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2019 , Vol. 39 >Issue 7: 106 - 118

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2019.07.013

International Competitiveness of China CNC Machine Tool Industry:The Path of Value Chain and Platform of Industry Competitiveness Promotion

  • WANG Jiexiang , 1 ,
  • WANG Yamin 1 ,
  • LI Chunyou , 2, ※ ,
  • SHENG Ya 1
Expand
  • 1. School of Business Administration，Zhejiang Gongshang University，Hangzhou 310018，Zhejiang，China
  • 2. Hangzhou College of Commerce，Zhejiang Gongshang University，Hangzhou 311500，Zhejiang，China

Received date: 2018-12-13

  Revised date: 2019-02-23

  Online published: 2025-04-27

Fold

Abstract

The international competitiveness of the CNC machine tool industry is the bottleneck that affects the overall development of the manufacturing industry. This paper firstly uses the international market share, trade competition index and price ratio to quantify the current status of Chinese CNC machine tool industry's international competitiveness. The analysis results show that although China is already a large CNC machine tool manufacturing country, the international competitiveness of most CNC machine tools is still not strong. Specifically, as a large-scale CNC machine tool manufacturing country, China has a high international market share in CNC machine products, but in the two-dimensional matrix constructed by the trade competition index and price ratio, China basically fall into the "low added value-low competitiveness" quadrant. This paper, on the basis of the quantitative data, attempts to search for the standard country and development path that can be referenced for promoting the competitiveness of China's CNC machine tool industry. The results show that Italy and Switzerland have adopted two different trajectories to achieve a rise from "low added value-low competitiveness" to "high added value-high competitiveness". Italy represents the value chain path for the enhancement of the competitiveness of the CNC machine tool industry, Its value chain path is appropriate for the promotion of low value-added products; Switzerland represents the platform path for the enhancement of the competitiveness of the CNC machine tool industry and its platform path is suitable for breakthrough development of low-competitive products. This paper provides an integrated framework for industrial upgrading research, especially it needs "gradient evolution" on the development of China's CNC machine tool industry, relative to the development of the United States and Japan, the development strategy of Italy and Switzerland has a stronger reference value. Based on the applicable situation of value chain path and platform path, China upgrades the CNC machine tool industry.

Key words： CNC machine tool; international competitiveness; upgrading path; value chain; platform

Cite this article

WANG Jiexiang , WANG Yamin , LI Chunyou , SHENG Ya . International Competitiveness of China CNC Machine Tool Industry:The Path of Value Chain and Platform of Industry Competitiveness Promotion[J]. Economic geography, 2019 , 39(7) : 106 -118 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2019.07.013

数控机床产业是关系到国家战略地位和体现综合国力的重要基础性产业。该领域一旦发生“卡脖子”的贸易战，将给整个制造体系带来系统性冲击。一直以来，关于我国是不是制造强国的争论颇多，该争论在数控机床产业也同样存在。一方面，中国工程院发布的《2017中国制造强国发展指数报告》指出2012—2016年中国制造强国指数居第4位，前3名依次为美国、德国、日本[1]。这似乎意味着我国已经成为可与美国、德国和日本试比肩的制造强国。另一方面，中美贸易战引发后，作为全球第五大、中国第二大通信设备制造商的中兴却因为美国企业不向其出售任何电子技术或通讯原件而发布停牌公告，陷入极大困境。可见，发达国家通过控制核心技术和关键部件，牢牢掌控着一些产业的主动权。那么我国数控机床产业在国际市场上的地位如何呢?又该如何提升我国数控机床产业的竞争力?从现有我国数控机床产业竞争力的文献来看，主要存在以下问题：一是对我国数控机床产业国际竞争力的分析较多是观点探讨，缺乏足够量化证据的支撑，采用何种产业竞争力评价体系对数控机床产业开展评价有待研究[2]；二是分析我国数控机床产业竞争力后并未充分探讨如何增强产业竞争力[3]，又或者未在评价的基础上学理性地提出有关我国数控机床产业竞争力提升的战略与路径[4]；三是目前的研究大多以日本或者德国作为对标国，对其他国家的发展经验和路径缺乏介绍[5]，特别是对发展路径适用的背景和选择动因缺乏分析，简单直接对标第一方阵，可能使我国数控机床产业升级缺少过渡阶梯而难以真正实现升级。
由此，本文先量化呈现我国数控机床产业的国际竞争力现状，区别于以往只运用指标对产业竞争力进行评价，本文以指标构成二维矩阵图进行综合评价，并将其运用于数控机床产业，更能“地图式”地呈现评价结果。在此基础上，通过客观数据描绘数控机床强国产业竞争提升的轨迹，以此选取出对标国意大利和瑞士。结合两国在政府、产业与企业层面为提升数控机床产业竞争力所做的措施，本文最终提炼出数控机床产业竞争力提升的价值链和平台路径，明晰两条路径的适用背景和选择动因，从而为我国数控机床产业国际竞争力的提升提供策略启示。

1 文献综述

1.1 产业国际竞争力的内涵与评价

对于产业层次上的国际竞争力如何定义，不同学者和机构之间存在着较大的争论，归纳起来主要从以下几个角度出发来定义，见表1。第一种定义强调比较生产率，利润观则关注盈利能力，也有学者从有效供给能力的观点出发，强调在合理、公正的市场条件下，一国能够提供有效产品和服务的能力。综合观则从生产市场、利润、创新等多个方面考虑产业国际竞争力，更加全面，因此本文借鉴综合观来定义产业国际竞争力，认为产业国际竞争力需要从多个角度考虑。
表1 产业国际竞争力的定义

