數據顯示我國數控車床產業發展任重道遠

- 2017-04-26-

智能制造作為我國“十三五”期間重點發展領域,涵蓋工業機器人、數控車床、3D打印,以及其他自動化設備。作者將通過系列文章,通過各領域專利市場態勢,透視智能制造產業的技術競爭格局。繼之前《時下很火的3D打印,我們和國外同行的差距到底有多大? 》和《十張圖看全球工業機器人專利市場和技術趨勢》,深入剖析了我國與國外3D打印技術的差距以及全球工業機器人技術發展趨勢后,本文重點分析智能制造又一個重點領域——數控機床技術的競爭態勢,探討我國數控機床產業突破之路。

  一年一度的德國工業博覽會于今年4月底在德國漢諾威隆重開幕。即將邁入70周年的漢諾威工業博覽會,已成為當今規模最大的國際工業盛會。今年德國工業博覽會將以工業4.0為核心,重點展出工業自動化、數字化工廠、工業零部件等工業領域的領先產品成果。數控機床作為工業自動化和數字工廠的重要組成部分,被廣泛應用于汽車制造、金屬加工、航天航空等多個領域,是工業現代化的基石。數控機床的技術能力體現了一個國家制造業的核心競爭力。

  中國作為全球最大的制造業大國,近年來數控機床產業得到快速發展,2014年產量達到39.1萬臺,比2010年增長65%。但與德、日等領先國家相比,仍存在較大差距,功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐。例如,2014年國內高檔數控系統仍有90%需要依賴進口。數控機床領域的技術研發與突破成為了“中國制造2025”戰略重要工作。本文通過枯燥的專利申請數據,透視全球數控機床技術競爭格局,嘗試探討我國數控機床產業發展之路。
  工業4.0時代到來,數控機床技術進入新一輪更新周期,產業格局面臨洗牌

  截止2016年12月,數控機床領域全球申請量達到10708件。從申請趨勢來看,自2006年后呈現爆發式的增長,并在2012年前后達到高峰。目前數控機床專利申請量進入了階段性的回落,2016年更是出現了大幅度下滑。隨著工業4.0的深入推進,數控機床技術進入新一輪的更新周期,技術的更新換代必將導致產業格局的重新洗牌。
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       中國成為最大專利產出國,但技術的國際競爭力不足
  在新一輪的技術更新中,世界主要工業國家都積極開展技術和專利布局。目前,中國、日本、美國、德國是數控機床專利的主要產出地,四國的專利產出量超過專利總量的85%。而其中,中國成為了最大專利產出國,專利產出量為6586件,約占總申請量的60%。從專利受理情況來看,中國、日本和美國是當前數控機床技術競爭最為激烈的地區。


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  雖然中國專利產出量巨大,但對外輸出量少,只有26件,技術的國際競爭力弱。相比之下,日本專利對外輸出高達1121件,其中向中國輸出82件(占輸出總量4.06%),向美國輸出247件(占輸出總量12.24%),向德國輸出224件(先輸出總量11.10%),其技術能力展現出很強的國際競爭力。此外,美國和德國數控機床專利輸出量也比較大,分別是506件和220件,也展示了較強的國際競爭力。


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  日本、德國技術沉淀凸顯工匠精神,中國技術積累根基尚淺
  從各國的專利申請趨勢來看,日本、德國數控機床專利從上世紀70年代后一直維持較為穩定的輸出,一方面反映出這兩個國家的數控機床技術具有較長時間積累,另一方面說明了日本、德國對技術的持續研發和完善,凸顯出日本和德國企業對技術精益求精的工匠精神。中國數控機床專利申請主要集中在2005年以后,得益于“十一五”后,國家推動了制造業產業升級和發展,數控機床技術因此得到長足發展。但是與日本、德國超過40年的技術沉淀相比,中國技術積累有所欠缺,根基尚淺。


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  關鍵技術關聯度高,技術研發需要全面突破
  數控機床專利分主要有控制技術、加工技術、機床零件、相關附件等。從專利申請量來看,數控機床技術集中在控制技術(2827件)、加工技術(3505件)和機床部件(3286件)三大方面。

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  從控制技術、加工技術和機床部件技術的專利申請態勢來看,這三種關鍵技術具有明顯的相關性,相關系數約為0.95。由于各類型技術關聯度高,關鍵技術的發展需要全面突破,才能實現協同發展。

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  中國企業技術研發能力有待加強,技術產業轉化能力有待提升

  全球專利申請人前20名中,日本企業占11個,中國企業(大學)共4個,與日本企業相比,中國企業的技術實力存在明顯劣勢,企業技術研發能力有待加強。此外,從中國專利申請人前20看,中國的高校和科研院所具有較強的知識和技術產出能力,但是并未能真正轉化為產業成果,需要加強產學合作,提升技術產業轉化能力。

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  結語

  數控機床作為工業4.0重要發展領域,已經成為主要工業國家重點競爭領域。中國數控機床產業在國家戰略的支持下,近年來呈現出快速發展態勢,技術追趕勢頭不可阻擋。在新一輪產業發展周期中,中國有望通過加大技術研發實現產業的彎道超車。然而德國、日本企業的技術優勢是幾十年精益求精、不斷沉淀的成果,中國企業的劣勢并非朝夕可改,中國企業只有以同樣的工匠精神,幾十年如一日地保持對高端工藝的追求和技術的渴望,才能打造出過硬的企業競爭力,不斷邁向產業高端領域,在新一輪的產業競爭中占據有利位置。


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