支撐。然而，如果看那些實力強大的工業國家，例如加拿大和法國，機牀也是進多出少，同樣也是逆差。看起來，機牀真是一個奇葩的行業，跟哪個行業都不像。

機牀是一個高度情緒化的行業，幾年峯頂幾年谷底，有着強烈的週期性。很多機牀企業，都是在谷底被絆倒了。任何一個國家的工業健康，它的心臟部位就是機牀。只有靠國家的大力和精準的扶植，才能保得住這顆強大的心臟。在貿易順差的前列，包括日本、德國、韓國、意大利和西班牙，在過去發展階段，政府都曾起到了巨大的作用。美國人現在對此似乎也有所認同，甚至在暗示羨慕中國和歐盟的投資扶持計劃。

值得關注的是，機牀產業的發展，並不是靠勞動力的工資紅利而保證的。許多貿易平衡為正的國家，如日本、德國、意大利、瑞士、韓國、西班牙和奧地利，幾乎都不是低工資市場。這表明，機牀的發展，對勞動力成本並不敏感，它並不是一個勞動力密集的產業。低工資的人力資本結構，會惡化機牀的發展。

4/ 美國機牀也深受SCI的毒害

任何國家工業健康的核心是其機牀工業。機牀行業的衰退與國內製造業的衰退是相伴而行的。

令美國國防部焦慮的是，機牀本身是機器人、自動化、精密零件的基礎，不僅僅是工業，而且軍火商也都是直接利益攸關方。然而，在世界上最大的21家機牀製造商中，如今美國僅佔兩家——格里森和哈斯自動化。而相比之下，日本擁有8家，德國擁有6家。從這一點看，美國對中國機牀的戒心似乎並不大。美國國防部認為，中國為全球設計、製造和銷售大量相對低成本的機牀，並從更先進的地區（特別是日本、歐洲和美國）進口高端機牀。但國防部從來也不會因此放棄宣揚中國機牀威脅的機會，在去年的報告中，就非常籠統地指責中國知識產權、傾銷等問題。

作為最大貿易逆差國，美國機牀為何在高精尖機牀領域，對外依賴度如此巨大。美國機牀為何發展不利？

一個重要的原因，就是大學資源的枯竭。機牀研究耗時耗力，但成果卻沒有顯示度。刊登機牀相關技術的出版物，基本都是影響因子比較低的期刊。沒有科學引文索引SCI因子的牽引，許多大學領導也都將機牀行業視為“老技術”，更願意將資源集中在“新領域”。美國一直是管道創新的典範，如果缺少了上游大學、研究院的創新火種，後面的製造創新就會一塌糊塗。美國機牀的落敗，就是這樣一個明顯的案例。

另外，製造資源和材料的短缺，以及人力資源缺口，都是美國機牀難以產生競爭力的原因。美國家長和大學生，都更青睞一刀切的四年制（無論是否需要）。而這種教育的結果，也使得學生對於機牀製造業都選擇了遠離。

這種人才現狀，跟中國製造面臨的情況，還真是一樣。

而新冠疫情，導致美國成千上萬的小型公司情況更加糟糕，而美國機牀工業和國防部非常依賴這些公司。而小型公司的減少，將使得大公司進一步產生更多的離岸外包。報告認為，這種企業戰略會與國家利益相背離。

5/ 美國的掙扎

美國國防部的評估報告，每年都有。在去年的報告強調了構思、設計、開發和製造先進機牀的能力與民族自決之間聯繫的重要性。2020年的新冠病毒大流行讓這一教訓變得更加深刻。由於無法迅速獲得生產個人防護用品和藥品的工具，使美國工人無法繼續工作，這不僅危害了醫療狀況，也損害了各個領域的經濟。

因此，在美國已經縮減規模的行業中，國防部認為需要建立一種快速製造能力恢復機制，或者發展新的靈活製造能力，以便在有需求的時候實現快速恢復。

去年3月，國際商業銀行協會聯合能源部下屬的橡樹嶺國家實驗室，一起推出了“美國尖切削前沿”ACE，這是一個全國範圍內的機牀中心網絡。它主要解決三個戰略研究方向，包括提高機牀的效率，實現增材和切削在一起的混合製造，以及為大型部件建立新的控制系統。而美國14個製造創新網絡之一的複合材料研究院，將與ACE密切合作。實施一種全新的訓練模型，完全超越當前的CAD/CAM。