Tab.1 Definition of industrial international competitiveness

角度 提出者 定义
生产率 Michael E. Porter[6] 国际竞争力是指一国特定产业通过在国际市场上销售其产品所反映出来的生产率
Krugman[7] 一国的竞争问题其实是纯粹的国内生产率问题
利润观 1994年《国际竞争力报告》 一国一公司在世界市场上均衡地生产出比其竞争对手更多财富的能力[8]
有效供给能力 1985年世界经济论坛的《关于竞争力的报告》 企业主目前和未来在各自的环境中以比它们国内和国外的竞争者更有吸引力的价格和质量来进行设计生产并销售货物以及提供服务的能力和机会
《关于工业竞争力的总统委员会报告》 国际竞争力是在自由良好的市场条件下，能够在国际市场上提供好的产品、好的服务同时又能提高本国人民生活水平的能力[9]
综合观 张超[10] 产业竞争力是指属于不同国家的同类产业之间效率、生产能力和创新能力的比较，以及在国际间自由贸易条件下各国同类产业最终在产品市场上的竞争能力
金培[11] 在国际间自由贸易条件下（或在排除了贸易壁垒因素的假设条件下） 一国某特定产业的产出品所具有的开拓市场、占据市场并以此获得利润的能力，就国际竞争而言，国际竞争力的核心就是比较生产力
对国际竞争力评价方法的研究，是经济与管理领域最具深入价值与发展潜力的内容之一[12]。虽然世界经济论坛（WEF）和瑞士洛桑国际管理发展研究院（IMD）给出了大量的评价指标，但其指标有的是从国家这一宏观范围进行评价，有的是从企业或产品微观层次上进行评价，而且这些评价涉及的指标太多，较难在产业国际竞争力评价中准确应用，也较难准确反映产业国际竞争力。因此，一些学者又从其他可操作的角度提出了产业国际竞争力的评价指标。国内外产业竞争力评价主要有三类评价方法，见表2。
表2 产业国际竞争力评价方法及指标

Tab.2 Evaluation method and indicators of industrial international competitiveness

评价方法 评价指标
贸易数据 显示性比较优势指数RCA、贸易竞争力指数TCI、国际占有率、价格比率、显示性竞争优势CA
生产率法 生产法：产业产出的购买力评价
支出法：产业产出的购买力评价、投入要素的购买力评价
多因素综合评价 要素条件、需求状况、支持性产业和相关产业、企业战略结构与竞争、机遇、政府作用（波特钻石模型）
竞争实力、竞争潜力、竞争环境、竞争态势
产业竞争力的来源、实质、表现、结果
第一类评价方法是基于进出口商品国际贸易数据进行产业国际竞争力比较。Karaalp等利用显示比较优势指数和1988—2008年Vollrath在扩大的欧盟市场上的竞争优势指数，分析了土耳其在纺织服装行业的比较优势和竞争力[13]。《2013欧盟产业结构报告》[14]采用显示性比较优势指数和国际市场占有率，对欧盟、美国、日本以及金砖国家的制造业和服务业竞争力进行分析。金碚等利用联合国商品贸易统计数据库（UN Comtrade）数据，根据显示性比较优势指数，计算了按《国际贸易标准分类》（修订4）分类的2001—2011年中国4个部门总计35类工业制成品的比较优势[15]。郭京京等综合运用国际市场占有率、显示性比较优势指数、贸易竞争指数和价格比率指标，对2000—2015年中国产业国际竞争力演变态势进行定量分析，揭示中国产业国际竞争力的现状及变化特征[16]。无论是从盈利能力角度还是从市场占有率角度来看，出口情况是反映一国国际竞争力的非常重要的指标[17]，同时出口数据较易获得且较为客观，因此本文也选取此种评价方式。
第二类评价方法是以生产率法测量一国的产业竞争力，原理是基于购买力评价（ppp）法，对两个国家产业产出进行比较来确定产业国际竞争力。具体操作主要有两种方法，一种是荷兰格林根大学的ICOP（产出与生产率国际比较）项目组提出的“生产法”，以Vanark、Wagner等为代表人物[18-19]。另一种是以Jorgenson等为代表的“支出法”，方法更复杂，还能计算出投入要素的购买力评价[20]。国内学者任若恩采用生产率法对中国和美国制造业各行业的生产率及其决定因素进行了对比分析[21-22]。
第三类评价方法为综合评价法，是对多种影响产业国际竞争力的因素进行评定。波特在其《国家竞争优势》一书中，认为要素条件、需求状况、支持性产业和相关产业、企业战略结构与竞争、机遇、政府作用等六大因素，影响各国产业国际竞争力，这些因素对于产业竞争力评价方法研究具有重要参考价值[6]。穆荣平从竞争实力、竞争潜力、竞争环境、竞争态势四个方面[23]，构建中国高技术产业国际竞争力评价指标体系。陈立敏等采用竞争力的来源——产业环境、竞争力的本质——生产率、竞争力的表现——市场份额、竞争力的结果——产业利润组成的多层次指标，对中国与美国的制造业国际竞争力进行比较[24]。

