2019年9月18日，我与松山湖机器人基地以及固高的几位同事赴德国参加汉诺威（Hannover）机床展，并利用之后的一周时间走访了德国轴承公司Schaeffler集团、瑞士Fehlmann；Tornos；Studer；Willemin-Macodel；Reiden等机床公司以及机床主轴公司Fisher和TDM。
在瑞士期间，我与当地企业和研究所的朋友就瑞士产业创新体系有过比较深入的探讨。2008年在位于洛桑的瑞士联邦理工学院（EPFL）学术休假期间，我曾拜访过以电火花加工机床闻名的GF及其下属Mikron公司（米克朗的五轴加工中心在业界享有盛誉），还有电机公司 Etel。从瑞士回国后，我结合深圳实际，就瑞士精密制造业及其创新体系给哈工大深圳研究生院同学做过几次讲座，希望能激发学生们对精密装备的兴趣。
历时六天的Hannover机床展EMO共吸引了2200多家参展公司和13万专业人士，不愧是机床领域最顶级的国际展会。第一次参加机床展是20多年前的芝加哥IMTS’98（几乎与EMO齐名，但随着美国制造业地位的下降，其影响力也有所减少）。

当时的中国机床市场规模不大，机床产业也很弱小，只有几家提供手动机床和配件的公司在参展，并且只有在三楼或偏避的地方才能找到他们的展位。当时芝加哥机床展也促成了一年后固高科技的诞生。经过20多年的发展，固高已成为中国运动控制领域的领军企业之一，其数控产品部也为3C（手机、电脑和消费电子）产品加工机床提供了有力支撑。
过去20多年，中国制造业发生了翻天覆地的变化，尤其是随着汽车产业的发展（产量从2001年的200万部增长到2017年的2800万部）, 以及之后智能手机制造产业的兴起（产量从2007年的几百万部到2018年的15亿部，玻璃和框架都需数控加工）, 中国已迅速成长为世界第一大机床市场（2015年占全球市场35%，超过第二至第六名的总和）。北京机床展和上海工博会也成为世界主要的机床展会之一。
以中低端产品为主的中国机床产业也迎来了短暂辉煌。由 “十八罗汉” 中的三罗汉组建而成的沈阳机床（2005年又并入第四罗汉、前身为中央机器厂的昆明机床）甚至在2011年以27.83亿美元的销售额问鼎世界第一。

但随着2012年后的机床市场调整，市场需求由低端走向高端，沈阳机床随即出现亏损，至2019年7年内亏损超过50亿（集团超300亿），不得不实施破产。与沈阳机床齐名的大连机床（也是罗汉之一）也因两年前的200多亿巨亏被法院强制破产重组，后被并入中国通用技术集团。而剩下的其它罗汉，包括重型加工领域的武重，齐一、齐二机床厂以及济南一机和南京机床厂也是江河日下。与此同时，民营机床企业也少有闪光之作。
中国机床产业的困境也普遍存在于其它装备领域如半导体设备、激光设备和工业机器人等以及其它工业领域（如汽车和芯片）。尽管我们有强大的市场需求，很多时候还是有利于后来者切入的新需求，但我们的产品仍是大而不强或是缺少市场影响力。最直接的反应就是我们的企业和品牌在重要的国际展会如EMO（机床），CES（Las Vegas举行的国际消费电子展），IREX（日本举行的国际机器人展），Semicon West（旧金山举行的半导体技术展）等进入中央舞台位置的极少（华为、大疆等仍是个案）。
有人说需要时间，有人说投入不足，也有人说是机制问题，这些说法都有一定的道理。但这是最关键的因素吗？两年前，我曾花了很长时间去拜访了解国内机床产业及其产业链，包括国内的沈阳、大连、昆明、秦川、海天、三一上海等，以及国外机床公司在中国的工厂——如宁夏小巨人、大连Grob、Mazak和THK，长三角的 EMAG、Heller、Chiron、Mikron和Makino，昆明道斯和厦门Sodick。后续我又去了日本的Makino、三洋、Fanuc、安川（多次）、川崎、平田等， 以及德国德玛吉、Roders、 Kessler、 Hermle，荷兰Cellro，捷克道斯和MAS等不断请教，不断与同事讨论和思考。

