圖9 德國裝備與制造技術(shù)創(chuàng)新體系,及大學研究所與 Fraunhofer研究所的定位與互動
瑞士與制造相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新中心有EMPA和INSPIRE,后者坐落在蘇黎世的瑞士聯(lián)邦理工(ETH)旁。INSPIRE共有員工70多人,每年運行經(jīng)費1100萬瑞士法郎,所涉及六個研究方向包括材料、制造工藝、3D 打印、機床設(shè)計、工業(yè)4.0和產(chǎn)品測試與評估。與之匹配的大學研究所有六家:機床與制造研究所(50多研究人員)、設(shè)計、材料與制造研究所、動力系統(tǒng)與控制研究所、機器人與智能制造研究所、制造流程研究所。INSPIRE 和 ETH在磨削領(lǐng)域的研究有很好的行業(yè)口碑,著名的聯(lián)合磨削技術(shù)公司 United Grinding Technology 的多家子公司,如 STUDER是其重要的企業(yè)合作伙伴。瑞士的核心零部件企業(yè)(傳動部件領(lǐng)域的 Schneeberger、伺服/直驅(qū)電機領(lǐng)域的Etel和Maxon等, 主軸領(lǐng)域的Fisher,Step-tec和IBAG等,數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的NUM等)、主機廠(Mikron, GF、United Grinding,Willemin-Macodel, Fehlmann, Tornos, Studer, Starreg等),和瑞士高端制造領(lǐng)域(鐘表、醫(yī)療器械、精密零部件等)的優(yōu)質(zhì)企業(yè)構(gòu)成了瑞士機床產(chǎn)業(yè)生態(tài)的鐵三角。政府通過雙元制模式的職業(yè)教育,應(yīng)用科技大學和研究型大學三重體系來培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的各類人才,通過設(shè)立匹配的大學研究所和產(chǎn)業(yè)研究所(INSPIRE 和 EMPA)把大學的原創(chuàng)技術(shù)一步一步推向產(chǎn)業(yè)一線,再通過設(shè)立 InnoSwiss(申請和管理過程相對簡單,成功率高達 50% 左右)類似的產(chǎn)業(yè)資助項目來完成技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的最后一公里。
圖10 位于蘇黎世的瑞士機床與制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系
3、中國機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程、困境和突破關(guān)鍵點
我們再來分析下中國的機床產(chǎn)業(yè)。
機床產(chǎn)業(yè)包括零部件、主機和系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)。中國第一家近代兵工廠當屬曾國藩于1861年創(chuàng)辦的安慶內(nèi)軍械所。兩次鴉片戰(zhàn)爭和與太平軍的作戰(zhàn)使曾國藩深刻地認識到西方堅船利炮的威力。為此,在湘軍攻陷安慶后,曾國藩通過招募徐壽、李善蘭、華蘅芳、張斯桂等 “覃思之士,智巧之匠” 設(shè)立了安慶內(nèi)軍械所,用手工模式為湘軍制造槍、炮和子彈。中國第一臺蒸汽機和第一臺蒸汽輪船 “黃鵠號” 也誕生于此。1863年秋,通過張斯桂和李善蘭的引薦,容閎來到了安慶?!敖袢沼\對中國最有益最重要之事,當從何著手”,曾國藩迫不及待的問道。“今日欲為中國謀最有益最重要的事,莫過于仿照洋人的辦法,建一個機器廠、一個機器母廠,由這個母廠再造各種各樣的機器,然后用這些機器去造槍炮子彈,戰(zhàn)船戰(zhàn)車,猶如母雞下蛋似的。有了這樣一個母機廠,過了十年八年,中國就可在全國各地建造許許多多的工廠,如此,中國就會跟外國一樣強大了”。“覓制器之器(工作母機)” 成為了早期洋務(wù)運動的指導方針。1863年秋,受曾國藩委派,容閎歷時兩年,用6萬多白銀從美國麻省的 Putnam 公司采購了第一批機床設(shè)備(見圖 11)。
圖11 (a) Putnam 公司生產(chǎn)的車床 (1860), (b) 江南制造局炮廠機器房 (宣統(tǒng)年間攝),(c) 江南制造局機器廠
1865年6月,曾國藩會同李鴻章奏準設(shè)立,將蘇州洋炮局與收購的美商旗記鐵工廠(位于虹橋)合并,利用容閎采購的百余臺機器,成立了江南制造局(后遷入高昌廟,江南造船廠舊址)。至1895年,江南制造局已發(fā)展成擁有機器廠、炮廠、輪船廠等20多個分廠, 3592名員工,662臺機床、3000噸水壓機,15噸馬丁煉鋼爐的東亞技術(shù)最先進設(shè)備最齊全的機器工廠。至1904年,除槍、炮、子彈、輪船等軍用器材外,江南制造局還生產(chǎn)了各種機器設(shè)備591臺,其中金切機床249臺、成為洋務(wù)運動眾多工廠的母機廠。隨著洋務(wù)運動的發(fā)展,制造人才問題變得尤為突出。李鴻章也認識到, “中國欲自強,則莫如學習外國利器。欲學習外國利器,則莫如覓制器之器,師其法而不必盡用其人。欲覓制器之器,與制器之人,則或?qū)TO(shè)一科取士,士終身懸以為富貴功名之鵠,則業(yè)可成,藝可精,而才亦可集”。很遺憾,1895年的甲午海戰(zhàn)宣告第一次洋務(wù)運動的了結(jié)。1938年宜昌撤退的一百多萬噸物質(zhì)中,大部分為兵工廠的機器設(shè)備。使得新的工廠能在大后方快速建立起來,為抗戰(zhàn)的物質(zhì)供應(yīng)提供了保障。位于昆明的中央機器廠(不久前破產(chǎn)的沈陽機床下屬企業(yè)昆明機床廠)即為其中一員。
圖12 二戰(zhàn)時期德國沖床在中央機器廠的工作照片