1.2 数控机床产业国际竞争力研究

关于数控机床产业国际竞争力的研究主要包括三个方面：数控机床产业国际竞争力的评价，影响数控机床产业国际竞争力的因素以及提高数控机床产业国际竞争力的路径与措施。一是对数控机床产业的竞争力进行评价，不同学者从不同角度对数控机床产业国际竞争力进行评价。一些学者从数控机床产业环境进行评价。Marpaung运用定量SWOT方法来分析日本数控机床产业的优劣势、机会和威胁，从而可实现成功的机床产业竞争战略规划[25]。郭玉琼借助钻石模型理论，基于陕西数控机床行业的发展现状，着重从生产要素、需求状况、相关支持产业、企业战略、结构和同业竞争以及政策机遇这五方面分析了陕西数控机床的行业竞争力[2]。一些学者则从技术角度出发对数控机床产业国际竞争力进行评价。刘立等以德温特创新专利索引为数据来源，借助专利情报分析方法，对数控机床产业专利信息进行分析[26]。研究发现日本基本占领了所有数控系统领域的优势，德国在机身设计上具有一定优势。我国在近年来的迅猛发展中在这几个领域也占有一定的份额，但专利快速增长背后的原因和所申请的专利质量的差别还有待进一步的研究。黄晓莉等通过对比日本、美国和德国的专利信息情况，分别从专利整体产出情况、重点研发技术领域和研发机构专利布局等角度揭示出我国数控产业的发展变化[5]。还有一些学者基于进出口贸易数据对数控机床产业竞争力进行分析。Kalafsky等利用出口数据计算贸易竞争指数对美国机床行业竞争力进行分析[27]。二是对影响国家数控机床产业竞争力强或弱的原因进行了探讨。Kalafsky等认为美国数控机床产业的复苏是由多个因素共同推动的，这些因素包括积极的出口参与，改善的客户支持和更好的产品设计[28]。丁卓将我国数控机床行业关键成功因素总结为政策支持、迅速增长的国内需求、需求的层次机构、数控机床结构和制造链的可分性、后发优势、企业制度转变、贴近用户、低成本等八个因素，并采用问卷的方式对这几个因素做了验证性调研[29]。张欣等提出我国数控机床产业竞争力不足的关键因素：缺乏核心技术、技术人才，许多重要功能部件，如自动化刀具、数控系统仍依靠国外技术支撑，不能独立发展[30]。三是提出了提升我国数控机床产业国际竞争力的路径与对策建议。王乃静等认为自主创新是我国数控机床企业提高核心能力和参与国际竞争的战略性选择，并对我国机床行业如何提高自主创新能力提出了相关政策建议[31]。
可以看出，利用贸易数据对我国数控机床产业国际竞争力的定量实证评价还较缺乏，同时对数控机床产业国际竞争力的现状分析与如何提升数控机床产业国际竞争力的研究存在“两张皮”的现象：学者分析了我国数控机床产业国际竞争力而未提出提升策略或未基于评价就提出提升我国数控机床产业国际竞争力的路径措施。并且学者在研究我国数控机床产业国际竞争力时大多是选取德国、日本作为对标国，缺乏对其他数控机床强国发展数控机床产业经验及路径的研究。

1.3 产业竞争力提升路径研究

关于如何提升产业竞争力的研究概括起来主要有两个方面：基于全球价值链和基于学习效应的产业竞争力提升路径。一是基于全球价值链的产业国际竞争力提升，许多学者认为发展中国家可以增加对全球价值链（GVC）的参与，从而增加产业国际竞争力[32-33]。许树辉认为嵌入全球价值链是欠发达地区产业升级的必要条件[34]。打造头脑型制造业，占据价值链的高端对实现制造业竞争力的提升尤为关键[35]。全球价值链的攀升有“微笑曲线”与“武藏曲线”两种观点。施振荣认为经济主体应注重附加值高的研发和营销环节，向“微笑曲线”两端转移[36]。Prete等分析了欧盟200多万家公司样本中供应链价值的增加点，其中顶部和底部的任务显示出更高的附加值，研究结果与“微笑曲线”的假设一致[37]。然而“武藏曲线”认为：无论是研发还是营销，本身并不创造价值，而只有制造过程才是创造价值。武藏曲线论者把制造分成两类，一类是简单加工，另一类是“高度制造”，并指出高度制造创造高附加值和高额利润[38]。二是基于学习效应的产业国际竞争力提升。产业集群是我国培育产业竞争力的一个重要方向[39]，因为产业集群内部企业间通过集体学习和“ 干中学”，促进了企业创新[40]，从而形成真正的产业竞争力。巴谢尔特认为产业集群通过外部联系所获得的知识，可以通过集群的本地联系在集群内部迅速扩散，最终提高本地联系中所携带知识的量和质[41]。向一波等提出要构建基于产业链的装备制造产业集群，创造集群创新环境来提高我国装备制造业的产业竞争力[42]。
已经有很多学者探讨了基于全球价值链和产业集群提升国际竞争力的内在机理，意识到了全球价值攀升与学习效益对于提升产业竞争力的正面作用。但是较少学者研究基于具体产业提升其竞争力的实践方法，特别是在数控机床产业方面的研究更是寥寥无几。另外，不同国家不同产业提升竞争力的路径应具有差异性。

1.4 研究缺口

通过对产业竞争力评价、提升路径和数控机床产业分析的文献梳理，可以发现已有研究存在两大缺口：一是对数控机床产业竞争力评价缺少系统框架和竞争力客观呈现；二是对产业竞争力提升路径缺乏学理性提炼，特别是对路径背后的适用情境和选择动因研究不够深入。本文将立足这两点，构建数控机床产业竞争力评价指标体系，开展国际比较的基础上提炼出数控机床产业竞争力提升路径及其适用情境。

2 中国数控机床产业国际竞争力现状比较

2.1 指标体系

遵照产业国际竞争力分析的惯例[16]，本文采用三大指标分析数控机床产业国际竞争力，分别代表规模水平、相对竞争力水平和附加值水平，见表3。国际市场占有率可反映一国某产业或产品的出口在国际市场上的比重，比例越高说明该国该产业或产品的出口规模越大。贸易竞争指数（TCI）可反映一国某产业或产品的相对国际竞争力，测量出一个国家是某一产业或产品的净出口国还是净进口国，该指数的优点是剔除了通货膨胀、汇率变动等宏观总量方面波动的影响，是一个与贸易总额的相对值[44]。 T C I i j为正，表明i国j类产品的生产效率高于国际水平，对于世界市场来说，i国是j产品的净供应国，具有较强的出口竞争力。指数值介于-1和1之间，贸易竞争指数为负则表明i国j类产品的生产效率低于国际水平，出口竞争力较弱[45]。价格比率可反映出一国产品的附加价值（质量）的差别[45]。价格比率大于1，说明产品附加值高，价格比率小于1，产品附加值低。
表3 产业国际竞争力测量指标

