工业母机处于制造业产业链的核心环节,是整个工业体系的基石和摇篮,在培育壮大先进制造业、建设完善现代化产业体系、推动制造强国战略中具有非常明显的基础性、引领性、使能性作用。以高档数字控制机床为代表的高端母机产品性能、质量和拥有量已成为当今衡量一个国家工业化水平与综合国力的重要标志。党的二十届四中全会审议通过“十五五”规划建议(下文简称《建议》),在“建设现代化产业体系”部分提出“强化产业基础再造和重大技术装备攻关,滚动实施制造业重点产业链高水平质量的发展行动”;在“引领发展新质生产力”部分提出“采取超常规措施,全链条推动集成电路、工业母机、高端仪器、基础软件、先进材料、生物制造等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破”。可以说,工业母机作为现代工业的心脏,在“建设现代化产业体系”和“发展新质生产力”两个方面都具有关键性地位和作用。推动工业母机产业链高水平质量的发展是“十五五”时期中国构建完善以先进制造业为骨干的现代化产业体系的关键内容,是适应发展环境不确定性增加、提升冲击应对能力服务构建新发展格局的现实要求,也是坚持走新型工业化道路、巩固壮大实体经济根基有力支撑中国式现代化的题中应有之义。
新一轮科技革命和产业变革为中国工业母机产业高水平质量的发展带来广阔机遇。一方面,以数字技术大范围的应用为基础的数字化的经济发展为工业母机产品向数字化、智能化、集成化发展提供技术上的支持。另一方面,产业创新与培育发展模式发生深刻变革,技术创造新兴事物的能力对于产业高质量发展的支撑保障作用与价值跃升效应愈发显著,产业“链式”发展、大中小企业融通发展、创新链产业链价值链集成发展等模式相互杂糅,服务化、绿色化、融合化导向相互交织,为工业母机产业的边界拓展与链条延伸提供更多可能性。在产业链视角下,中国工业母机产业高质量发展应锚定哪些价值目标?面临何种现实问题?如何切实推进高水平发展?本文试图回答上述问题。
普遍认为,产业链这一概念起源于亚当·斯密的产业分工理论。尽管其理论基础源于西方经济学,但部分学者觉得西方经济学领域长久以来并未将产业链作为一个独立的经济学概念进行系统研究。产业链本质上是一种社会分工协作网络,具有“网络”系统的普遍共性,由主体要素和结构要素两大类构成,即“构成节点”本身以及“构成节点”间的结构关系。与此同时,产业链作为一个整体生产系统,本身的经济表现与价值功能是产业链分析的重要维度。例如,链长企业作为产业链“节点”的典型代表,其不仅承担着企业自身发展的任务,更通过协同整合上下游资源、弥补市场和行政治理机制缺陷发挥着引领产业链发展的作用,在不同的经济体制下,作用功能的性质与发挥路径也会存在一定的差异,展现出产业链系统与经济社会系统的互动关系。在一些关键技术和生产环节中,“节点”行为与“结构”特征展现出对维持产业链稳定这一“功能”价值的及其重要的作用,进而衍生出产业链治理以及供应链风险传递等研究。一些学者觉得,传统企业上下游关系的单一线性模式正转变为数字化的经济时代多个供应商之间合作的网络状产业链关系;推动产业链、供应链和价值链向更高层次发展,实现产业链供应链现代化,是建设现代化产业体系的核心内容。总体而言,当前有关产业链行为主体、结构、功能等内容的相关研究不断深入,但尚缺乏一个系统明确的逻辑框架,这为构建具有整体性的产业链理论框架提供了丰富的理论支撑与必要的讨论空间。基于以上文献基础,本文尝试以产业链“节点—结构—功能”分析框架在理论层面对产业链的运行逻辑与价值创造机制进行解构,通过理论内涵界定、发展形态趋势分析、问题短板剖析对工业母机产业链做多元化的分析,并提出“十五五”时期逐步提升工业母机产业高质量发展质量的对策建议。
对于理论层面的产业链而言,节点是产业链生产活动的实际载体,结构是产业链运行模式的网络化表达,而功能是产业链系统运行的最终目标与观测媒介。工业母机产业高水平发展在产业链“节点—结构—功能”层面具有不一样而又相关的理论内涵。
产业是经营生产相似产品的企业集合,而产业链是因社会生产分工而形成的各个节点相互关联的链网结构。现实存在的产业链是一个囊括了所有相关企业的巨大集合体,通常以产业分工的环节进行具体分析,包括原材料供应、零部件制造、组装、经销、售后等,环节之间通过物料流、资金流、信息流相互联结。出于规模效应、结构效应考虑,作为产业链节点的公司进行“横向一体化”扩张与“垂直一体化”兼容,可能同时参与产业链多个生产环节或者多条产业链,减少单一类型生产带来的经营风险。现代化的产业链更强调节点的灵活组合与协同创新,形成去中心化的网络关系。
