1987 年，東芝旗下的東芝機(jī)械被指控違法販?zhǔn)勰苡糜谥圃炻菪龢木芏噍S加工機(jī)床及相關(guān)軟件等予蘇聯(lián)軍方，供蘇軍制造低噪聲潛水艇，這加大了美軍潛艇利用聲納索敵的難度。這項(xiàng)交易違反了冷戰(zhàn)時(shí)期的 CoCom 協(xié)議，盡管交易本身發(fā)生在 80 年代初期，而案件在 80 年代末才開(kāi)庭審理，該案也受到了預(yù)料程度之上的重視，美國(guó)和日本的關(guān)系也因此事而受挫。案件的結(jié)局，東芝的兩名資深經(jīng)理人被起訴逮捕，而東芝也遭受美日兩國(guó)的罰款制裁。

       五軸機(jī)床

       機(jī)床對(duì)于工業(yè)的重要性，就如化肥對(duì)于農(nóng)業(yè)。印度有耕地有水源有溫度，糧食產(chǎn)量比多山少水緯度高的中國(guó)要少幾乎一半兒，除了糧食需求、人口素質(zhì)的原因，落后的化肥產(chǎn)業(yè)也難辭其咎。然而，化肥這類(lèi)東西，雖說(shuō)科技含量不低，國(guó)際先進(jìn)水平畢竟也沒(méi)高到哪兒去；提高產(chǎn)量，還是一個(gè)想到就可能做到的事情，無(wú)非是個(gè)量變過(guò)程。
       但是機(jī)床不一樣。冰凍三尺，非一日之寒，工業(yè)與科技無(wú)法做到同步繁榮。制造業(yè)的進(jìn)步并非科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室便可以搗鼓出來(lái)，這需要大量產(chǎn)業(yè)工人及工廠主經(jīng)年累月的試錯(cuò)和改進(jìn)。舉例來(lái)講，實(shí)驗(yàn)室可以生產(chǎn)先進(jìn)的電器元件，但無(wú)法穩(wěn)定最終產(chǎn)物的電壓——較為復(fù)雜的元件，實(shí)驗(yàn)室手制 100 遍，會(huì)有 100 個(gè)不同的電壓，而這距離工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化顯然很遙遠(yuǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)生產(chǎn)需要流水線上的產(chǎn)業(yè)工人想辦法實(shí)現(xiàn)，而且往往不是拍腦門(mén)便可以解決的問(wèn)題。
       三軸機(jī)床是傳統(tǒng)的機(jī)床種類(lèi)，物料擺放在機(jī)床上，刀具置于物料上方，在程式的控制下，物料進(jìn)行左右、上下、前后三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)，被刀具切削成形，變?yōu)樽罱K的工件。但是三軸機(jī)床有著嚴(yán)重的局限性，因?yàn)槲锪显跈C(jī)床上并非可以進(jìn)行左右、上下、前后三個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)，而只是可以在起始位置進(jìn)行三條直線六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，因此復(fù)雜的斜面、曲面及各類(lèi)迂回百折啊九淺一深啊的加工，只能依靠調(diào)整物料擺放位置及角度，多次裝夾，多次開(kāi)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這不僅需要反復(fù)操作，耗時(shí)耗力（還要考慮調(diào)整角度使用的夾具成本），還需要人工參與（有時(shí)甚至需要在下機(jī)床之后人手上銼刀），難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的精確度，決非工業(yè)生產(chǎn)可用。90 年代初，中美好基友時(shí)期，美國(guó)專(zhuān)家赴中國(guó)指導(dǎo)戰(zhàn)斗機(jī)的制造，驚異地發(fā)現(xiàn)：「啊！你們國(guó)家的每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都不一樣！」工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和精確，對(duì)于中國(guó)這個(gè)現(xiàn)代工業(yè)起步如此之晚的后輩，說(shuō)出來(lái)真的全是淚。
       各大工業(yè)國(guó)于上世紀(jì)便在高精度的工件生產(chǎn)上放棄了傳統(tǒng)的三軸機(jī)床，改用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床在三個(gè)線速度的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)角速度，這就確保了物料在機(jī)床上的自由運(yùn)動(dòng)，使得復(fù)雜曲面的構(gòu)造成為可能；況且，五軸聯(lián)動(dòng)使一次裝夾下的任意曲面加工得以實(shí)現(xiàn)，保證了高效率和高精度。一些氣密需求（如人造心血管）、抗高壓需求（如泵機(jī)缸體）、防噪需求（如潛艇螺旋槳）等對(duì)精度要求較高的工件，或者本身形狀詭異（如船只葉輪、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子）的工件，基本上完全依賴(lài)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的加工。在航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床都起到不可替代的作用。        這么高大上的設(shè)備，在中國(guó)的使用程度如何？