Tab.3 Measurement indicators of industrial international competitiveness

指标 定义 公式
国际市场占有率 某国某产品的出口额占世界该产品的出口总额的比率 M S i j = X i j / M w j（ X i j为 i国 j产品的出口总额； X w j为世界 j产品的出口总额）
贸易竞争指数 一个国家某一产业或产品净出口与该产品贸易总额之比[43] T C I i j = X i j - M i j / X i j + M i j（ X i j为 i国 j产品的出口额； M i j为 i国 j产品的进口额）
价格比率 一个国家同类产品出口价格与进口价格比较 P R i j = X i j X N i j / M i j M N i j（ X i j为 i国 j产品的出口额； X N i j为 i国 j产品的出口数量； M i j为 i国 j产品的进口额； M N i j为 i国 j产品的进口数量）

2.2 数据来源

在国际贸易统计中，没有根据行业划分的进出口贸易数据，只有根据商品类别划分的进出口贸易数据[46]。所以本研究通过联合国商品贸易统计数据库（由各国海关提供的各类产品海关数据的详细汇总），采用海关合作理事会（CCC）制定的《商品名称和编码协调制度》（HS1996）所确定的6位分类目录并按照目录选择了编码为8456、8457、8458、8459、8460、8461、8462及8463的19种数控机床产品（表4），以此来详细分析数控机床产业产品的国际竞争力情况。本文利用数据计算产品的国际市场占有率、贸易竞争指数和价格比率分析中国数控机床产业国际竞争力的现状，并与主要数控机床强国（德国、意大利、日本、瑞士）进行比较，分析我国数控机床产业产品领域的国际竞争的优势与劣势。
表4 分析数控机床产业国际竞争力所选择的产品

Tab.4 Analysis of products selected by the international competitiveness of the CNC machine tool industry

编码1 编码2 产品描述
8456 845610 用激光或其他光或光子束处理各种材料的加工机床
845620 用超声波处理各种材料的加工机床
8457 845710 加工中心
8458 845811 切割金属的卧式数控车床
845891 切割金属的立式数控车床
8459 845921 切削金属的数控钻床
845931 切割金属的数控镗铣机床
845951 切割金属的升降台式数控铣床
845961 切割金属的数控铣床（非升降台式）
8460 846011 加工金属的数控平面磨床（任一坐标定位精度至少0.01 mm）
846021 加工金属的数控磨床（非平面，任一坐标定位精度至少0.01 mm）
846031 加工金属的数控刃磨机床
8461 846120 切割金属或金属陶瓷的插床
846130 切割金属或金属陶瓷的拉床
846140 切割金属或金属陶瓷的切齿机、齿轮磨床或齿轮精加工机床
846150 切割金属或金属陶瓷的锯床、切断机
8462 846221 加工金属的数控矫直、弯曲、折叠或矫平机床（包括压力机）
846231 加工金属的数控剪切机（包括压力机）
846241 加工金属的数控冲孔或开槽机床（包括压力机，冲剪两用机）
8463 846310 加工金属、烧结金属碳化物或金属陶瓷的非切削机床；用于棒材，管材，型材，线材等的拉伸工作台
846390 其他8463品目下的机床

2.3 数控机床产业国际竞争力比较

①产业规模。从国际市场占有率来看，我国数控机床产品在国际市场上已占有一席之地，已经成为一个数控机床规模大国。从图1中数据可以看出，2016年我国数控机床产业一些产品的国际市场占有率已经可与数控机床强国相比肩。其中，“切割金属或金属陶瓷的锯床、切断机（846150）”和“加工金属的数控剪切机（包括压力机）（846221）”两种产品的国际市场占有率已经超过其他数控机床强国，分别为21.2%和27.5%。
图1 2016年中国与其他数控机床强国的国际市场占有率比较

Fig.1 Comparison of international market share of CNC machine products in China and other countries in 2016

②产业相对竞争力。从贸易竞争指数来看，我国大部分数控机床产品的国际竞争力很弱，与数控机床强国的差距较大，只有少数几种数控机床具有较强的国际竞争力。从图2可知，19种数控机床产品中我国大部分产品的TCI为负数，而德国、意大利、瑞士的大部分产品的TCI大于0，日本的19种数控机床产品的TCI全为正值，这表明我国数控机床的国际竞争力与数控机床强国的差距还较大。845710、845931、846130、846140、8460的TCI接近-1，表明我国数控机床产业中这几类产品的生产效率低于国际水平，国际竞争力非常弱。但我国有3种产品（845951、846120、846150）的TCI为正，说明这3种产品的生产效率高于国际水平，对于世界市场来说，我国是这3种产品的净供应国，具有较强竞争力。
图2 2016年中国与其他数控机床强国的贸易竞争指数比较

Fig.2 Comparison of trade competition index of CNC machine tools between China and other countries in 2016

③产业附加值。从价格比率来看，我国数控机床产品的质量与附加值较低，处于全球价值链的低端环节。在图3中，我国数控机床产品的价格比率都小于1，表明我国数控机床产品的附加价值较低。相反，瑞士与意大利的大部分数控机床产品的价格比率在1以上，说明瑞士和意大利大部分数控机床质量与附加值则较高。其中，瑞士和意大利都具有附加值非常高的数控机床产品。例如瑞士的“切割金属或金属陶瓷的切齿机、齿轮磨床或齿轮精加工机床”（846140）和意大利的“用超声波处理各种材料的加工机床”（845620），价格比率都高达10以上。
图3 中国与意大利瑞士数控机床产品价格比率比较

注：由于数据库缺失，本部分缺少了对德国和日本的价格指数分析。

Fig.3 Comparison of price ratios between Chinese, Italian and Swiss CNC machine tools