應該説，這些修補對於美國機牀界的發展，作用並不明顯。美國機牀有自身的發展節奏。美國機牀有三個優秀生，一個是國防部寵兒——格里森齒輪機牀，靠着數學家打底，成為曲面加工之王；一個是哈斯自動化，這是美國機牀界非常少見，能以經濟型機牀而存活下來；一個是悄無聲息的哈挺機牀，在過去25年，通過收購擁有了八個磨削品牌的的精密磨牀兵團，在歐美中小型超精密加工市場佔據80%的市場份額。其它都是一些非常小眾的機牀，例如善能的珩磨機、福祿水刀等。還有一些獨家兵器，可以為美國國防和太空探索提供服務。例如，美國正在建造的下一代巨型光學紅外天文台，將於2027年在智利投入使用，據信將改變眺望太空的歷史。那裏使用的巨型麥哲倫望遠鏡的支架，至關重要。做為望遠鏡的心臟和靈魂，支架重達18000噸，唯有美國英格索爾機牀的重型銑削方能勝任。就在三月底，英格索爾剛剛在美國伊利諾伊州破土建造工廠，這座立式龍門銑將是該州最大的機牀。當然，英格索爾現在已經“不美國”了。它早在世紀之初的那次機牀波谷的時候，就被意大利一家做壓縮機的集團給收購了。

美國機牀也在嘗試另外一個方向，那就是與新興產業的加工相結合。如半導體設備、醫療設備。美國第二大半導體設備製造商泛林Lam，已經收購了德國一家磨牀。半導體設備與機牀的結合點，非常值得尋味，這是美國機牀的機會。而在醫療器械的精密化發展方面，也給美國機牀帶來了躍躍欲試的期望。

6/ 小結：機牀的奧秘

隨着工業自動化和數字化程度的提高，對機牀可靠性、精度和生產時間，都有了更大、更高的訴求，數控機牀顯然有着更好的發展空間。

但看完美國國防部的評估報告，一種感覺是美國對於機牀發展也是無可奈何，就扶持政策而言，依然沒有找到合適的方法。作為工業的心臟，機牀從來都不是獨自長大的產業，它需要靠多個行業相互幫襯，才能發展起來，而美國已經缺乏健全的創新生態體系，無法保證機牀需要能吃百家飯、能穿百家衣的混合成長的環境。

機牀為什麼在美國發展不好？這跟機牀的戰略投資品的屬性也有關係。機牀本身是一個高度分層的包容性概念，低端和高端產品的屬性差異巨大——正如“地球”這個概念會讓人忽視了赤道與北極的温度差異。低端機牀是標準化工業品，而高端機牀則是價高量寡的精緻藝術品，二者的發力點完全不同。而華爾街的金融家們，既看不上低端機牀那少得可憐的利潤率，又看不上高端機牀那少得可憐的銷售額。於是，機牀在美國就成為一個必然被捨棄的產業。

這也給中國機牀的產業發展，留下一個重要的啓示：高端機牀在中國是戰略物資，不要像斤斤計較的菜農那樣，每天都盯着它掙了多少錢。高端機牀的發展規律，與GDP思維是背道而馳。它既沒有量，也無法保障持續增長。而追趕者對待它最好的方法，則是從國家利益和安全戰略的角度，而非僅僅從利潤出發。當年三星、LG能夠在不可一世的日本液晶面板廠商手中，搶到主導權並徹底將日本擠出市場，靠的不是成本利潤觀，而是面向未來的投資戰略觀。所謂“液晶逆週期”投資，並非完全是企業家之功，與其説是一個企業的格局魄力，不如説是一個國家的戰略定力。這是落後者必須要為未來付出的代價。

機牀的門道——遠看是機械，近看是工藝，細看是數學。以齒輪機牀為例，唯有將機械的齒輪齧合原理，與微分幾何——這是南開大學丘成桐等數學家的天下——相互交融才能成就一方天地。造就各種齒輪稀奇古怪的鋼齒銅牙，需要材料、刀具、整機組件，最後則還要靠數學家的方程式作為支撐。而這背後的產業鏈條發展規律，很難是普通管理者或者技術門外漢所能體察得到的。沒有對技術的偏執狂，沒有一顆懂得機牀的“敬畏心”，高端機牀是不太可能發展起來的。

在國內，無論是昔日的秦川齒輪機佈局，還是沈機的數控系統和激光器，如果不能容忍它們鉅虧幾年，不能看到長遠技術儲備的所帶來的巨大價值，而是換成了盈利至上的小算盤，那麼高端機牀就很難勝出。而機牀產業界，只能是又多了一些温潤髮亮的良家碧玉而已。這是高端機牀發展的悲哀。在落後漫長的追趕者路上，沒有技術賭徒，就沒有高端機牀。中國民營企業這幾年反而在高端機牀有所發展，某種原因也是它容忍了技術賭注的冒險精神。

而在大洋彼岸，美國機牀很難再回歸昔日高度，儘管這仍然是一個高度依靠機械精度和電控軟、深度依賴工藝、底層依靠數學的頂級產品，但美國的數學家們、製造工廠都既無興趣也無心力去支撐。那裏，已經是整個生態的坍塌，而非單純機牀產業的失落。

美國機牀，回不去了。