       工業(yè)差距

       巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)，Coordinating Committee for Multilateral Export Controls，縮寫(xiě)為 CoCom，簡(jiǎn)稱(chēng)巴統(tǒng)，正式名稱(chēng)為輸出管制統(tǒng)籌委員會(huì)，是二戰(zhàn)結(jié)束后的冷戰(zhàn)時(shí)期，西方發(fā)達(dá)國(guó)家建立的一個(gè)針對(duì)社會(huì)主義國(guó)家實(shí)行禁運(yùn)和貿(mào)易限制的，不對(duì)外公開(kāi)的，沒(méi)有條約的非正式國(guó)際組織。巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)于 1994 年 3 月 31 日正式宣布解散，它所制定的禁運(yùn)物品列表后來(lái)被瓦森納協(xié)定所繼承，并延續(xù)至今。瓦森納協(xié)定管制的貿(mào)易物資主要為武器及軍商兩用貨品，現(xiàn)時(shí)簽署國(guó)包括英法德美日俄等 40 余個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)，受限制的貿(mào)易對(duì)象為朝鮮、伊拉克、中國(guó)等。
       當(dāng)然，熟稔國(guó)際政治的人都打心里明白，沒(méi)有永恒的原則，只有永恒的利益。誰(shuí)不知道經(jīng)濟(jì)增量嚇人的中國(guó)是大金主？所以多軸數(shù)控機(jī)床還是……嗯……經(jīng)常被出口到中國(guó)的——如果真的是這樣，中國(guó)的制造業(yè)早樂(lè)得飛起了。出口到中國(guó)的多軸數(shù)控機(jī)床，往往接受了以下一種或多種處理：①預(yù)置程式并無(wú)法修改，只能用來(lái)生產(chǎn)限定規(guī)格的限定工件；②固定在某處并保持定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，一旦斷網(wǎng)或位置改變，將遭到突擊檢查及起訴；③功能或性能受限，成為遭受閹割的半殘。此外，國(guó)外出口方也持有不定時(shí)赴廠檢查的權(quán)利，一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)床用于購(gòu)買(mǎi)協(xié)議規(guī)定之外的用途……自行腦補(bǔ)吧。
       在聰明的商人眼里，這當(dāng)然不是問(wèn)題——買(mǎi)不來(lái)設(shè)備，可以買(mǎi)工序嘛。一定需要多軸數(shù)控機(jī)床才可生產(chǎn)的工件，外包不就好了？哦，你說(shuō)國(guó)外人力成本高，進(jìn)口這些工件很貴？那我用手里的三軸機(jī)床出個(gè)粗模，再運(yùn)到日本用五軸加工下不就得了？OK. 舉個(gè)栗子，某柴油機(jī)部件，出鋼出力出設(shè)計(jì)的中國(guó)廠方，三軸削個(gè)胚子出來(lái)，賣(mài)到日本，一個(gè) 20 塊錢(qián)；日本用「可惜你沒(méi)有」的多軸數(shù)控機(jī)床搞一下，賣(mài)回來(lái)，一個(gè) 150 塊。有沒(méi)有一種被完爆的感覺(jué)？        或者你感覺(jué)，技術(shù)不夠，人力湊？復(fù)雜曲面不能一次加工，那就拆解成簡(jiǎn)單曲面，再分別加工，似乎可行？你想的很對(duì)，很多用一臺(tái)三軸造不了的工件就是這么湊出來(lái)的。以自行車(chē)頭盔為例，流線形帶孔洞帶空腔的設(shè)計(jì)，三軸一次出不要想了，那么就掰成四塊兒，用四臺(tái)三軸立式加工中心一起搞，然后人工打磨，人工粘接，這個(gè)精度咱們暫且不提——不就一個(gè)自行車(chē)頭盔嘛，但是走完這一套工序需要 8 個(gè)人忙活 7~10 天，你看這個(gè)人力耗費(fèi)和生產(chǎn)效率……而改用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，整體加工就不在話下了，就不說(shuō)精度提升多少了，這個(gè)活兒只需兩人操作，花上一天半的時(shí)間即可完成。中國(guó)的工人數(shù)量比日本多何止十倍，直到 2009 年工業(yè)產(chǎn)值才超過(guò)日本，不是沒(méi)有原因的。
       如果你仍然覺(jué)得這些離你的生活太遙遠(yuǎn)，并且開(kāi)始秉持著懷疑精神思考某些工件有沒(méi)有替代品，或者某些復(fù)雜機(jī)械本身有多重要的話……國(guó)內(nèi)假牙一顆多少錢(qián)？幾百到幾千吧。材料簡(jiǎn)單，也不存在所謂設(shè)計(jì)問(wèn)題，隨便換幾顆牙就萬(wàn)八千的消費(fèi)，生活中精打細(xì)算的你，不覺(jué)得這個(gè)價(jià)格有點(diǎn)兒怪嗎？考慮一下假牙雖然不用設(shè)計(jì)但是非常復(fù)雜的表面形狀——沒(méi)錯(cuò)，假牙也是依靠高端機(jī)床才做得出來(lái)的。淚流滿面。
       那么接下來(lái)的問(wèn)題就是，國(guó)內(nèi)為什么沒(méi)有五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)。