2.4 中国数控机床产品竞争力地图

为进一步分析我国各数控机床产品的国际竞争力，本文以国际竞争力（贸易竞争指数作为测度）为横轴，以产品相对附加值（价格比率作为测度）为纵轴，直观呈现我国数控机床产品的国际竞争力定位，结果如图4。总体来看，我国19种数控机床产品都位于第三、四象限，说明数控机床的附加值和竞争力都较低。具体而言，一方面我国国际竞争力较强的数控机床产品主要依靠价格在国际市场上获得竞争优势。由图4可知，3种数控机床产品（845951、846120、846150）处于第四象限，则这3种数控机床产品国际竞争力较强，并且附加值都较低，说明这3种产品在国际市场上的竞争主要依靠价格优势。另一方面，国际竞争力强的数控机床产品都属于加工精度不高、技术含量不高的数控机床品种。由图4可知，中国以下几类数控机床产品的国际竞争力较强：切割金属的升降台式数控铣床（845951）、切割金属或金属陶瓷的插床（846120）和切割金属或金属陶瓷的锯床、切断机（846150）。通过对3种数控机床的属性、功能分析可知，这3种数控机床的加工精度不高，都属于技术含量要求不高的数控机床机种。①切割金属的升降台式数控铣床（845951）：升降台式数控铣床有万能式、卧式和立式等，主要用于加工中小型零件，一般规格较小，是应用最广的铣床。②切割金属或金属陶瓷的插床（846120）：插床是一种金属切削机床，用来加工槽类特征。插床的生产率和精度都较低，多用于单件或小批量生产中加工内孔键槽或花键孔，也可以加工平面、方孔或多边形孔等，在批量生产中常被铣床或拉床代替。但在加工不通孔或有障碍台肩的内孔键槽时，就只有利用插床了。③切割金属或金属陶瓷的锯床、切断机（846150）：锯床以圆锯片、锯带或锯条等为刀具，锯切金属圆料、方料、管料和型材等的机床。锯床的加工精度一般都不是很高，多用于备料车间切断各种棒料、管料等型材。
图4 中国2016年数控机床产品竞争力与附加值分布图

Fig.4 Quadrant diagram of product competitiveness and added value of China's CNC machine tool in 2016

3 对标国选取与发展路径提炼

3.1 对标国选取

本文进行对标国选取的目的是希望从量化数据中找出我国数控机床产业竞争力提升可以参考的对象，以此探究对标国是如何发展数控机床，从而为我国数控机床产品发展方向提供启示。基于数据库可得数据，本文对数控机床产业强国进行了多次迭代摸索，期望寻找到产业竞争力成功从第三、四象限向第一象限演进的国家，最终发现意大利和瑞士具有类似的轨迹演进，而德日从产业发展的早期就占据了第一象限位置，从而其发展策略的参考价值有限。通过分析意大利1995、2006和2016年的数控机床产业竞争力以及瑞士1990、1999和2016年数控机床产业竞争力 ① ，可以得出两国数控机床产品国际竞争力与附加价值分布演变轨迹如图5和图6所示。不难发现，意大利与瑞士数控机床产品的国际竞争力与附加值的演变轨迹具有差异性。
图5 意大利数控机床产品竞争力与附加值发展轨迹图（1995年—2006年—2016年）

Fig.5 Development track of product competitiveness and added value of Italian CNC machine tool（1995-2006-2016）

图6 瑞士数控机床产品竞争力与附加值发展轨迹图（1990年—1999年—2016年）

Fig.6 Development track of product competitiveness and added value of Swiss CNC machine tool （1990-1999-2016）

①意大利。意大利数控机床产品的发展轨迹是从最初的低附加值弱竞争力向低附加值弱竞争力再向高附加值强竞争力转变，如图5。从图中可以清晰地看出意大利1995年编码为845610、846011、845620、845931、846231、846150的数控机床产品都位于低附加值象限，至2006年部分数控机床产品已转移至高附加值强竞争力象限，到2016年这6种产品已经全位于高附加值强竞争力象限。
②瑞士。瑞士数控机床产品的发展轨迹为从高附加值弱竞争力向高附加值强竞争力，如图6。利用数据库中所能获得的最早的（1990年）数据就显示出瑞士有数控机床产品（845710、845811、845961、846231）位于高附加值象限，这与众所周知的瑞士从一开始就选择走具有高附加价值制造的富国之路的实际相符，但是1990年瑞士数控机床产品还缺乏国际竞争力。经历低竞争力向强竞争力的过渡，至2016年这几种数控机床产品已经全位于高附加值强竞争力象限。

3.2 对标国数控机床产业发展举措

在根据数控机床产业发展轨迹图选取了对标国意大利和瑞士之后，本文进一步分析两国各自对于促进本国数控机床产业发展所实施的政策及措施。一国产业竞争力的提高需要个体努力、集体努力以及公共政策的支持[47]。所以本文梳理了意大利、瑞士的政府，产业与企业对促进本国数控机床发展实施的措施 ① ，从而验证和完善意大利和瑞士两国数控机床产业产品发展轨迹，并为提炼两国数控机床产业的发展路径奠定基础，也能为我国提升数控机床产业发展带来启示。

3.2.1 意大利数控机床产业发展举措

通过对意大利政府、产业和企业为数控机床发展所实施的举措进行梳理（表5），本文认为意大利数控机床产业的发展主要得益于以下几方面。①专业分包商企业队伍。意大利的机床厂一般只进行主机装配、调试和关键零部件及某些关键工序的生产加工，而其他许多零部件及粗加工工序分别承包给专业分包厂来进行加工或外购的。②本土制造与代加工结合模式。意大利机床企业在进行跨国经营时，也采取意大利本土制造和代加工结合的制造模式。除最复杂、尖端的机床仍然在意大利进行制造，其余交给国外工厂。③注重研发。在研发方面，意大利制造商不仅致力于现有机床的不断优化创新，更投入到新型机床的开发中。如今意大利机床制造商致力于除金属切割机床、成形机床之外的第三类机床——增材制造技术的开发。④强调机床的设计。意大利机床设计不仅充分应用人体工程学原理，考虑舒适、简便、宜人性，还将工艺性能最大化，具有创新性。⑤产品推广与优质服务。意大利机床制造商在推销自己的产品上也不遗余力，开展了很多意大利机床产品的推广、推介活动。比如在一些重要展览会上设立专属展位，积极组织各种座谈会，在全球市场深入推广意大利机床产品。意大利举办了一些全欧洲乃至全世界范围知名的机床展览会，这些展览会是展示意大利机床技术的很好的窗口。另外，意大利机床制造商具有良好的售后服务，采取本地化运营、本地服务团队、本地备件库存策略，能够及时响应客户的要求，为客户提供及时的服务。⑥品牌维护。为保证数控机床的品质，维持企业良好形象，意大利机床协会于2011年开展了UCIMU认证。通过严格的测试的机床制造商，才能获颁蓝色的UCIMU认证商标。意大利机床协会还开展了“blue philosophy”绿色达标认证工作。除了考察企业的商业信誉、财务状况外，重点考察企业产品的安全性、功能性测试结果，以及客户服务等指标。
表5 意大利促进数控机床产业发展的战略措施（政府—产业—企业）