产业链虽冠以“链条”之名,但生产活动实践中的产业链更多呈“网络”状。在几何上,链条本身也是“行列数”为1的简单网络结构。产业链网络结构的形成是由于社会生产不断专业化、细分化,环节持续不断的增加,各个节点承担多个功能、对接多个其他节点,各个单一链条逐渐相互联系、相互交叠。在产业链内部,产业链结构体现为不同节点、环节间的相互关系。在更局部的范围里,则通过供应链管理概念关注企业怎么样提高生产效率、降低库存成本、减少运输时间,以确定保证产品能够高效流通。在全球贸易维度下,产业链以国家地区为单元,通过产品服务贸易流建构起产业贸易网络。进入数字化的经济时代,产业链供应链结构的演化逐渐突破线性模式,平台化跨界融合趋势推动产业链结构进一步扁平化。
产业链形成与发展的最终的原因在于各节点之间通过结构化分工协作,最终实现产业价值创造与分配,产生一系列经济与社会效益。产业链功能包括产业链生产技术的先进性、产业链生产模式的集约性、产业链前后关联效应的强弱、产业链环节附加值的高低等。从产业经济学视角来看,产业高质量发展是一个从相对“低端”向以高科技、高附加值、高智力密集型为特征的相对“高端”不断攀升的过程。面向全球新一轮科技革命和产业变革,经济社会对产业链功能不断提出新的要求,以适应不断变化的产业发展环境。
在产业链“节点—结构—功能”框架(图1)中,节点是结构的基本单元以及功能的价值载体,分析核心是竞争力与可控度;结构是各节点之间的内在连接关系与层级分布,既包括产业上下游之间的生产和供应环节,也涵盖了企业之间基于合作或竞争关系形成的供应链网络,同时还涉及产业与企业映射的复合关系,分析核心是韧性与安全;功能是完整产业链的综合能力,包括抗风险能力、协同创新能力、价值创造与分配、国际化与战略牵引等,分析核心是创新水平与引领能力。总体而言,产业链可以视为一个多层次、多维度且具有复杂网络特性的信息与资源系统,节点通过网络拓扑优化、分层与协同效应对整个网络结构的形成与运行产生决定性影响,稳定、合理、有效的产业链结构为各项功能的实现提供基础,例如多层次的结构提升了产业链系统的抗风险能力,并为协同创新、赋能下游产业升级等功能提供了必要的资源与信息流动渠道。功能的成功实现又反过来优化产业链的节点属性与结构分布,形成正向循环。“节点—结构—功能”三者构成了一个相互制约、相互促进的有机系统,在动态优化的过程中推动产业链整体竞争力的提升。
关键节点企业尤其是核心企业竞争力的提升与关键技术环节的自主可控是“十五五”时期工业母机产业高质量发展的基础。工业母机产业链可分为主机、部件、零件三大技术环节(图2),其中主机又称加工中心,是母机整机最核心的部分,为制造业提供多样化的加工能力;部件由基准零件、多个组件、套件和零件共同组成,是构成加工中心以及提供其他测控、运动、检验功能的系统单元,包括数控系统、动力系统、空间系统、加工系统等功能系统;零件是构成机器的最基础单元,包括芯片、滑块、密封件、气动阀、轴承等。核心零部件制造企业(如数控系统、高精度轴承供应商)、整机制造企业以及具备整合能力的链长企业是工业母机产业链的关键节点。建成世界一流工业母机企业是工业母机产业高质量发展的重要标志。长期以来,中国工业母机企业以规模化、扩张化为主的增长方式导致企业质量效益、产品竞争力仍然不高,在全球市场的品牌影响力有限。实现关键技术环节自主可控,是“十五五”时期工业母机产业高质量发展的生命线。技术环节是产业链的本质形态。在工业母机领域,加工中心等关键技术环节决定了母机产品质量与加工能力,进而决定了产业链的发展水平。
从国内市场看,促进大中小企业融通发展、筑强产业生态是提升工业母机产业链供应链韧性的必要手段。产业组织理论认为,主体越能够以更高效率、更低成本建立、维持和提升关联效应,那么其所在产业链供应链就越能够抵御市场潜在风险和不确定性冲击,也越容易恢复到正常状态,即更具“韧性”。其经济学含义在于,可以通过强化产业链供应链薄弱环节及其关联效应,提高产业链供应链面对冲击的抵抗能力、在冲击过程中的调整能力,进而提升产业发展的效率。中国早期通过自主创新和开放创新相结合,聚焦关键零部件国产化,逐渐形成国有和民营龙头主机企业主导产业创新生态的格局。然而,中国广大母机用户企业对产业链参与仍然有所不足,核心龙头企业、专精特新企业、科技型中小企业融合协同效果不佳,暴露出创新链与产业链融合不充分等问题。