       數(shù)字控制

       也曾有中國(guó)廠家制造了偽•四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，一個(gè)角速度倒是有了，但是不能與三個(gè)線速度同時(shí)動(dòng)起來(lái)。這種設(shè)計(jì)僅僅省去了多次裝夾的一部分麻煩，仍然不能借助完美的運(yùn)動(dòng)軌跡刨削出復(fù)雜的曲面。類(lèi)似的微創(chuàng)新倒是比較容易，可惜意義非常小。
       從軟硬件的角度講，機(jī)床分為兩部分，數(shù)控系統(tǒng)和床體，床體部分包括刀頭、轉(zhuǎn)臺(tái)等。從三軸到五軸，床體本身自然是有變化，軟件部分更是復(fù)雜了很多倍。試想，三軸機(jī)床，推推拉拉，一切一刮，經(jīng)驗(yàn)老道的工人師傅分分鐘帶你上路，而加上四軸五軸的旋轉(zhuǎn)跳躍我閉著眼……似乎就非人力所能及了。

       中國(guó)機(jī)床的弱，不在于床體，而在于 NC（(Numerical Control，數(shù)字控制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控）。說(shuō)直白點(diǎn)兒，就是用于加工各種工件的程序。程序主要部分是五軸分別的運(yùn)動(dòng)軌跡，由大量的坐標(biāo)系組成。靠人類(lèi)大腦一條條寫(xiě)基本是不可能的，效率太低。因此，根據(jù)模型結(jié)構(gòu)自動(dòng)生成大量坐標(biāo)的步驟很重要，這就需要一臺(tái)能夠測(cè)量五坐標(biāo)的機(jī)器，以及一套算法。當(dāng)然，有了測(cè)量和計(jì)算還是不夠的，加工方式那么多，又不是全用球頭銑刀：金屬切削機(jī)床、輕型銑削機(jī)、激光切割機(jī)、電火花加工機(jī)、拋光加工機(jī)、激光強(qiáng)化機(jī)，它們都有五軸聯(lián)動(dòng)的潛力，都需要相應(yīng)的程序指揮才能動(dòng)起來(lái)。
       看到這里，各位碼農(nóng)，產(chǎn)品，互聯(lián)網(wǎng)人，還覺(jué)得這篇文投錯(cuò)網(wǎng)站了嗎？
       數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，國(guó)貨在世界所占市場(chǎng)份額不足 1%，就算在自己國(guó)家也不到 5%。中國(guó)每年生產(chǎn)的機(jī)床，數(shù)控化率不到一半兒，與發(fā)達(dá)國(guó)家 70% 以上的水平存在很大差距——這還只是增量，如果考慮到大量工廠仍在使用傳統(tǒng)設(shè)備，中國(guó)存量機(jī)床的數(shù)控化率恐怕不會(huì)超過(guò) 20%。其中，高端數(shù)控機(jī)床基本完全依賴(lài)進(jìn)口，從日本的進(jìn)口量占到三分之一強(qiáng)——當(dāng)然，高端數(shù)控系統(tǒng)方面，日本和德國(guó)的少數(shù)企業(yè)，在國(guó)際上本來(lái)就是壟斷，這個(gè)領(lǐng)域的第一梯隊(duì)，就連美國(guó)人也沒(méi)擠進(jìn)去。
       拿美國(guó)來(lái)說(shuō)，要人有人，要錢(qián)有錢(qián)，要市場(chǎng)有市場(chǎng)，這東西還做不好，那只能理解為不想做。
       與可以售賣(mài)應(yīng)用或者可以在網(wǎng)站打廣告的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相比，制造業(yè)從初創(chuàng)到盈利的環(huán)節(jié)……太多了。利用數(shù)控機(jī)床的制造業(yè)，工序流程大體如下：