从中似乎找出了答案但又很不确定。离开大连机床工厂进入一街之隔的Mazak、 Grob和THK，给我留下了非常深刻的对比。一边冷冷清清，一边热火朝天，从街那边聘入到街这边的工人精神面貌也都不一样，感觉有如从国统区进入解放区一样，但可惜颠倒过来了。
过去二十年，固高支持了中国过千家的装备和系统集成公司，我自己也参与了比锐（半导体封装设备）和李群（工业机器人）两家装备公司的创办，同时松山湖机器人基地也投资和孵化了数个装备项目。虽然一些公司也取得了一些成绩，但总体来说与中国这极大的市场需求相比，与世界第二大经济体的身份相比还远远不够。
2019年8月，我还曾带几位同事去以色列调研其科创体系，走访了以色列多家大学、孵化器和初创公司，实在钦佩，以色列可以在如此艰难的环境与条件下取得如此傲人的成就。1948年才建国的以色列，本土市场极小（870万人口），国土面积不大（仅为广东的1/6）且大部分为沙漠，即使经历了连续不断的对外战争与内部纷争（30多个党派），其2018年人均GDP（4.3万美金）超过日本（3.9万美金）。当我们走进一个处于荒漠山头的工业区中一个以医疗和农业科技为主的孵化器时，心里直打鼓——在这样的地方如何搞高科技？

进去后通过与创始人和几个初创公司的交流，并了解该孵化器的业绩后，我们的印象完全改观：这是一个世界一流的孵化器！临走时，当我们谈到深圳的一家医疗器械公司（深圳的明星科技公司之一），我询问他如何评价？他说，在中国有这么大的市场需求、这么多的政府资源和这么好的产业配套，一家医疗器械公司如果少于100亿美元年收入不能算是成功（查询得知这家公司2018年收入少于15亿美元，还有很大增长空间）。
制约中国机床、装备和工业产业发展的最关键因素到底是什么？这次瑞士之行我希望通过对瑞士机床公司的几个案例分析，以及对瑞士精密制造业和科技创新体系（根据世界知识产权组织WIPO的排名，瑞士创新能力位居世界之首）的调研，来寻找有说服力的答案。
希望本文能唤醒大家对国家新近开展的新工科教育有更深刻的认识。不要简单沦落为又一个学科排名项目。它关系到国家产业创新人才体系建设以及国家经济发展能否在新时代再上一个台阶，同时，它对大湾区国际科创中心建设也有决定性的影响。致谢这次活动拜访的多位瑞士企业朋友，也致谢参加这次活动的同事，大家一道频繁的讨论与争论让我们对产业创新有了更深刻的认识和理解。

1/ 瑞士机床产业和精密制造
瑞士联邦成立于1291年，国土面积4.1万平米（不到广东的1/4），人口850万，人均GDP达到8.2万美元。其中工业占GDP25.6%，主要产业包括机械、化工、钟表、精密仪器、制药等。

计时是人类最古老的活动之一，直到1530年德国纽伦堡才造出可携带的钟表，但由于价高量少，产品只局限于皇家和贵族内部使用。法国和荷兰紧接着成为主要的钟表制造国，同时法国的宗教纷争使得一些能工巧匠流落到瑞士的日内瓦。当地的宗教改革不容许佩戴首饰，日内瓦的工匠们就通过奇思妙想将钟表和装饰结合起来一起制造。17世纪末，瑞士开始享有高端钟表制造声誉。