从对外贸易看,优化产业链关联结构、提高价值链地位是提升工业母机产业链供应链韧性的有效路径。中国是全球工业母机产品最大的生产国与消费国,同时也是仅次于德国的全球第二大出口国和仅次于美国的全球第二大进口国。在深度融入全球产业链的进程中,中国工业母机在零部件进口结构与产品出口结构上逐步趋于稳定,但在当前美西方国家“再工业化”战略与东南亚发展中国家“替代式追赶”以及国际经济不确定难预料因素增多的背景下,工业母机产业存在进口不确定性增加与下游出口需求转移“两端挤压”风险。面对上游不确定性增加,中国应提高工业母机价值链地位,打破产业链“中低端”锁定。面对下游需求转移,中国应优化产业链关联结构,前瞻布局应对美西方国家制造业“回岸近岸友岸”趋势。
科技创新与产业创新深度融合是工业母机产业高质量发展的关键一环。当前新一轮科技革命和产业变革背景下,产品功能与产业创新方向呈现高端化、智能化、绿色化等新趋势。高性能工艺技术方向受到关注,微型工件生产工艺,小型化、高功率、高精度的切焊激光系统等技术进步持续推动产品高端化。中国推动工业母机产业高质量发展,应在功能层面提升工业母机产业技术创新能力,加强培育政策、企业服务、资金引导、人才培养等方面的支持,推动工业母机科技创新与产业创新实现全链条深度融合,形成关键零部件、主机制造、数控系统开发各技术环节功能协同,基础材料、数控系统、标准体系等多要素协同的局面。
赋能先进制造业是工业母机产业高质量发展的价值目标。工业母机产业自身产值规模不大,但其却是支撑促进以先进制造业为骨干的现代化产业体系的关键力量。推动工业母机产业高质量发展最终是要推动实现高端工业装备技术产品的自主可控与质量跃升,促进制造业系统技术层级跃迁、产业形态迭代、竞争格局重构。现阶段,用户市场对工艺质量的需求不断推动工业母机工具零件新材料、几何切削精细加工、干式加工、微量润滑等技术创新。同时,数字技术持续赋能产品和生产流程,推动产品流程链与数据交换接口的标准化与开放,构建上下游产品系统的可持续数据生态系统,产业数字化和数据驱动带来的价值创造成为主要创新方向。下游汽车制造、船舶制造、航空航天、机械装备制造等企业积极探索提升物料、能源效率的集约型生产技术,应用模拟现实、虚拟现实、增强现实技术,辅助开发更精确有效的生产系统,进一步提高机床的能源和资源利用效率标准,以产业需求反馈的形式促进工业母机产业高质量发展。
近年来,有关部门发布《关于工业母机企业增值税加计抵减政策的通知》《推动工业领域设备更新实施方案》,开展“工业母机+”百行万企产需对接活动,有力推动工业母机创新产品推广应用和产业链融通发展。中国工业母机产业取得长足进展,在产业规模、专利数量等方面全球领先,在全球贸易网络中处于核心骨干地位,赋能下游装备制造产业高端化发展。
整体产业规模上,根据德国机床工业协会(VDW)数据,2023年全球工业母机整机总产值达到886亿美元,其中亚洲地区产值为483.58亿美元,欧洲为308.32亿美元,美洲为93.04亿美元,占比分别为54.58%、34.80%、10.50%(表1)。在全球产业格局中,中国在产业规模方面占据主导地位,产值达到274.03亿美元,占到全球产值的30.93%,消费规模为256.33亿美元,是全球最大的工业母机生产国与消费市场。同时,中国出口达78.46亿美元,进口达60.75亿美元,均位于世界前列。其他国家中,德国产值为115.03亿美元,位居全球第二,出口高达85.63亿美元,以出口高技术水平、高附加值加工中心产品为主。日本产值为97.88亿美元,出口为67.88亿美元,产值规模与出口规模均为全球第三。美国以80.94亿美元的产值位列全球第四,但其进口规模排在全球第一,达到69.96亿美元,消费规模为129.73亿美元,仅次于中国排在全球第二位。自2019年以来,减材制造母机与等材制造母机“七三开”的格局几乎没有变化,增材制造母机产值及其在全球产业格局的占比仍相对较小。2023年减材制造等材制造、增材制造母机产值分别为603.65亿、278.04亿、3.63亿美元。
数据来源:VDW《世界市场报告2023》。其中,消费规模数据由产值规模加进口规模减去出口规模所得,即消费+出口=生产+进口。由于各国(地区)进出口口径不同,为保证数据可比性,仅统计完整的最终机床产品,不包含零配件以及维修、升级和安装等服务业务数据。
