工具機大國，會不會造工具機？工具機是機器之母，精度之王。離開了高精度工具機，發動機、飛彈、飛機機翼這些根本就加工不出來。上個世紀60年代的手動工具機時代，中國工具機跟日本的水平差距也不算太大。但隨著數控工具機普及之後，中國則遠遠落在後面。儘管中國是全球工具機大國，佔據全球的1/3左右，但大多是低端產品。中國工具機2019年出口佔比大約為全球的20%，但出口最重要的市場是越南（10.8%）和印度（8.8%）等。這也意味著一個尷尬的問題，中國會製造中高端工具機嗎？
機械裝備，即使有再多的智能製造，搞到最後還是要回歸到力學和材料等基本問題，工具機更不例外。中國工具機廠有數千家，但真正能夠考慮材料問題的企業，恐怕沒有幾家。
比如說工具機床身，是穩定性的重要保障。其材質上，一般採用鑄鐵，也有用大理石的，也有用混凝土的，如多年來一直採用水泥混凝土做床身的瑞士Georg-Fischer公司。這裡面的門道很多。當年瑞士工具機廠為了讓床身表現穩定，就把鑄鐵沉到日內瓦湖帶上幾年，消除熱應力。而最近幾年，樹脂混凝土也開始派上用場。這些年德國工具機採用混凝土床身的越來越多。德國一家在中國的混凝土床身工廠，供不應求。國內許多工具機企業也開始委託他們加工。它的費用，可比鑄件還要貴。然而，中國工具機界只是跟著看，跟著用。德國人用了，我們也用。至於理論分析，就不清楚了。這種床身性能如何量化，它與金屬導軌放在一起，熱膨脹的影響有多大，沒人知曉。這才是最可怕的。
再說說中國工具機的可靠性，一直被業界詬病，成為質量最大的軟肋。工具機可靠性主要依靠三個特性，其中關鍵一點就是動態特性。但這點，經常被廠家忽略。說是被忽略，其實就是不會做。因為缺乏對於基礎機理的研究，無法對這些參數進行標定。工程化經驗不足，也沒有行業共性技術的支撐，這是中國工具機界的一個重大缺陷。
圖1 瀋陽工具機
對比來看，工具機動態特性是德國工具機界的必備特徵，一直有來自大學院所的大力支撐。德國斯圖加特大學的工具機所，曾經對幾十臺工具機進行一一測試，每臺工具機測點兩百多個，這就形成德國工具機設計的內部指南。
令人驚訝的還有，中國工具機產業界幾乎沒有國外工具機的工程參數資料庫，對剛性、頻率等關鍵參數，基本都是憑著經驗辦事。設計理念，基本還停留在三四十年前的水平。而且，即使知道哪些參數重要，也缺乏計量檢測的方法。這就像是雙方打仗，德國工具機界的後方有軍火庫，滿足供應；而我們的部隊，全部都是自帶彈藥，打光了就沒了。這仗，還怎麼打？
中國工具機企業在規模上也是大踏步向前，而基礎理論研究則被遠遠甩在後面。近十年多已經蹣跚不前的工具機界，繼續出現自我收縮的內卷趨勢。這樣下去，只能在國際賽道，被拉下的越來越遠。
中國工具機要改變落後的局面，當務之急就是要改變整體布局，全國一盤棋來考慮。中國工具機及相關配套產業有6000多家，但基本都是各自為政，一盤散沙。
這一點跟德國完全不一樣。德國工具機中有著名的德瑪吉、通快，埃馬克等，都是世界上頂尖水平。而它們幾乎都是圍繞汽車產業來生產的。在德國，汽車使用的工具機甚至佔了80%的比例。如果去查看德國的工業發展史，就會發現整個機械行業從頭開始都是一個體系，圍繞一個行業而發展。比如戴姆勒公司最開始是做發動機的，博世公司以發動機點火系統起家，還有大陸、舍弗勒、英飛凌等等很多赫赫有名的公司，都是給汽車服務的。這意味著，德國是有一個整體布局。例如德國有一個弗勞恩霍夫協會，專門進行應用技術研究。而且都是圍繞著大學而建立。德國，涉及機械製造的所有工科院校，都有弗勞恩霍夫協會。一個城市裡，有一個大學，就有一個研究所，然後跟著一堆的企業。比如寶馬發動機的電控、數控發動機原理，全是來源於斯圖加特大學的自動化研究成果。
圖2 弗勞恩霍夫研究所開發的解決方案
德瑪吉公司的工具機很厲害，但你能想像，他們沒有研發中心，甚至連新機型的設計也不做。那麼，誰來做呢？各個研究所和大學。比如工具機測試優化就由弗勞恩霍夫協會負責，而且研究成果供所有工具機企業共用。工具機公司只要做好產品工程化及市場推廣就可以了。
圖3 德瑪吉工具機
跟其它行業一樣，德國工具機產業之間有著明確的分工，各司其職，基礎理論、應用轉化、機設計研究等，分別由不同單位負責。德國的合作模式，不是簡單地發生在公司之間，而是在整個行業範圍內進行循環。對外而言，這不是一家工具機，這是整個國家的工具機。這就是德國的工業軍團方陣。
工具機是工業母機，是強國之本。它對基礎研究的要求，是一個耗時間又耗金錢。遠遠不是一家工具機公司能夠搞定的，必須有國家統一協調。如果用一個公司，去跟一個國家體系，進行抗衡。輸贏，在起跑線上，就早已確定了。中國工具機，需要團結；中國工具機，需要統一的行動！