
原創(chuàng) 吳昊陽
有一次和某德國同事聊起美食,他說他超級喜愛中餐,炒面和炒飯是他的最愛,不過還是土耳其卷餅吃起來更爽??梢詳喽ㄟ@位兄弟從來沒吃到過正宗的中餐,他所說的中餐都是德國本地的中餐館非常常見的經過改良的菜品,根本不是地道的中餐。
我們看待歐美和日本的工業(yè)設備,評價國外的工業(yè)及制造業(yè)的時候,又何嘗不是像我這位熱愛炒面的德國同事?中國制造雖然成績斐然,但是絕大多數中國制造企業(yè)并沒有深度融入到全球制造體系。中國制造作為全球工業(yè)體系的生產車間,更像一塊信息孤島,拿到其他部門的生產訂單后就兢兢業(yè)業(yè)地埋頭苦干,但是非常缺乏與外界的溝通。很多中國制造商都是貼牌生產,或者是通過中間商銷售給最終的工業(yè)用戶。所以除了3C這類絕對優(yōu)勢產業(yè),中國企業(yè)對全球工業(yè)產品特別是機床等工業(yè)設備市場的反應是嚴重滯后的,也接觸不到最新的資訊。因此我認為,振興中國機床行業(yè)的第一要務就是拓寬眼界
1. 對機床及相關的細分市場應進行足夠的細分
下圖是DIN69651 機床分類標準。這個圖也是十分經典的,它巧妙地把生產工藝分類標準(DIN 8580)和機床的分類標準結合在一起。把廣義的機床業(yè)分為木工機床,金屬加工機床,以及其他材料加工機床,并對其中最重要的金屬加工機床進行了細分,還給出了典型的應用場景。
但是,如此重要的信息我在國內網站竟沒有找到中文版,而這個英文的翻譯也不準確。首先,把這三類設備統(tǒng)稱為機床或者制造系統(tǒng)(Manufacturing System)都不準確。我個人比較傾向于叫“加工系統(tǒng)”(Processing System)。包括模鍛,注塑,模壓在內的很多成型工藝也會用到“加工成型”的說法。其次,通常所說的機床應該特指加工母機,但是隨著更多形式的加工設備的出現(xiàn),“機床”所指代對象的范圍也就慢慢擴大。大體上可分為三類:金屬加工機床,木材加工機床和特殊材料加工機床。金屬加工機床
金屬加工機床所加工的金屬確切地說應該特指高溫合金和硬質合金。或者說硬度偏大的材料,比如特種陶瓷,氮化硼,氮化硼等超硬非金屬等。鋁鎂合金,鈦合金等粘性有色金屬的加工則有些模糊。以鋁合金為例,國內絕大多數鋁合金加工的活是鑄鋁的缸體缸蓋類零件或者鍛鋁的壁板類零件。這兩類零件都需要較大的切除率,特別是用于航空的鋁合金結構件,去除率高達90%以上。所以盡管切削力并不大,但是仍然要求機床具有較高剛性。另一大類是型材件,特別是自90年代輕量化技術開始廣泛應用以來,擠壓鋁型材經過折彎,內膨脹,焊接等工藝最終呈現(xiàn)的是極其復雜的輕質結構件。對于這類結構件的加工在國外通常采用一類輕型五軸加工機床(高端雕銑機),而不是傳統(tǒng)的金屬加工機床木材加工機床
這類設備也叫木工機床,實際上是一個極其龐大的產業(yè)。甚至可以包括相當一部分的林業(yè)機械和專門針對木工制品的自動化產業(yè)。但這塊市場在我國基本上沒有發(fā)展起來,從業(yè)企業(yè)的水平要低很多。所以木工機床在業(yè)內很不受待見,也經常被排除在機床業(yè)之外,甚至被認為是低端產業(yè)。實際上沒有哪個產業(yè)生態(tài)是無關緊要的,木工機床盡管比金屬加工機床還早幾百年歷史,但也絕不是需要被騰挪的夕陽產業(yè)。歐洲的工業(yè)4.0實施得最好的行業(yè)就是木工產品乍聽這個結論似乎不可思議,但里面的邏輯非常清晰:
1.木工產品的設計相對簡單,對裝配的要求也不高(參考IKEA)
2.零件的工藝簡單,基本上只需要拼接,壓合成型,機械加工,打磨,噴漆,所以特別容易實現(xiàn)自動化。而歐美大型木工企業(yè)的自動化程度也是極高的,這就為信息化數據采集提供了方便;
3.設計軟件成熟,市場上大量的BIM預算制定,CAD設計,MES排產等軟件多如牛毛,同樣為實施工業(yè)4.0提供了產品保障。所以歐洲很多的木工機床公司提出了諸如Wood 4.0的概念,通過所謂的智能化實現(xiàn)全自動柔性生產。