中国工业母机企业发展经历了从以“十八罗汉”和“七所一院”为骨架的计划经济国营企业体系,到国企改革和院所转制后的国有和民营龙头主机企业共同主导格局的转变。在“04”等重大专项支持下,一批专精特新民营企业崛起,部分国有龙头企业积极发挥产业链“链长”作用,产业链环节基本完全打通,产业创新生态系统持续优化。根据中国机床工具工业协会数据,当前全国共有2 100余家协会会员单位,行业囊括金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机床、数控系统、工业机器人、量刃具、磨料磨具、机床附件(含机床功能部件)、机床电器等。截至2024年,全国共有58家行业重点上市公司,主要分布在金属切削机床(20家)、磨料磨具(13家)、数控装置(8家)、工量具(7家)等领域。2024年,行业上市公司共实现营收1 295.2亿元,实现利润42.3亿元,资产总计2 932.8亿元。
自1980年引进日本发那科数控系统技术开始,中国在工业母机技术攻关上探索出一条“引进—消化—吸收”路径,逐步实现技术环节从引进消化吸收到自主开发与产业化的转变。此后,“863”计划、“04”专项等重点计划有力支撑了中国工业母机技术环节发展。当前,中国机床相关专利数量在全球处于领先位置。根据德温特专利数据库数据,截至2024年11月,全球机床相关专利数量达462 690项,涉及专利权人超10万家,其中,数控机床相关专利数量达到55 492项,占机床专利总数的11.99%。为剔除边缘数据干扰,对专利权人数据进行筛选,得出全球758家主要专利权人,共计104 298项专利(表2)。中国以379家专利权人共计39 899项专利数排名全球第一,占到主要权人专利总数的38.25%;日本以173家专利权人共计36 435项专利数排名全球第二,占到总数的34.93%;德国以80家专利权人共计11 273项专利数排名全球第三,占比为10.81%;美国、韩国、俄罗斯、瑞典分别以6.91%、2.70%、1.42%、1.16%的比重排名全球第四至七名。
根据海关HS编码名录与UN comtrade数据,对全球工业母机整机产品贸易数据进行筛选梳理。2023年,全球工业母机整机贸易网络呈现“多核引领,整体串联”的格局。全球贸易网络中(图3),共有29个国家工业母机整机产值、消费规模、对外贸易规模同时超过1亿美元。其中,德国、中国、日本、美国、意大利等国在贸易网络中处于关键节点地位。德国是全球最重要的工业母机产品来源,出口规模超1亿美元的贸易伙伴共有22个,对法国、意大利、波兰等国的出口支撑起欧洲地区汽车制造、机械加工产业需求,构建起紧密的区域产业生态;对中、美两国出口分别达21.25、21.26亿美元。日本对中、美两国出口贸易额分别达23.56、22.74亿美元,是中美两国最大的进口来源国。日德两国的工业母机产品在中、美两国的进口规模中分别占据69.79%、40.18%,凸显了日德两国在全球产业链的优势地位。
数据来源:作者根据UN comtrade和VDW数据绘制。本文主要采用海关分类标准,根据国际贸易产品海关HS编码名录,与工业母机产品相关度较高的共计14个中类、96个小类。贸易网络数据筛选遵循“1-1-1”原则,即该国工业母机产值大于1亿美元、消费规模大于1亿美元;两国贸易流金额大于1亿美元。贸易骨干网络数据筛选遵循“5-5-5”原则。为便于分析,图中贸易流量为净值数据。
中国处于工业母机贸易网络全球骨干、亚洲核心地位。中国产品出口去向较为均衡,出口规模超1亿美元的贸易伙伴共17个,出口规模靠前的分别为美国(11.75亿美元)、印度(9.46亿美元)、墨西哥(5.52亿美元)、土耳其(5.24亿美元)、日本(5.23亿美元)等。美国工业母机产品主要流向墨西哥、加拿大两国,规模分别达到14.78亿美元和13.00亿美元,进口主要来自日、德、意、中等国。
进一步聚焦重点国家与骨干贸易流,并结合各国产值与消费规模数据,绘制得到2023年全球工业母机产业链骨干网络结构图(图3)。2023年全球工业母机产业链骨干网络共12个重点国家,骨干贸易流达17条。其中,欧洲国家数量最多,共6个,亚洲4个次之,北美洲2个。新兴市场国家3个,发达国家占9个。欧洲地区国家为其他市场净出口15.15亿美元的产值规模,亚洲地区国家净出口7.26亿美元,这些产能基本全部流向北美洲市场,其净进口规模达到22.39亿美元。全球产业链骨干网络中,中国的重要性进一步凸显,生产与消费规模大幅领先其他国家,与5个关键国家相连,是亚洲市场与欧洲、北美市场联通的核心枢纽,也是新兴市场国家中唯一一个存在对外净出口的国家。