由于工业革命的兴起以及钟表设计和制造技术的创新，无论是钟表的精度还是质量，英国仍然主导了18世纪的世界钟表业。与此同时，瑞士的钟表制造也从日内瓦延伸到整个Jura山脉（瑞士处于阿尔卑斯山与Jura山脉之间）的各个山村。制表匠Daniel Jeanrichard通过推广标准化和分工协作（有如东莞大岭山或虎门镇的特色产业镇）极大地提升了钟表质量和产量。这段时期诞生的钟表品牌有Patek Philippe（百达翡丽1770）和Breguet（宝玑1795），价格非常昂贵。1760年，法国通过发明Lepine calibre（机芯）来生产更小更细的怀表，重新从英国人手中夺得钟表制造主导权。通过将法国人的发明与瑞士灵活的乡镇配套生产结合起来，瑞士钟表业很快赶超英法，瑞士跃升欧洲主要的钟表生产基地。

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年，瑞士生产了两千三百多万只手表，出口产值共计216亿美金，每只手表销售均价达859美元。与之相比，中国生产了6亿多支手表，出口产值48亿美金，每只手表销售均价仅为3美元。处于瑞士钟表制造区的Solothurn省把精密制造与骨科植入融合起来，拓展了一个新的产业。强生公司通过收购，在Solothurn建立了骨科产品研发与生产基地，2018年该公司在当地的产值就达20多亿美金。瑞士的医疗器械产业Medtech sector在2018年有接近2000家公司，六万多就业人口和158亿美金的销售收入，成为欧洲最主要的医疗科技创新中心。

支撑瑞士钟表和其它精密制造行业的核心是瑞士机床产业

公司年由Willi Fehlmann创立，坐落于Aargau省一个只有五千多人口的村庄（Seon），是个典型的乡镇民营企业，早期产品以手动钻床为主。1954年，小Wili Fehlmann完成HTL学位并进入管理层。他在学生时代就开发了一种安装坐标工作台的台式钻铣床。1975 年，公司推出瑞士第一台数控机床PICOMAX 50 NC。1994年，公司推出采用电主轴的五轴加工中心。2006年Wili Fehlmann把公司管理交给第三代接班人Frank Fehlmann。2011年，公司在苏州建立销售和展示中心。公司产品以钻铣功能的立式和门式加工中心为主，产品品种少而精，充分考虑了行业和用户需求，关键零部件（主轴、自动化控制系统等）自行设计和装配以保证持续的技术迭代，充足的备品备件以保证最好的售后服务以及最短的交货期，家庭内部良好的传承机制（第三代）以保证长期战略的一致性，相对保守的理念避免公司的大起大落。公司大约200员工，研发人员20余人。公司除了为20名左右的技校学生提供实习机会外，还积极参与技校实验设施和课程的建设。2018年公司销售额约为8000万欧元，人均产值40万欧元。产品的连续性从图1的公司发展历程可以看得出来，九十年的专注才铸造了公司今天的行业地位。

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公司

）小而精、专。瑞士机床公司规模通常都不大，一到三百人而已。公司的产品型号不多，每年产一、二百台机床，千万到亿级瑞士法郎销售，基本聚焦在两三个特定或细分行业。公司可以深刻理解客户的需求与痛点，不断迭代自己的产品，为客户提供高端产品和优良服务。反观我国的机床公司，往往把规模和销售额当作主要目标，希望通过冲量和低价策略去占领市场，再考虑提升质量（这叫 “先大后强” 战略）。政府也经常通过金融、项目和土地政策去鼓励企业把规模搞大。有句笑话是一家只能产一千台机床的公司，市长去了后把发展计划提到了五千台，省长去了后变成了一万台，更高的首长去了后变成了十万台。最后企业跨行业发展（把销售规模做大，但很多进入来钱更快的房地产行业）, 不只挤垮了该领域一些有潜力的民企，自己也因为过度膨胀，欠了一屁股债，很快就没法运作，以失败破产告终（沈阳和大连机床即是如此）。实践证明，这种“先大后强”的战略是行不通的，但很多企业至今没认识到这个道理，亦或者是在实际操作中很难拒绝诱惑，尤其是政府的诱惑（哪怕是出于好心）。