4.投入相對較低。根本原因是生產系統(tǒng)的復雜程度遠遠低于汽車之類的工業(yè)產品,也不像家電,3C之類的產品必須大量手工裝配,因此項目成功率就很高。同時訂單量又足夠大,所以智能化升級投入是非常劃算的。
5.下面的視頻是歐洲的木結構裝配式房屋的生產方式。完全可以實現(xiàn)按訂單(基于模塊的)個性化定制,零件BOM及加工程序自動生成,部件及零件排產優(yōu)化等智能制造的課題。而且對現(xiàn)場裝配的要求也大幅降低。實在是一舉多得。
木工機床積累大量自動化專機經驗木工制品種類眾多而且要求不斷提高生產效率并控制成本和品質。這些目標只能通過開發(fā)各種自動化設備實現(xiàn),而這個行業(yè)也培養(yǎng)了大量優(yōu)秀的自動化集成商。集成商也并不僅限于服務木工自動化,汽車,飛機等“高端”行業(yè)也多有涉及。如果沒記錯的話, 3,5年前自動生產線大佬Dürr就收購了木工機床生產商IMA。木工生產衍生大量新工藝木材成型方法里有一類是層疊壓合工藝,就是把很多層木皮用膠水粘在一起,在用壓力機壓合定型,最典型的產品就是膠合板。這個行業(yè)在我國基本上被定位為高污染低端夕陽產業(yè),但歐洲有非常多大型現(xiàn)代化膠合板生產工廠。
層疊壓合工藝本質上是一種復合材料成型工藝,現(xiàn)在高端車的內飾件基本都采用類似的工藝。鋁合金,塑料,木皮,保護膜等幾層材料通過膠結和熱壓被復合成一體。
賓利和Novem的內飾生產線,成型工藝都脫胎于膠合板的生產方法。
Novem內飾生產線特殊材料加工機床隨著新產品的出現(xiàn)和新材料,新工藝的成熟,金屬加工機床和木工機床都在開發(fā)這個新材料市場。兩者在交匯過程中產生了第三類機床:特殊材料加工機床。特殊材料加工機床的技術發(fā)展大體上可以分為兩個路徑,一是金屬加工機床的輕型化,二是木工機床的重型化。德國Zimmerman(電話13501282025),Reichenbacher(電話13522079385),法國的Crenau,捷克的Sahos起家都是木工機床,大概二十年前先后進入到鋁合金,塑料,復合材料的加工領域。金屬加工機床廠商輕量化的案例就更多:龍門巨頭MAG很早就進入到風電葉片產業(yè)加工玻璃鋼;Mazak和DMG近年來也動作頻繁試圖進入復合材料加工領域。
2. 歐美機床業(yè)的發(fā)展趨勢
實際上,這三類機床之間的界限已經越來越不明顯。例如我們一直以為是做金屬加工機的意大利的Breton(電話13522079385)機床,其實是以石器加工著稱,而目前也進入到金屬和復合材料加工領域。西班牙大型龍門制造商M-Torries(電話010-51663382)多年前就開發(fā)出復合材料鋪絲機,法國Five集團旗下的Forest Line幾年后也跟進了鋪絲機??梢?,不但不同種類機床之間的界限變得模糊,機床和摩擦焊,鉆鉚機,敷帶機,3D打印機等設備之間的界限也在消失。歐美的機床技術正在進行新一輪NDA重組,而中國機床還在為眼前的一畝三分地爭得頭破血流。
機床作為工藝的載體須服務于工藝
從第一個圖的分類中可以看出,切削機床其實只是眾多工藝設備中的一小部分,僅圍繞金屬加工就包括鑄造,鍛造,切削,焊接,鍍層,調質。若算上木工和特種材料,那么涉及到的工藝大類就更加五花八門了。而德語原版的分類對工藝和設備類型定義堪稱精準。
第二行工藝(Fertigungsverfahren)分類中,Urformen是指毛坯成型工藝,國內的教材大都直接講成鑄造。但實際上如果考慮到增材制造,那么這塊工藝設備就還包括各類3D打印設備。Umformen可以翻譯成變型,主要指鍛造,實際上還包括擠壓,旋壓,折彎,內膨脹等工藝,更確切地說是指等材制造。由于等材制造最主要的設備是壓力機,配合不同的模具可以實現(xiàn)不同的工藝,沖裁工藝盡管是減材制造,但由于使用同樣的設備,所以將成型(Umformen)設備與減裁(Zerteilen)設備歸為一類。Trennen字面意義是分離,這里可以理解為減材制造,除了剛才說的沖裁通常與鈑金成型在一起,最重要的就是切削(Spannen)或機械加工(machining),也就是工業(yè)母機的做的事情;另一類工藝叫做Abtragen可以叫做“腐蝕性或消除性切削”。