近年来,中国工业母机产品不断实现突破创新。例如,中国五轴高速加工中心实现数控系统、高速精密电主轴、精密直驱转台等关键功能部件创新突破,性能指标对标国际一流;五轴重切龙门镗铣加工中心等产品性能持续迭代提升,带动中小型数控机床快速发展;高端直线导轨感应淬火装备实现工程化攻关突破。又如,在核心基础零部件与基础制造工艺方面突破一批核心基础零部件,全球首台25兆瓦风电主轴承和齿轮箱轴承、全球最大打桩船主油缸等成功下线,高铁、核电装备用高性能紧固件开发及产业化实现突破。
在产业创新支持下,工业母机产业有效赋能装备制造等先进制造业和下游产业高端化发展。一是机器人、新能源汽车等先进制造业实现突破。根据工业和信息化部数据,2024年1—11月全国机器人产业营收超1 400亿元,工业机器人产量达到48万套,同比增长11%,服务机器人产量975万套,同比增长17%。工业机器人应用覆盖国民经济71个行业大类、236个行业中类,实现“嫦娥”月背采样、“奋斗者”号深潜万米的标志性成就。根据国际机器人联合会(IFR)《2024年世界机器人报告》,中国2023年实现每万名员工拥有470台机器人,排名全球第三,仅次于韩国、新加坡,相比2022年提升68台。中国在2019年进入全球机器人密度排名前10,并在4年内实现机器人密度增加了一倍。又如,在新能源汽车领域,2024年1—11月中国新能源汽车产量达到1 134.5万台,同比上升34.6%;销量达到1 126.2万台,同比上升35.6%;出口量达114.1万辆,同比上升4.5%;新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的40.3%,新能源汽车产业竞争力持续增强。二是赋能传统装备制造产业向高端化转型。在农机装备领域,600马力混动拖拉机样机成功研制,丘陵山地拖拉机在西南地区实现推广应用,全国植保无人机保有量接近30万架。在轨道交通装备领域,中国推动轨道交通装备整车、系统软件、关键部件一体化发展,2024年新型智能重载电力机车正式下线,相较于传统电力机车单台单趟运量增加近1 200吨。
在中国工业母机迅速发展的同时,也要看到当前工业母机产业在节点、结构、功能层面仍存在一些短板和弱项。
中国工业母机产业虽然整体呈现为贸易顺差,但仍存在较为严重的附加值能力不足、关键技术环节竞争力不强、进出口贸易产品单价相差大的问题。根据中国机床工业协会报告数据(表3),2022年中国工业母机进口额为124亿美元,出口额为209.5亿美元,对外贸易顺差为85.5亿美元。贸易顺差主要来源于工具及量具量仪与磨料磨具两个领域,而在加工中心、磨床、齿轮加工机床、重型机床等关键技术环节领域,中国分别存在19.1亿、6.8亿、4.4亿、3.2亿美元的贸易逆差。部分关键产品如龙门式加工中心、铣车复合加工中心、数控无心磨床、数控工具磨床等进出口单价倍数分别为11.53、13.84、34.57、27.71倍。顺差更多来源于数量堆积,机床零件、部件存在近4亿美元的贸易顺差,但进口单价是出口单价的六倍。
(二)结构层面:进口侧对外依赖情况尚未扭转,在全球贸易网络中可替代性增强
中国工业母机产业对外依存度整体不高,但仍然具有相当规模。出口方面,2013年总出口28.59亿美元,到2024年增长至82.09亿美元,年均复合增长率达10.06%。出口对外情况上,俄罗斯占比自2019年以来快速上升,2022年成为第一出口去向;越南、印度占比稳定增长,对美依赖度明显下降,具体如图4所示。进口方面,2013年总进口100.61亿美元,到2024年减少至54.87亿美元,年均复合减幅达5.36%。但在进口对外情况上,中国对日、德两国的进口依赖情况仍未根本扭转,对日进口依赖在35%左右,对德进口依赖在25%左右,具体如图4所示。
数据来源:根据GTI全球贸易与产业增长实验室数据测算,工业母机产品范围为HS编码8456—8463。
Bruneau等提出利用节点临界性、复杂性和密度等结构特性表征网络结构韧性。节点临界性的经济学含义在于,节点发生中断后,由于巨大的渠道成本与冰山成本,网络节点之间的流量难以在短时间内快速增长,但可以通过流向的合理调整以覆盖一部分的网络整体损失。根据测算结果(表4),近年来中国在全球工业母机贸易网络中的影响力稳步提升,但网络临界度逐步趋弱,表明中国在全球贸易网络中的可替代性有所增强,网络结构可通过流向调整削弱中国对全球贸易网络的影响力。作为对比,日本、瑞士作为主要出口国,在骨干网络中的临界度始终为100%,美国近年来大力推动制造业“回流”,临界度稳定在0.91左右,德国、韩国等临界度同样维持在较高水平。
数据来源:根据UN comtrade和VDW数据绘制历年贸易网络,根据网络部件影响力与临界度公式测算。