）核心技术。瑞士机床公司，无论规模多小，都把核心技术，尤其是针对行业特殊需求的核心技术掌握在自己手中。这为公司产品的迭代与创新提供了有力的保障。一个二、三十人的研发团队往往要掌握从主轴、转台、自动化系统到机床等方面的设计与制造，这是非常令人惊讶的。此外，瑞士相对完整的机床产业生态链也具备强大的支撑和推动力。相反地，我国的机床公司往往只停留在系统集成层面，高端的核心部件大部分依赖进口，机床结构设计趋同，即使采用最好的功能部件拼凑，也缺失竞争力和利润空间。

）传承与创新。4瑞士产业最重要的支撑是其教育体系。从10年级（16岁）起，超过80%的瑞士学生选择进入职业技术学校开展 3-4年的“双元制” 学习。只有20%不到的学生会选择读大学。瑞士、德国和奥地利是双元制教育落实得最好的三个国家。

首先，学生在八、九年级（甚至更早）时会去有实习资质的企业（企业也为获得这类资质为荣，有如我们的高企）实习，决定自己的兴趣所在和职业规划。选择进入职业技术学校的学生并不是因为读书不好，而是因为个人兴趣和职业规划（而我们主要是因为中考或高考没考好才不得不去读职校）。

曾经有个哈尔滨三中毕业的学生告诉我，“中学时，老师告诫她，得好好学习，不然就只能读旁边那所大学（指哈工大）了”。在我们的传统观念里，只有考上清华、北大才能称为成功（不知道自己兴趣所在的学生，即使考上清华北大又能如何？）。进入职业技术体系的学生，会选择一个职业（比如机械师polymechanics、模具师等），每周花二到三天的时间在学校学习理论课程，二到三天的时间在企业实习，一个模块紧跟一个模块，学以致用，迭代前行。同时，企业也会给学生提供一定的薪水报酬。通过四年的历练，入读职业技术学校的学生学会了该领域的基本理论、掌握了实操能力、获得了相关的工作经验以及不错的薪酬（同期的大学生还得让父母交学费）。最重要的是因为有实操经验，他们变得更加自信，在后期的职业发展与同期大学毕业生相比更具优势（企业看重能力而不是学历）。职校毕业生工作后还可以选择夜校或者应用科技大学继续深造。

反观我国机床行业，一线工人大部分是农民工

此外，针对一个产业，国家如何构建一个科学的产业创新体系，这一直是一个极具挑战性的问题。计划经济时代，我们学苏联建立起的产业创新体系（主管部门->部属企业->部属研究院所->部属大学/职校），改革开放后在市场经济的大环境下基本解体。装备领域的国企改革在XXX时代推行一段之后，也没有最后完成。

，2.6万员工和26亿欧元的科研经费（1/3来自企业）。Fraunhofer研究所基本都分布在一所理工科大学旁边，大学研究所的教授同时兼Fraunhofer研究所的负责人，以保证两者的衔接。如图9所示，与装备和制造技术相关的研究所有11家。著名的亚琛工业大学旁布局了两所Fraunhofer研究所，一个专注制造技术、一个专注激光加工技术。与制造技术匹配的大学研究所，机床与制造工程研究所（WZL）规模也不小，839员工（含博士生），1.6万平米的教学工厂。

，后者坐落在苏黎世的瑞士联邦理工（ETH）旁。INSPIRE共有员工70多人，每年运行经费1100万瑞士法郎，所涉及六个研究方向包括材料、制造工艺、3D打印、机床设计、工业4.0和产品测试与评估。与之匹配的大学研究所有六家：机床与制造研究所（50多研究人员）、设计、材料与制造研究所、动力系统与控制研究所、机器人与智能制造研究所、制造流程研究所。