       CAID（計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)）：包括形態(tài)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、裝飾設(shè)計(jì)、人機(jī)設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等。
       CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）：包括數(shù)字化二/三維造型設(shè)計(jì)、三維虛擬裝配驗(yàn)證、虛擬數(shù)字化力學(xué)結(jié)構(gòu)分析等。
       CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃）：包括工序選擇、設(shè)備選擇、工具選擇、加工工步設(shè)計(jì)、柔性制造流程設(shè)計(jì)等。
       CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）：包括加工刀路軌跡規(guī)劃、數(shù)控加工程序生成等。
       CNC（數(shù)控加工）：包括采用各種數(shù)控機(jī)床完成工件加工、柔性生產(chǎn)線管理、工件運(yùn)送、加工過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)、協(xié)同加工信息傳遞等。
       檢測(cè)：包括各工序完成后的檢驗(yàn)、最終檢驗(yàn)、各級(jí)檢驗(yàn)結(jié)果的信息反饋等。
       要做一個(gè)最小可用品出來(lái)，這六步不能親力親為獨(dú)立完成，算什么「可用」？這些都做到后，又哪兒來(lái)的「小」？
       裝備制造業(yè)前期投入太大，啟動(dòng)太重，收益又太慢，一家初創(chuàng)企業(yè)沒(méi)有幾年積累，不燒上幾千萬(wàn)上億元，想在這個(gè)領(lǐng)域出點(diǎn)兒成就恐怕不太可能，更別提在最終品出來(lái)前怎么占領(lǐng)市場(chǎng)了。這一點(diǎn)兒也不經(jīng)濟(jì)，一點(diǎn)兒也沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)和金融的美感，一點(diǎn)兒也不 lean startup.
然而，工業(yè)是一國(guó)的重要命脈，對(duì)于大國(guó)就更是如此。而工業(yè)的基礎(chǔ)便是裝備制造，這一行不發(fā)展，工業(yè)又如何走得更遠(yuǎn)？
       誰(shuí)都不愛(ài)搞的公路、鐵路建設(shè)，現(xiàn)金需求巨大，工程周期長(zhǎng)得嚇人，至于盈利——好吧，用「商業(yè)模式」這個(gè)詞——只剩呵呵。然而誰(shuí)都知道，貧窮落后之地往往交通不利，而公路鐵路鋪到哪里，哪里的經(jīng)濟(jì)就向好。鋪路，正是一種對(duì)基建企業(yè)來(lái)說(shuō)極其吃力不討好，對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境又極其有利的行為。
       何止企業(yè)，這種項(xiàng)目，投資人也喜歡不上啊。你跟我說(shuō)，技術(shù)含量極高，市場(chǎng)極其廣大，還有啥利國(guó)利民的情懷，然后你告訴我，可能 5 年后盈利吧——我直接就聽(tīng)不下去了好嗎。
       實(shí)際上，我知道一家國(guó)內(nèi)企業(yè)，在 2004 年開(kāi)始研究五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，08 年才出第一臺(tái)樣機(jī)，然后直到今年——10 年了各位親——還沒(méi)進(jìn)入打開(kāi)市場(chǎng)的節(jié)奏。
       但是我很欣賞他們，正如我也很欣賞十河信二，正如我也很欣賞劉志軍。