(三)功能层面:创新引领性不强,创新主体协同不足且与主流技术路线存在分化
中国工业母机产业链技术环节已基本实现全覆盖,主机中低端产品基本实现自主,高端产品市场占有率逐步提升,但部件总体技术水平仍未达到国际先进,不同技术领域配套零件自给率差异较大。对比日德等传统强国,中国专利分布呈现“散、边、小”格局,创新引领性不强,尚未掌握创新方向话语权。根据温德姆专利数据库数据,截至2024年11月,中国机床领域主要专利权人平均每家拥有105.27项专利,日、德、美、韩分别为210.61、140.91、144.20、187.73项。在机床相关专利数全球前15名专利权人中,中国仅1家,数量占比为3.39%;日本有9家,数量占比达65.72%;德国有2家企业,占比24.57%,具体见表5。在技术水平更高的数控机床领域,中国以725家主要专利权人共计13 559项专利数排名全球第一,占到主要权人专利总数的78.52%。然而,中国主要专利权人平均每家拥有18.70项专利,而日、德、美、韩分别为55.07、65.00、16.8、41.14项,具体见表6。在专利数量前15名权人中,中国有4家企业与4所高校,专利数总计1 048项;日本以5家企业贡献了共2 024项专利,接近中国的一倍。
数控机床作为产业技术重点创新方向,具有技术壁垒高、技术迭代速度慢、规模效应不明显等特点。当前中国数控机床创新存在“两个分化”,在超精加工等技术以及产品寿命、加工稳定性、用户协同等方面存在不足。一是国内不同主体之间创新路线存在分化。校企、所企协同不畅,“实验室表现”与“生产表现”存在差距,不同主体之间缺乏自发性的协作创新、成果转化机制,以发展产业的方法促进技术创新效果不佳。以华中科技大学、大连理工大学为代表的高校院所研发领域主要在数控方向,IPC集中在程序控制系统,如开环系统(G05B19/401、G05B19/406等)。而企业技术创新则聚焦于机床主体的加工与制造,以零配件技术创新为主,如B23Q11/08(机床部件防护罩,切削液挡板)、B23Q03/155(使刀具自动插入或卸除的装置)等,程序控制系统相关的技术研发和储备不足。二是中国与德、日、美等其他创新国家的技术方向存在分化,明显聚焦降本提效方向,而对提升精度、降低复杂性等方向重视不足。根据incoPat专利数据库,截至2025年,中国母机专利技术功效集中在效率提高(34.98%)、便利性提高(30.22%)等,德、日、美等国集中在复杂性降低(18.69%、13.94%、13.20%)、精度提高(10.83%、10.82%、12.07%)、成本降低(9.40%、7.52%、10.44%)等方向。
当前中国工业母机产业发展存在问题的深层次原因主要在于推动工业母机产业高水平质量的发展的体制机制仍有待健全,在中长期发展规划、重点能力聚焦、人才供需等方面存在机制短板。
工业母机技术迭代慢、研发周期长、资本投入大,需要稳定的前瞻性规划指引。中国2006年曾发布《数控机床产业高质量发展专项规划》,距今已近20年。面向“十五五”时期,中国仍缺乏国家层面聚焦工业母机产业链发展的中长期发展规划,导致技术攻关路径选择、产业集群布局等陷入一定程度的无序与短视困境。以数控机床研发为例,中国虽然相关专利总量全球第一,但国内多方力量投入分散,缺乏统筹规划下的联合攻关梯队,难以形成攻克高端数控系统、高精密传动部件等共性难题的合力。同时,由于参与市场程度不一、背靠科研资源不同等原因,重点企业与重点高校科研院所技术创新方向存在分歧,且难以形成合力。在产业布局方面,缺乏全国一盘棋式规划,存在一定的区域间产业同质化竞争问题,仅靠市场调节难以在全国层面自发形成差异化、互补性的区域分工格局。在投资领域,产业资本受政策影响大,“局部过热”与“萎缩加速”问题周期替,对于工业母机行业“耐心资本”的培育发展也存在不利影响。
工业和信息化部近年来陆续开展“工业母机+”百行万企产需对接活动,进一步健全完善专精特新中小企业梯度培育体系,增强产业链配套能力。然而,现有政策尚缺乏对不同细分领域、不同发展阶段企业的精准扶持,对于解决对外依存度高、建立应急协同调整机制、提高产业标准话语权等问题聚焦有所不足。一是当前仍缺失精准聚焦关键基础材料、核心功能部件等“卡脖子”问题“防御”清单以及产业链供应链安全风险评估和应对机制,对于国际局势动荡、贸易摩擦升级、国外供应商断供等突发情况的预测与抵抗能力不足。二是缺失事件发生后的应急协同调整机制,尚未建立起产业链上下游企业有效联动应急预案与快速响应机制,对库存协调、替代性生产、柔性协同等手段开发运用不足,国内产业梯度有序转移及其协作机制尚不完善。三是产业标准话语权仍然缺失。中国虽然在相关专利数量上排名靠前,但对于底层专利以及行业关键标准制定上并无优势,国内重点企业对国际标准制定的参与度整体偏低,产品认证、质量检测体系主要依从国外标准。