INSPIRE

3/ 中国机床产业发展历程、困境和突破关键点

中国第一家近代兵工厂当属曾国藩于1861年创办的安庆内军械所。两次鸦片战争和与太平军的作战使曾国藩深刻地认识到西方坚船利炮的威力。为此，在湘军攻陷安庆后，曾国藩通过招募徐寿、李善兰、华蘅芳、张斯桂等 “覃思之士，智巧之匠” 设立了安庆内军械所，用手工模式为湘军制造枪、炮和子弹。中国第一台蒸汽机和第一台蒸汽轮船 “黄鹄号” 也诞生于此。

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解放后，我国布局了十八家国有机床厂，分别是齐齐哈尔第一机床厂（立式车床）、齐齐哈尔第二机床厂（铣床）、沈阳第一机床厂（卧式车床、专用车床）、沈阳第二机床厂（钻床、镗床）、沈阳第三机床厂（六角车床、自动车床）、大连机床厂（卧式车床、组合机床）、北京第一机床厂（铣床）、北京第二机床厂（磨床）、天津第一机床厂（插齿机）、济南第一机床厂（卧式车床）、济南第二机床厂（龙门刨床、机械压力机）、重庆机床厂（滚齿机）、南京机床厂（六角车床、自动车床）、无锡机床厂（内圆磨床、无心磨床）、武汉重型机床厂（立车、镗床）、长沙机床厂（牛头刨床、拉床）、上海机床厂（外圆磨床、平面磨床）和昆明机床厂（镗床、铣床）。

经过五十年代的院系调整，我们建立了一个 “主管部门->部属企业->部属研究院所->部属大学/职校” 的产业创新体系。主管部门，即当时的机械工业部（后并入现在的工信部），研究院所包括 8个综合性研究院所（北京机床所、大连组合机床所、广州机床所等七所一院）和37个专业研究所与企业设计部门，大学有湖南大学、吉林工大、合肥工大等。1999年的院所转制，这些研究所有如麻袋里的土豆一样，被呼啦地甩出去滚满一地，四处滚动，各由生死。与此同时，职校升级、大学扩招与合并使得产业人才动手和创新能力大为削弱。序文提到的中国机床产业所面临的困境即是市场经济环境下我国产业创新体系缺失的直接体现。我们打破了苏联模式的旧体系，但并没能建立起一个新体系。在此情况下，政府试图通过一些专项（比如04专项）去推动产业变革的效果极其有限。

经过长期的观察和系统的调研，我梳理了一个机床企业成功所必备的10个基本条件：

1

）机床是个多技术融合、需长期积累的行业，对创始人和产品经理都有极高的要求。我们在这方面是不足的。这也是新工科和双元制教育的定位和使命。

3

）研发一款好的机床产品需要一个学科交叉、创新能力强的团队。现有工科教育的弊端使得这类人才本就匮乏。国企虽然能吸引一些相对优秀的人才，但其僵化的机制也制约了团队的发挥（不少技术人员外面兼职，本职工作应付）。民企又很难吸引到好的人才。

5

）用科学方法去系统分析和解决产品设计过程中的问题至关重要（见威立铭公司的并联机床案例）。我们很多企业研发人员碰到问题时一是山寨，二是拿客户做白老鼠。这种方式很难有根本性的突破 [8]。

7

）科学的管理方法不仅能激发交叉团队的创新能力，更能确保项目的高效率实施。

9

）迭代离不开持续投入。

要把装备，尤其是机床产业搞好，我们要在产业生态和产业创新体系构建这两个方面下功夫。

4/

制约中国制造业，尤其是装备产业大而不强的根本原因在哪里？本文基于过去二十多年对中国制造业的理解，以及最近几年对日本、德国和瑞士机床产业的深度调研，给出了三条最重要的原因：

如何解决这些问题仍待更多人的思考与探索。