文/蘇楠(中國科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院)

　　機床產業(yè)是制造業(yè)的“工作母機”，是產業(yè)基礎能力的核心構成，是現(xiàn)代化產業(yè)體系的基礎。西方國家將高端數(shù)控機床及零部件作為戰(zhàn)略物資，對我國實施不同程度的限制，因此無論從國家安全、產業(yè)安全，還是產業(yè)發(fā)展的角度看，提高我國機床產業(yè)創(chuàng)新能力具有超越其經濟價值的戰(zhàn)略意義。近年來我國機床產業(yè)不斷發(fā)展，競爭力逐步提升，但產業(yè)技術水平仍與國外有10～15年的差距(王磊、盧秉恒，2020)，甚至在基礎共性技術、產業(yè)前沿技術研究方面的差距呈進一步擴大的趨勢(陳惠仁，2019)，“低端內戰(zhàn)、中端爭奪、高端失守”(高粱，2020)的結構性矛盾沒有得到根本性改變。我國機床產業(yè)創(chuàng)新要從量大面廣的通用類機床(通常為加工一般機器零部件、日用品等產品的機床)轉向具有高可靠性、高速和高精密加工等性能的中高端機床(通常為面向國防軍工、航空航天、船舶、核電和精密電子等機床產品)，而后者通常具有定制化特征，機床制造商與用戶的合作在其創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。無論從理論上還是實踐上看，與用戶合作創(chuàng)新是我國機床產業(yè)向高端攀升中不可忽視的因素。在形成以國內大循環(huán)為主體的“雙循環(huán)”新格局背景下，應統(tǒng)籌考慮機床與用戶產業(yè)間協(xié)同互促發(fā)展，實現(xiàn)我國產業(yè)體系現(xiàn)代化水平的整體提升。

　　一、與用戶合作創(chuàng)新是高端機床創(chuàng)新的重要特征

　　(一)用戶是機床產業(yè)創(chuàng)新重要的外部知識來源

　　產業(yè)創(chuàng)新具有異質性特征，產業(yè)的知識基礎、知識類型和構成邊界等內生屬性決定了產業(yè)創(chuàng)新的技術來源和創(chuàng)新類型有所不同。產業(yè)創(chuàng)新的相關理論研究表明，用戶是機床產業(yè)創(chuàng)新重要的外部知識來源，與用戶合作和互動是獲取外部知識源的重要途徑。

　　英國學者Keith Pavitt從創(chuàng)新源和技術專有性等方面對產業(yè)創(chuàng)新進行分類(包括專業(yè)化供應商型、規(guī)模密集型、以科學為基礎型和供應商主導型四類，之后增加了信息密集型)，機床產業(yè)屬于專業(yè)化供應商型(Specialized Supplier)產業(yè)，該類產業(yè)技術創(chuàng)新活動以漸進性創(chuàng)新為主，在既定的技術軌道下沿著提高性能和可靠性的方向持續(xù)改進，代表性行業(yè)包括機械工具制造、專用儀器設備制造等。在整體知識構成和來源上，專業(yè)化供應商型產業(yè)對基礎科學知識的依賴程度相對較低，對企業(yè)內部知識和技術積累程度最高，相當一部分知識和技術是在與用戶的交互中獲得，包括在設備使用中出現(xiàn)的典型問題以及用戶的使用經驗、工藝知識和要求等。其中與用戶在創(chuàng)新方面保持的緊密聯(lián)系并從中獲得反饋是專業(yè)化供應商型產業(yè)區(qū)別于其他幾類產業(yè)的最顯著特征。