包括電火花,電化學腐蝕,激光切割,等離子切割,水切割等等。與切削相比,這類工藝的特點是加工掉的部分被燒掉或腐蝕掉了,看不到切屑。國內教材索性將其歸為特種加工或先進加工工藝。此處也不得不佩服德語的精確性,而這種精確是源于對技術的深刻理解。十分敬佩德國標準協(xié)會的專家對概念的精準把握(懷疑他們是哲學系畢業(yè)的),直到現(xiàn)在出現(xiàn)了如此之多的新工藝,新設備,仍然可以套用到這個編寫于70年代的分類里。 此外,F(xiàn)ügen(焊接,拼接),Beschichten(鍍層,涂層),Stoffeigenschafts?nderung(字面意義是改變材料特性,國內叫調質)也都是極其重要的金屬加工工藝。而每項工藝都對應著種類極其繁多的工藝設備,也就是廣義的機床。
目前全球范圍的機床及機器制造產業(yè)正在悄無聲息地進行著變革和重組,機床的邊界也正在被重新定義,但基本上都沒有脫離DIN 69651這個分類框架。區(qū)別在于很多新設備將不同的工藝功能進行了重新組合,產生了很多新的細分市場。這個部分在以后會加以論述。中國的制造業(yè)從業(yè)者應該放寬眼界要對整個行業(yè)有清醒的認識,否則就容易像我那位以為中餐只有炒面的同事那樣鬧笑話了。
政府應該成立專業(yè)的不隸屬于特定單位的情報機構實際上中國廠商想要獲得國外一手信息并不容易?;旧现荒芸空箷团c外商的技術交流掌握最新的資訊,但是國外機床廠家遠赴萬里參加中國展會的就只有大型企業(yè),技術獨特的小機床廠很少參加海外的展會,因為技術過硬,客戶穩(wěn)定,這類隱形冠軍甚至連當地的展會都不參加。還有一些機床企業(yè)會為客戶開發(fā)專機和新機型,這些產品通常執(zhí)行嚴格的簽保密協(xié)議,所以無論在網站還是展會上,都看不到這些最新技術的宣傳和介紹。所以中國機床企業(yè)如果不走出國門,不深入到全球制造業(yè)的產業(yè)體系,很難知道外面的世界究竟在發(fā)生什么變化。此時,政府應該組織專業(yè)人士收集并整理相關情報,盡管我國的行業(yè)協(xié)會,學會,智庫等官方機構也在做同樣的事情,但是深入程度是非常不到位的。
相比之下,歐洲的工業(yè)協(xié)會組織針對細分市場所做的調查可以精確到不同品牌的不同型號的銷量已經當時的采購價格。此外,我國同類機構往往受制于系統(tǒng)內的單位,調研結果往往預先設定傾向性,而且經費也并不充裕,因此研究報告的細致性和客觀性都打有一定的折扣。
企業(yè)應盡量走出去,直接參與國際商務中國企業(yè)對商務一直有個誤區(qū),以為市場和銷售就是喝酒,燒烤,KTV,只要能喝就能出業(yè)績。這其實是大錯特錯,特別是對于高端制造來說。目前絕大多數高端機床項目已經不再是標準設備,或多或少地都有非標定制的成分。這就需要商務人員對企業(yè)本身的技術資源有足夠的把握,對市場需求保持足夠的敏感。商務策略決定做什么,技術策略則決定怎么做,而決定做什么顯然是第一要務。歐洲大多數工業(yè)產品的技術銷售都是身兼多職的,包括售前顧問,產品經理和項目經理。
很多項目的技術方案都是最先由銷售人員制定的,甚至需要了解市面上有哪些自動化模塊和軟件供應商,以便把他們的技術集成到這臺機床或柔性制造單元里因此中國企業(yè)應該積極參與到國際商務,深入了解國際客戶的最新需求,并給出最具特色的技術方案,而不是一味的降價。商務投入得越多,往往意味著與客戶的聯(lián)系比較緊密,也更加了解國際客戶的最新需求,也就更有可能開發(fā)出滿足市場需求的產品。
而任何工業(yè)設備都是技術的組合,不存在完美的技術,但是針對特定應用有最佳的技術組合。對于一般的機床企業(yè)來說,沒有太多技術攻堅戰(zhàn),也不涉及到解決卡脖子等民族大義問題。所以倒不如根據市場需求開發(fā)最合適的產品,而技術商務的作用就是挖掘客戶的工藝需求,并提出最佳的技術組合方案。