       先驅(qū)之痛

       東京-大阪新干線是十河信二力排眾議推進(jìn)的工程。因?yàn)轭A(yù)算過(guò)高，顯然不可能通過(guò)國(guó)會(huì)審核，十河信二上報(bào)的預(yù)算連全部工程款的一半都不到。后來(lái)，十河信二連哄帶騙，用上各種合法的非法的手段募資，也難以支撐龐大的工程開(kāi)銷(xiāo)，并于內(nèi)幕曝光之后黯然離職。工程的后半，日本政府出于對(duì)日本信用形象的考慮，撥巨額財(cái)政將新干線建設(shè)完成。
       1964 年 10 月 1 日，東京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕前夕，新干線宣布通車(chē)。早已在 1 年前下臺(tái)的原日本國(guó)有鐵道總裁十河信二并未受邀出席，只好在家看電視轉(zhuǎn)播。多少年后，新干線與富士山一樣成為了日本國(guó)家的象征，而十河信二也被譽(yù)為「新干線之父」，愛(ài)媛縣西條市的十河信二紀(jì)念館中靜靜地陳列著他的遺物。
       至于劉志軍，因?yàn)楸娝苤膯?wèn)題，在此不作過(guò)多評(píng)論。但是中國(guó)高鐵成就日益顯現(xiàn)，高鐵開(kāi)始出口到土耳其、印度甚至英國(guó)，京滬高鐵也已盈利的今天，劉志軍即便知道這一切，又能怎樣呢？
       時(shí)下的很多獲投公司令我發(fā)覺(jué)，投資市場(chǎng)顯然偏好輕啟動(dòng)快收益的項(xiàng)目，而很多投資人和投資機(jī)構(gòu)嘴上說(shuō)的「看重市場(chǎng)潛力」「不在乎短期財(cái)務(wù)指標(biāo)」往往經(jīng)不起 5 年、10 年的凈投入無(wú)產(chǎn)出考驗(yàn)。這樣的市場(chǎng)可否稱(chēng)為「浮躁」？我并不這樣認(rèn)為。趨利避害、看重時(shí)間價(jià)值是資本的天性，重啟動(dòng)長(zhǎng)周期的項(xiàng)目不受資本青睞，也是意料之中。
       所幸從來(lái)都有不放棄的先驅(qū)者，中國(guó)的一些高端數(shù)控機(jī)床研發(fā)企業(yè)，也已獲得各類(lèi)科技或創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)，并位列國(guó)家火炬計(jì)劃。投資人如果能通過(guò)此文看到基礎(chǔ)裝備制造業(yè)的巨大潛在市場(chǎng)，或稍微理解該產(chǎn)業(yè)的艱難處境，也便是各種意義上的幸運(yùn)了。