　　意大利學者Franco Malerba從產業(yè)知識特征出發(fā)提出了產業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)的理論框架，并對不同產業(yè)進行了比較，對機床產業(yè)創(chuàng)新特點的結論與Keith Pavitt類似。一方面，機床產業(yè)是以緘默知識和應用性技術為基礎的產業(yè)，知識和技術的主要載體是具有一定技能的生產現(xiàn)場的技術工人和具有長期經驗的設計師和工程師。另一方面，各國對機床的需求結構不同導致技術變革方向和創(chuàng)新績效存在差異，機床企業(yè)與用戶建立合作伙伴關系，特別是與領先用戶的緊密和連續(xù)互動在機床產業(yè)創(chuàng)新中發(fā)揮重要作用。在為用戶提供專用設備研發(fā)、售后服務和培訓等過程中，機床企業(yè)可以吸收用戶應用中的緘默知識，通過企業(yè)內的知識學習和吸收來設計滿足用戶需求的定制化解決方案。與醫(yī)藥產業(yè)相比，機床企業(yè)并沒有與外部擁有前沿技術的研發(fā)機構形成合作創(chuàng)新網絡，而是形成了區(qū)域性產業(yè)集群，與規(guī)模較大的領先用戶保持較近距離。同時，他認為盡管機床產業(yè)的知識范圍已經從單純的機械科學，轉向機械、電子信息、新材料等技術相結合，編碼化知識越來越多，產品向模塊化和標準化方向發(fā)展，區(qū)域性網絡向全球性網絡拓展，但在機床企業(yè)與用戶的有效連接對以機床產業(yè)創(chuàng)新的驅動作用仍強于以研究為基礎的創(chuàng)新，聚焦用戶需求并與用戶合作仍是機床企業(yè)創(chuàng)新管理的重要部分。

　　(二)與用戶緊密合作是主要國家機床產業(yè)發(fā)展的重要經驗

　　從產業(yè)層面看，機床作為用戶投入的資本品，與下游用戶產業(yè)呈現(xiàn)相互伴生發(fā)展的關系，主要機床強國崛起得益于下游相關產業(yè)的發(fā)展。在第一次工業(yè)革命中，為滿足規(guī)?；a蒸汽機和紡織機械等產品的需要，英國最早出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的專業(yè)化機床生產企業(yè)(戴吾三，2016)。二戰(zhàn)前德國成為世界重型機床生產基地，主要得益于其礦山機械、電力設備、鐵路裝備等產業(yè)的領先，之后汽車、化工和電氣等支柱產業(yè)是其發(fā)展高檔數(shù)控機床的不竭源泉(盛伯浩，2013)。美國汽車產業(yè)崛起帶動了機床產業(yè)發(fā)展，航空航天和國防工業(yè)的持續(xù)領先使美國機床產業(yè)在整體競爭力下降的情況下仍在與之相關品類的創(chuàng)新方面保持全球領導地位(RAND，1994)。20世紀70到80年代，日本汽車和電器產業(yè)競爭以高質量和差異化競爭為主，為響應下游產業(yè)模塊化和低成本生產的需要日本機床產業(yè)在通用型數(shù)控機床領域取得成功(David C.Mowery，Richard R.Nelson，1999)，之后不斷積累進步成為全球機床強國。瑞士精密機床在全球處于領導地位受益于其鐘表行業(yè)的發(fā)達。

　　從企業(yè)層面看，與用戶合作創(chuàng)新是機床企業(yè)創(chuàng)新的重要方式。機床產業(yè)很多突破性創(chuàng)新是在與領先用戶合作創(chuàng)新中實現(xiàn)的，如20世紀初為了配合福特汽車量產，美國格林森公司研制了第一套用于齒輪加工的機床及工具，至今該企業(yè)仍在全球齒輪加工機床中處于領導地位;20世紀80年代末，福特汽車與美國英格索爾公司聯(lián)合開發(fā)了“高速加工模塊”機床，相關產品和技術的推廣應用極大提升了美國汽車產業(yè)生產效率;1950年全球第一臺數(shù)控機床是美國空軍為實現(xiàn)直升機螺旋槳的精密加工，委托麻省理工學院與Parsons公司和辛辛那提公司共同研發(fā)的。用戶是機床企業(yè)創(chuàng)新最重要的外部技術來源，一項對美國機床企業(yè)外部知識來源情況進行調查的結果顯示：近80%的企業(yè)認為用戶是最重要的技術來源;約60%的企業(yè)認為競爭對手、商品交易會或展會、控制裝備企業(yè)是重要的技術來源;盡管美國大學和政府研究機構在制造業(yè)技術研究上保持世界一流地位，但只有不到10%的企業(yè)認為大學和研究機構是它們產品研發(fā)的重要技術來源(RAND，1994)。德國有研究認為與用戶方建立起協(xié)同共進的機制是裝備制造業(yè)創(chuàng)新的主要特征，調查顯示德國52%的機床企業(yè)與用戶開展了聯(lián)合研發(fā)，其中46%的企業(yè)與國外用戶開展聯(lián)合研發(fā)(2015)。