专业人才是推动工业母机产业高质量发展的核心要素。当前,中国工业母机人才培养体系与产业实际需求存在一定错配,高校专业设置整体滞后于产业技术革新步伐。工业母机行业向智能化、复合化、超精密化转型,产业需求融合人工智能、大数据、新材料等交叉学科专业,但以传统机械制造类专业占主导的高校培养体系更新缓慢,毕业生进入企业后存在较高的复杂生产场景与研发需求的学习成本。同时,企业人才培养周期长,导致企业难以留住人才,制约新工艺、新产品持续开发。现有的装备制造职业教育实操能力培养与企业标准存在脱轨,职业院校普遍存在教学设备陈旧、实训模拟场景简单等问题,与工业母机企业高精度、快节奏的生产环境差异较大。工业母机产业受社会认可度、关注度仍然不高,一线工人、科研人员工作环境与工作待遇有待优化提升。
针对工业母机产业高质量发展的现实问题与机制短板,“十五五”时期应按照《建议》要求,以加强原始创新和关键核心技术攻关为核心,进一步完善产业发展规划,培育优质企业,提升产业链韧性,推进教育科技人才协调发展,着力推进工业母机产业高质量发展。
《建议》强调,加强原始创新和关键核心技术攻关,要完善新型制,采取超常规措施,全链条推动集成电路、工业母机、高端仪器、基础软件、先进材料、生物制造等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破;并指出,推动科技创新和产业创新深度融合,要强化企业科技创新主体地位,推动创新资源向企业集聚,支持企业牵头组建创新联合体、更多承担国家科技攻关任务。
对此,一是要突出国家战略需求,聚焦基础材料研发、精密制造工艺、底层算法、产品稳定性等长期性领域,实施“工业母机共性关键技术攻坚工程”,重点提升基础研发与高端供给能力。专项支持企业、高校、科研院所联合攻关核心技术难题,进一步提高基础研究投入比重,鼓励校企联合共建基础研究实验室。组织跨学科团队开展产学研深度融合项目,整合工业母机研发力量,组建“国家工业母机创新联合体”,定期发布关键技术攻关榜单,推广“揭榜挂帅”“赛马制”等新型创新模式。
二是要推动全链条技术改造升级,增强体系化攻关能力。部署实施一批国家重大科技任务,鼓励“链主”企业牵头、产业链企业联合申报,“以点促链”促进产业链创新链深度融合。健全产业投资兜底机制,设立风险补偿基金,对因技术研发失败受损的项目给予一定补偿。大力推动用户参与创新,加快重大科技成果高效转化应用,布局建设产业概念验证、中试验证平台。强化产业科技创新平台基地建设,提高企业研发费用加计扣除比例。对实现国产替代的技术成果给予税收减免、政府优先采购等政策激励,引导下游企业优先选用国产优质部件。
三是要优化完善有利于工业母机原创性、颠覆性科技创新的环境。设立多层次产业专项投资基金,由财政资金牵头,联合银行、国企、社会资本多方组建“工业母机产业发展母基金”,设立种子基金、天使基金、成长基金、并购基金等多层次子基金,对处于萌芽期的创新技术项目、成长期的潜力企业进行精准扶持。畅通工业母机“投早、投小、投长期、投硬科技”创投资金的流动退出渠道,推动监管部门为工业母机企业量身定制上市绿色通道,精简审核流程,鼓励企业通过增发、可转债等方式二次融资。
《建议》指出,要按照本次全会精神,制定国家和地方“十五五”规划纲要及专项规划等,形成定位准确、边界清晰、功能互补、统一衔接的国家规划体系;强化规划实施监测评估和监督,健全政策协调和工作协同机制;同时指出,要优化产业布局,促进重点产业在国内有序转移。
对此,一是要由工业和信息化部、国家发展改革委、科学技术部等部委牵头,多部门参与研究“工业母机产业中远期发展规划”。制定《“十五五”时期我国工业母机产业链发展专项规划》《2025—2050年工业母机产业发展远景规划》等文件,坚持智能化、绿色化、融合化方向,强化工业母机产业基础再造和重大技术装备攻关,重点明确技术创新、产品突破、品牌建设阶段性节点。实施工业母机产业高质量发展行动,赋能先进制造业高端化、数智化转型,以“世界级先进制造业集群培育”“国家先进制造业培育行动”等引领产业发展。
二是要建立健全规划实施的动态调整与评估反馈长效机制,定期开展工业母机产业发展第三方专业评估。基于大数据分析、企业实地调研、专家研讨等手段,监测评估产业关键指标完成进度、技术研发成果转化效率、区域产业协同成效。