Tab.5 Strategic measures to promote the development of CNC machine tool industry in Italy（government-industry-enterprise）

主体 措施
政府 1923年，意大利对外贸易委员会成立，致力于促进机床出口
1965年，实施Sabatini法第1329/65条款，给予中小企业购买机床优惠
1994年，出台了税收扶持的Tremonti-Ter政策，促进制造业投资
1998年，第1089/68号法设立研发（FAR）基金，鼓励国家科研机构和企业联合进行科研开发
2016年，意大利经济发展部公布了意大利版的“工业4.0”计划
产业 1945年，意大利机床制造协会（UCIMU）成立
1956年，UCIMU开始举办两年一度的意大利机床展（BI-MU）
1990年，UCIMU开始举办意大利国际自动化工厂展
1995年，UCIMU制订全球战略，瞄准潜在的汽车大国
1996年，UCIMU开始举办国际分包技术及工业服务展（SFORTEC），为机床制造商提供技术分包
2011年，UCIMU开展了UCIMU制造系统认证和“blue philosophy”绿色达标认证工作
企业 845610：1979年，Prima开发出第一台3D激光机
1993年，Prima通过收购LASERWORK AG进入2D激光市场
2014年，Prima使用最先进的国际标准管理其销售组织
846011：1991年，Favrett开始发展磨床系列模块化的特点
1995年起，麦克诺朵拉磨床公司以ISO 9001标准为依据制定品质工程
2005年，磨床巨头ROSA设计出外观变化多样，颜色艳丽的平磨
2013年，ROSA公司准备积极开发包括中国在内的远东市场
845931：1975年开始，LAZZATI研发静压导轨技以应用于制造最先进的卧式镗铣床
1999年，PAMA公司的质量系统通过了ISO9001验证
2010年Camozzi借助通信业务“ePs网络服务系统”，可对设备远程干预
2011年，camozzi针对风能、船舶行业分别开发了专用的镗铣机床
846231：1999年，格斯柏灵尼公司开发出新型数控中厚板剪板机
2000年，Gasparini S.p.a生产出配备综合远程服务系统的生产线
2001年，曼佐尼集团推出新型“Speed Link”驱动式闭式压力机
2012年，Gasparini S.p.a在中国成立销售中心
846150：1999年开始，意大利MEP公司每年参加 IMTS、EMO、CIMT等国际锯床展览会
2005年，ADIGE研发出高速锯床，可以改变25种切割长度
2008年，MEP锯床北美市场占有率和销售第一
845620：1993年，MARPOSS马波斯开发出AE系列超声波传感器
2001年，意大利SONOWAVE超声波设备进入纺织切割和塑料焊接领域
2014年，DATALOGIC推出新型US18超声波传感器，实现最大应用灵活性

3.2.2 瑞士数控机床产业发展举措

由于瑞士是小国，所以从一开始就选择走发展高附加值加工制造业的富国之路。同时，瑞士70%的机床都是出口的，主要依靠外贸，所以瑞士特别注重数控机床在国际市场上的竞争力。瑞士数控机床产业的发展主要得益于：①瑞士机床定制模式。瑞士数控机床制造商接受为用户定制机床，称之为“Made-to-measure Solutions”服务，为用户提供解决问题的方法、技术、装备和生产系统。客户直接定制，交货周期快，加快制造商资金周转，所以瑞士机床业的资金流动率居世界第一。②瑞士设立的开发中心与技术中心为机床行业发展提供了技术支持。瑞士联邦经济事务部和技术革新委员会制定的“WZMO（机床）计划”确立了行业之间的密切合作关系。该计划的目标之一是在大学和技术院校中建立开发中心，以满足行业的需求。目前该目标已得以实现。由联邦政府资助，瑞士联合技术公司和瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）共同创建的技术能力中心——Inspire AG，是一直以来向瑞士机械和电气工程行业转让技术的领先瑞士技术中心。Inspire AG汇集业内最佳合作伙伴和高校合作项目，并具有将思想成功转化为创新的知识和经验。在需要探索新的领域的时候，技术或项目执行中的准时能力缺失，Inspire AG可以提供解决方案。③技术与知识转移战略。为企业尤其是中小企业与公共研究机构的创新合作提供高效的合作平台和长期的持续支持，瑞士2013年出台技术与知识转移新战略。政府开通国家主题网络，将创新主题发送给企业，并构建企业和科技机构合作关系桥梁，搭建基于Web的物理网络平台，企业和科技人士可在平台上展开互动。④瑞士机械和电气工程协会及“机床集团”的支撑。Swissmem是瑞士机械和电气工程行业（MEM行业）及相关技术领域的中小企业和大型公司的领先协会，拥有许多强大的网络：27个专家小组，各种经验分享小组和论坛为成员公司提供了就技术问题进行对话或共同项目工作的机会，帮助成员公司评估和定义研发项目，为成员提供与研究机构或者行业的伙伴合作的机会。由瑞士79家最主要的机床制造商联合成立的“机床业集团”，每年向瑞士联邦技术研究机构提出有关机床设计和制造技术的研究任务，并负责组织瑞士和国外有关机床的技术展览会。⑤瑞士国家基金（SNF）、科技与创新委员会（KTI）以及瑞士科学院联盟。瑞士国家科学基金会促进以知识为基础的科学研究，瑞士国家科技创新委员会促进以科学为基础的创新，由瑞士思想和社会科学院、瑞士技术科学院等组成的瑞士科学院联盟则推动学界和社会对话并提供咨询（表6）。
表6 瑞士促进数控机床产业发展的战略措施（政府—产业—企业）