　　二、缺少用戶支撐，我國機床產業(yè)創(chuàng)新難以走出結構性困境

　　據(jù)統(tǒng)計，我國高檔數(shù)控機床80%依賴進口，表明我國機床企業(yè)與高端用戶合作的機會有限，這背后既有我國機床技術水平無法完全滿足領先用戶需求的客觀原因，也有用戶對國產機床存在偏見的主觀原因(2016)，推廣應用難的問題尚未得到根本解決(徐東華，2019)，而世界知名機床企業(yè)基本都在我國建立了生產基地，與我國高端用戶建立了緊密聯(lián)系(裝備制造業(yè)國企改革和產業(yè)升級課題組，2018)。這樣我國機床企業(yè)難以與用戶形成合作研發(fā)和協(xié)同共進的關系，這種協(xié)作關系的缺失成為阻礙我國機床產業(yè)走出結構性困境的重要障礙之一。

　　缺少與用戶合作，研發(fā)的“關鍵一公里”缺乏外部創(chuàng)新知識來源。當前我國機床企業(yè)在高端機床研發(fā)方面的突出短板之一就是缺乏對用戶工藝的深入研究(陳惠仁，2019)，用戶工藝是用戶的專有知識，只有與用戶深入合作才能實現(xiàn)知識流動和共享。英格索爾公司保持創(chuàng)新領先地位的重要經驗之一就是與用戶建立長期穩(wěn)定的合作關系，這使雙方在產品研發(fā)上都能做更長期的系統(tǒng)性安排，英格索爾公司在通用汽車新車型開發(fā)早期就介入相關設計過程，更充分地了解用戶的工藝需求，有助于提升零部件加工的質量和生產效率(RAND，1994)。我國一些機床創(chuàng)新的成功經驗也證明了與用戶合作的重要性，如有專家認為“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項凡是做得好的，都是企業(yè)跟用戶深度結合、聯(lián)合攻關、協(xié)同創(chuàng)新，大家共同解決問題”(經濟導刊編輯部，2019);大連光洋在高端機床不斷創(chuàng)新突破的經驗之一就是以用戶工藝為導向進行研發(fā)，“用戶在使用大連光洋五軸機床產品后，提出了若干問題和建議，并把多年積累的工藝毫無保留地教給我們。當我們對工藝了解透徹，對工藝能做到定量分析之后，對數(shù)控系統(tǒng)‘為什么、怎么做’也就清楚了”(于德海，2019)。

　　缺乏用戶驗證機會，無法跑完產業(yè)化“最后一公里”。機床新產品的開發(fā)，需要深厚的理論基礎和技術積累，也需要大量現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)和經驗的積累。實現(xiàn)高端機床和關鍵零部件在實驗室和實際生產中完成測試后，還需要長期的應用驗證和反饋，才能通過試錯和技術迭代實現(xiàn)技術能力的螺旋式上升。國內某用戶在采購大連光洋的高檔5軸機床后，雙方密切合作，對發(fā)現(xiàn)的百余個問題進行攻關，促進量產實現(xiàn)(石慶偉，2019)。部分國外機床和數(shù)控系統(tǒng)產品剛開始在中國使用時，技術成熟度也不夠，是用戶在使用中不斷指出問題，讓產品不斷完善，最后被用戶認可(經濟導刊編輯部，2019)。機床作為以緘默知識和應用性技術為基礎的產業(yè)，大量知識和技術積累是在實踐中形成，用戶給予創(chuàng)新性產品使用和驗證的機會越多，技術改進的可能性就越高，通過用戶反饋積累的信息和知識就越多，技術進步的空間就越大。用戶在同等條件下優(yōu)先使用國外產品，一定程度上給國外企業(yè)提供了新技術和產品的驗證機會，阻斷了我國機床企業(yè)技術不斷進步和走向成熟的通道，產業(yè)難以走出低端循環(huán)。