三是要推动工业母机区域产业集群差异化发展。依据各地产业基础、资源禀赋、人才储备进行精准产业定位,打造“东部沿海智能制造创新区”“中部特色零部件加工区”“东北重型机床装备集聚区”“西部基础材料保障区”等差异化集群,形成梯度有序、区域互补、协同共进格局。健全区域间规划统筹、产业协作、利益共享等机制。推动各地强化工业母机产业园区专业化配套设施,高标准规划建设公共研发平台、精密检测中心、共享制造车间等专业化配套设施。建设完善区域创新体系,布局建设区域产业科技创新中心和产业科技创新高地。
《建议》指出,强大国内市场是中国式现代化的战略依托,要支持中小企业和个体工商户发展,推动大中小企业协同融通发展;同时指出,要稳步扩大制度型开放;高质量共建“一带一路”;统筹布局建设科技创新、服务贸易、产业发展等重大开放合作平台。
对此,一是要进一步培育壮大工业母机领军企业,健全完善专精特新中小企业梯度培育体系,增强产业链配套能力。支持母机产业科技型中小企业发展,扩大“工业母机+”百行万企产需对接活动范围,精准扶持不同细分领域、不同发展阶段企业。健全多层次、系统性企业支持政策体系,打通从优质企业培育到世界一流企业建设的全过程支持链条,规划专业化、差异化赛道,明确建设目标路径和阶段性任务。
二是要健全产业应急协同机制,强化产业链恢复力。构建全国性工业母机产业链应急管理平台,利用区块链、大数据技术实时监测产业链上下游企业生产、库存、物流状况。制定分级应急响应预案,明确突发状况下物料调配、产能协同、技术支援的配置决策标准和流程。设立应急物资储备中心与安全库存机制,储备关键零部件、基础材料,确保产业维持恢复基本生产秩序的能力。
三是积极参与并主导产业标准制定,提升产业链控制力。鼓励核心企业积极参与国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)等权威工业母机技术标准提案工作,建立国际工业母机技术标准联盟,鼓励国内主体以技术联盟形式积极参与并引领国际标准制定进程。建立标准认证国际互认机制,与“一带一路”共建国家协商互认检测结果、认证资质,降低出口合规成本。健全知识产权保护体系,简化专利审批流程,加强知识产权运用,加大侵权惩处力度。增强中小企业出海服务能力,完善知识产权海外保护能力。
《建议》指出,要一体推进教育科技人才发展;建立健全一体推进的协调机制;围绕科技创新、产业发展和国家战略需求协同育人;以创造新兴事物的能力、质量、实效、贡献为评价导向,深化项目评审、机构评估、人才评价、收入分配改革。
对此,一是要对接产业需求,优化人才培养生态。围绕产业需求建设教育中心、科学中心、人才中心。优化高校专业设置与人才教育培训模式,组织教育部门联合相关行业协会,调研产业技术革新动态与人才需求结构,引导高校动态调整专业课程体系。增设“智能制造与工业母机”“工业大数据与机床控制”等交叉学科专业,推广“企业课堂”双向培养模式。深化先进制造业职业教育改革,打造“双师型”教师队伍,定期选派教师赴企业挂职锻炼,聘请企业高级技师担任兼职教师。建立校企联合人才培养基地,创新“订单式”人才培养方式,依据企业岗位技能要求定制教学内容。建立职业技能等级证书与企业岗位任职资格互认机制,提升职业院校人才教育培训权威性与认可度。
二是要完善人才激励机制,提升行业人才吸引力。出台专项人才政策,对工业母机领域高端研发人才、技能人才、教育人才给予税费减免、购房补贴、子女入学优惠等政策倾斜。加强相关领域国际合作,吸引海外优秀人才。鼓励企业设立人才专项奖励基金,对攻克关键技术、取得重大创新成果的团队给予物质奖励。拓宽技术专家、技能工匠等晋升路径,配套相应薪酬体系。畅通高校、科研院所、企业人才交流通道,激发创新创造动力活力。鼓励工业母机行业协会开展优秀称号评审,加强相关宣传,提升行业社会认可度。
(作者分别为中国社会科学院工业经济研究所研究员,产业组织研究室主任;中国社会科学院大学应用经济学院博士研究生)
《现代国企研究》杂志是由中央党校国务院国资委分校、全国党建研究会国有企业党建研究专业委员会指导,中国兵器工业集团有限公司主管、中国兵器工业集团人才研究中心主办,面向国内外公开发行的社科类期刊。2010年创刊以来,杂志秉持“启迪国企现代思维 领航国企特色实践”的宗旨,突出评论特色,围绕国企改革和国企党建两大主题,研究发展规律,解析制度精髓,探索实践途径,已成为服务国资国企改革发展和党的建设权威研究平台和主流舆论阵地。国内统一刊号:CN11-5992/F 全年定价420元