Tab.6 Strategic measures to promote the development of the CNC machine tool industry in Switzerland （government-industry-enterprise）

主体 措施
政府 1952年，瑞士先后建立瑞士国家基金（SNF）、科技与创新委员会（KTI）以及瑞士科学院联盟
1980年，瑞士联邦经济事务部和技术革新委员会制定wzmo（机床）计划
1985年，联邦政府资助，瑞士联合技术公司和瑞士苏黎世联邦理工学院共同创建技术能力中心inspire AG
2011年，瑞士政府成立了统一管理的联邦教育、研究与创新署
2013年，瑞士政府出台知识与技术转移新战略
2014年，瑞士国家基金委员会规定项目必须多个机构联合申报，一经获批成立竞争力能力中心
2016年，瑞士政府启动了瑞士创新园建设
产业 1960年，Swissmen（瑞士机械和电气工程行业协会）协会下的“机床业集团”成立
1963年，Swissmen成立专家小组，为成员公司提供了就技术问题进行对话或共同项目工作的机会
1999年，Swissmen组织学生参与瑞士技术的活动
2005年，Swissmen成立“寻找你的未来”瑞士技术领域最大的培训和工作平台
2006年，Swissmen开始与联邦理工学院合作，帮助协成员研发创新
企业 845710：1987年，宝美开启全球技术中心战略
2000年，瑞士StarragHeckert集团与德国公有研究机构共同开发了平行机构加工中心
2013年，瑞士宝美精心研制出铣车复合加工中心
2015年，瑞士宝美和瑞士西普共同打造出超高精度5轴联动加工中心
846231：1985年，瑞士Hammerle公司研发出高效率的剪切中心
1987年，百超推出切割角度可变的优质切割液压切边剪床
1993年，百超在中国设立数控剪板机生产基地
2006年，Cybelec推出采用大屏幕显示的剪板机数控系统
845961：1985年，瑞士宝美行程150mm、4轴控制的迷你数控铣床
1990年，瑞士宝美制造出最多27根加工主轴的数控铣床
1998年，瑞士StarragHeckert集团收购世界精密镗铣床名厂SIP公司
2001年，瑞士米克朗公司发布新一代高速铣床，是常规切削速度的5~10倍
845811：1973年，肖布林制造出欧洲第一台数控车床
2008年，特纳斯与宝美共同成立上海技术中心
2011年，Tornos与Haute Ecole Suisse Arc Ingénierie（工程高中）决定共同创立Tornos研究中心
2012年，瑞士特推出了一款新理念的、具有革新意义的数控多主轴自动车床

3.3 对标国发展路径及其选择动因

结合瑞士和意大利数控机床产业产品的发展轨迹图与两国对促进本国数控机床产业发展所采取的措施，在分析举措选择背后的动因基础上，本文提炼出两国数控机床产业的发展路径（表7）。
表7 对标国数控机床产业发展措施、轨迹与路径

Tab.7 Development measures，tracks and paths of CNC machine tool industry of reference object

国家 背景 维度 措施 轨迹 路径
意大利 设计文化 研发 注重产品研发 价值链路径
渐进式的价值攀升
强调机床设计
制造 本土制造与代加工结合
家族制造 强大的专业分包商企业队伍
品牌 开展品牌达标认证
本地化运营和展览会推广
瑞士 创新文化 创新平台 建立开发中心和研究中心 平台路径
突破式的龙头引领
知识与技术应用平台
定制平台 “Made-to-measure Solutions”定制服务
定制服务 制造体系分工协作网络
产业平台 机械制造业协会的强大支撑
国家基金（SNF）、科技与创新委员会（KTI）以及科学院联盟
在1980年代，意大利数控机床产业非常分散，大多数都是家族式的中小制造企业。机床制造商能够很快地对客户要求做出回应，具有灵活自主权。但随着市场竞争的加剧，行业整体发展十分受限。特别是面对德国、日本等巨头的产业竞争，迫使意大利数控机床厂商谋求升级。在意大利政府鼓励制造业创新投入的政策下，数控机床厂商依托制造环节优势，利用意大利作为设计天堂的文化底蕴，加大机床工艺的设计力度 ① 。进一步地，通过注重发展价值链中高附加值的环节：研发、设计、营销和品牌，不断提高数控机床的附加值来提高其竞争力。可见，意大利数控机床产业发展代表的是渐进式价值攀升路径。
与意大利面临的产业竞争加剧情形类似，瑞士也在谋求自身数控机床产业的升级发展。瑞士作为世界上人均拥有专利比率最高和人均获得诺贝尔科学奖比例最高的国家，拥有浓重的创新文化，相对GDP科研投入世界最高 ② 。特别是瑞士的产学研协同机制十分健全，瑞士数控机床产业的发展主要得益于瑞士建立的各种平台 ③ ：研究中心、技术转移中心、创新园以及连接着各机床制造商的Swissmen等，这些平台拓展了工业界与学术界的紧密合作。通过打造龙头平台，可以汇聚厂商和研发机构协同为用户提供定制化服务，并且平台具有网络效应，快速实现用户和厂商的有效匹配，极大提升了产业效率。可见，瑞士数控机床产业的发展代表的是突破式龙头平台引领路径。