　　三、政策啟示與建議

　　從產業(yè)間協(xié)同互促的系統(tǒng)化角度，研究和制定我國機床產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略。任何一個產業(yè)都不是孤立存在的，一定區(qū)域內各產業(yè)的創(chuàng)新能力之間存在關聯(lián)性，相關產業(yè)共演發(fā)展中存在技術創(chuàng)新的產業(yè)間溢出效應。機床產業(yè)作為制造的“工作母機”，以往更多從其作為基礎性供給角度出發(fā)，重視前向關聯(lián)效應，而對下游產業(yè)對其后向關聯(lián)效應主要停留在較為籠統(tǒng)的“需求”層面，對在微觀層面機床與用戶合作促進技術創(chuàng)新的重要性的認識不充分。蘭德公司對20世紀80年代美國機床產業(yè)衰落的問題進行了系統(tǒng)研究，認為即使要提升美國機床產業(yè)競爭力，也不宜僅針對機床產業(yè)制定特殊的支持政策，其中一個理由是美國機床企業(yè)與用戶缺乏合作是造成美國機床產業(yè)衰落的重要原因之一，要更好地解決機床產業(yè)的問題不能僅盯機床產業(yè)本身，而需要一個更廣范圍的戰(zhàn)略(a compassing strategy)將占美國制造業(yè)四分之一的金屬加工業(yè)考慮其中(RAND，1994)。建議在形成以國內大循環(huán)為主體的“雙循環(huán)”新格局背景下，從產業(yè)間協(xié)同互促的系統(tǒng)化角度出發(fā)，統(tǒng)籌考慮我國航空航天、汽車、新一代信息等機床產業(yè)重點下游產業(yè)的發(fā)展和變革方向，新一輪產業(yè)革命中制造范式的變化等，謀劃我國機床產業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展戰(zhàn)略，形成我國機床產業(yè)的新競爭優(yōu)勢，在與下游產業(yè)互促發(fā)展中實現(xiàn)我國產業(yè)體系現(xiàn)代化水平的整體提升。

　　加強機床產業(yè)創(chuàng)新的需求側政策，健全機床企業(yè)與用戶合作創(chuàng)新的機制。真正“開明”的用戶是不存在的，需要加強政策引導彌補機床企業(yè)與用戶協(xié)作之間的合作失靈。一是加強供給側政策和需求側政策相結合，加強機床產業(yè)基礎和核心技術研究，持續(xù)開展“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項，并探索建立用戶牽頭的“產學研用”協(xié)同攻關的組織模式和利益共享機制。二是通過財稅和金融政策，降低創(chuàng)新型產品市場進入壁壘，對于機床企業(yè)與用戶聯(lián)合開展研發(fā)的項目給與專門的支持，包括設立專項、提高雙方合作研發(fā)項目經費加計扣除的比例等;為機床企業(yè)與用戶建立合作關系提供機會，具體包括完善國產重大裝備首臺(套)采購的風險補償或保險政策，對應用國產高端機床及零部件的企業(yè)給予優(yōu)先貸款、優(yōu)惠利率等買方信貸支持;面向制造業(yè)智能化改造和升級，鼓勵財政資助的技改或產業(yè)轉型升級項目優(yōu)先采用國產創(chuàng)新產品，對采用國產機床的企業(yè)，可以給與提高貸款貼息額度、減免相關稅費等優(yōu)惠;對在已有國產機床上進行改造升級的項目，減免有關稅收，以進一步驗證科技創(chuàng)新成果、改進產品質量、加速產業(yè)化并形成示范效應。三是在產業(yè)組織政策方面，鼓勵用戶與機床企業(yè)之間通過各種方式建立利益共同體。有研究認為，日本企業(yè)的財團結構(Keiretsu Structure)在其機床產業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了獨特的作用，一些機床企業(yè)及零部件供應商與用戶隸屬于同一財團，在財團內部通過相互持股或形成長期交易關系等對外形成了一定的市場壁壘，其長期作用甚至超過了進口限制，對內則通過研發(fā)合作、技術轉移和工程師互換等形成了有利于機床產業(yè)創(chuàng)新的環(huán)境(RAND，1994)。建議在機床企業(yè)、下游用戶企業(yè)的重組、兼并收購等過程中，鼓勵有利于開展合作創(chuàng)新的跨產業(yè)整合。