4 研究结论与政策启示

4.1 研究结论

本文首先使用国际市场占有率、贸易竞争指数以及价格比率指标量化呈现我国数控机床产业国际竞争力现状。研究结果表明：我国已经是一个数控机床制造大国，在国际市场上占有一席之地。但是我国大部分数控机床产品国际竞争力还较弱，少数较强的数控机床产品也主要依靠价格获得竞争优势。并且我国数控机床附加值都较低，处于全球价值链的低端环节。然后本文量化分析了数控机床产业产品竞争力与附加价值的分布转变轨迹，选取了对标国瑞士与意大利，通过梳理意大利和瑞士为提高本国数控机床产业竞争力所采取的措施。最后提炼出两国不同的两条发展路径：价值链的攀升路径和平台路径。通过分析两条路径的内涵并结合意大利和瑞士选择两条路径的背景，探讨两条路径在中国的适用情境，见表8。
表8 提升我国数控机床产业竞争力的战略路径

Tab.8 Strategic path to enhance the competitiveness of Chinese CNC machine tool industry

路径 适用中国情境 路径内涵
价值链路径 低附加值向高附加值攀升（适合竞争力强但附加值低的品类（845951、846120、84615等），依托优势渐进式价值攀升） 依托微笑曲线，产品附加值向研发和品牌两端攀升
依托武藏曲线，高水平制造实现附加值的倒U形反转
平台路径 弱竞争力向强竞争力攀升（适合附加值高但竞争力弱的品类（845710、845811、845961等），依托龙头平台实现突破） 依托平台架构共享效应，降低企业交易和创新成本
依托平台架构集聚效应，促进产业生态系统式发展
价值链路径强调基于分工效率的渐进提升，适用于由低附加值向高附加值攀升的产品。一是可依托微笑曲线，实现产品附加值向全球价值链两端攀升。发展中国家可以抓住核心要点，通过自主研发、并购等途径攀向“微笑曲线”的高处，实现数控机床产业升级[48-49]。二是可依托武藏曲线，实现制造业附加值倒U形反转。当前方兴未艾的第三次工业革命是以数字制造和智能制造为代表的制造业技术改革，可实现生产制造的综合优化和运营效率的大幅提升[50]，使得原来处于GVC低端的生产制造和加工组装环节位势得以提升。根据分析我国编码为845951、846120、846150的数控机床在国际上具有竞争优势但处于价值链的低端，这类企业在自身价值环节具备一定优势，关键是立足双元创新，兼顾当下与未来，持续加大创新投入，通过走价值链攀升路径，逐渐成长为行业“隐形冠军”。
平台路径强调基于架构创新的突破发展，可实现产品弱竞争力向强竞争力的根本转变。平台本质是一种扮演基石作用建构区块的混合型组织[51]，而建构区块的核心则是基础共享式资源。随着平台集聚的企业数量增加，平台就类似于产业集群形成过程中的“热点区”，依托平台架构的共享效应，可降低企业间交易成本，促进知识溢出与吸收，减少创新成本；依托平台架构聚集效应，大量具有技术、组织、产品关联的企业可据以分工、衍生、竞争和合作，形成一个可以整合系统产品和服务供给、增强机体创新能力的“产业生态系统”[52]，从而提高整个集聚区的创新性和生产力水平[53]。这一路径不仅体现在瑞士数控机床发展中，日本于1976年开展的超大规模集成电路（VLSI）计划就是政府建立共性研究平台，激励和组织企业间开展创造性合作研究，这一计划使得日本半导体产业飞速发展，成功追赶美国。根据分析，我国有很多数控机床产品附加值高但竞争力弱，特别是加工工艺要求高的数控机床品类（例如编码为845710、845811和845961的产品）。这些机床品类对未来产业发展至关重要，由于全球价值链的低端锁定，很难实现渐进式的价值攀升。因此需要采取平台路径，通过国企、民企龙头、科研机构和政府协同构建产业创新平台，开展协同创新实现关键数控机床产品竞争力的突破。

4.2 政策启示

①宏观政策层面需认清形势，我国离数控机床产业强国尚任重道远，短期应加强多边合作，优化贸易结构，避免单向过度依赖。我国已是全球第一制造业大国，具有“世界工厂”的地位，但是低附加值一直是我国制造业的现状。一国如若长期被锁定在国际分工体系的低附加值环节，形成俘获型价值链，就难以实现功能和价值链的升级[54]，最后沦落为全球化的牺牲品。未来，我国在数据机床产业政策制定上，要充分贯彻加大开放力度的精神，积极同多个国家和地区合作，避免同某一数控机床强国的过度依赖性合作，要在多边贸易合作中建立起自身的议价能力（bargain power），从而提升中国在数控机床产业创新体系中的地位。
②产业发展层面需要“梯度思维”，理性认识与日本和德国等数控超级强国的差距，意大利和瑞士等“第二方阵”国家的发展举措或更具有参考价值。产业升级路径有其适用的具体情境，需根据产品类别及其发展背景选择相匹配的路径。区域产业发展起点不同，内在动力、发展速度也具有差异性。我国数控机床产业国际竞争力与德国和日本相比还有较大差距，实现我国数控机床产业国际竞争力的大幅提升不能一蹴而就。产业升级需要一定的技术和市场梯度[55]，因此通过对标其他国家例如意大利和瑞士数控机床产业的政策，或许对我国数控机床产业发展更富有启示与参考价值。意大利和瑞士数控机床产业发展本身亦存在不同，分别代表渐进式价值攀升路径和突破式龙头引领路径，可根据产业细化类别的情境相机选择。值得注意的是，两条路径也并非相互排斥的关系，存在谋求渐进攀升和突破发展间断平衡的可能。
③实践层面立足“消费互联网”向“产业互联网”纵深推进的趋势，数控机床制造企业应注意采用平台架构和生态系统思维，实现开放创新、智能定制和精准服务的数字化转型。“互联网+”背景下的数字化转型具有显著的平台经济特性，我国数控机床企业发展也应学习平台思维。通过构建共生依赖的产业互联网平台，促进系统内互补创新；解构用户个性化需求“黑箱”，实现大规模智能定制；基于网络协同和数据智能双螺旋的有机结合，打造资源共享平台，从而提供精准服务。最终通过整个产业互联网平台生态的发展，实现中国数控机床产业的竞争力提升。

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