2024年6月24日，习总书记在全国科技大会上指出，扎实推动科技创新和产业创新深度融合，针对工业母机等瓶颈制约，推动企业主导的产学研融通创新。产业链渐进性改进和创新链颠覆性变革的融合程度，直接决定国家产业的全球竞争力，从而影响其在全球价值链中的地位。美德日瑞等发达国家通过不同水平的产业链和创新链组合，形成了各自工业母机产业的独特结构和形态，但是也各有不足。本文借鉴发达国家在工业母机产创融合的经验和教训，系统探讨我国工业母机产业的产创融合模式及其实现路径。
一、软件和数字平台支撑下颠覆性创新链融入产业链：美国模式
（一）美国模式的经验与成效
美国工业母机以其高精度、高可靠性和高稳定性而闻名，在航空航天和国防工业等领域拥有很大优势，掌控操作系统、中间件和数据库等核心领域，通过网络平台和数据优势掌控全球产业链的发展方向。美国模式强调数字化转型和颠覆式创新，市场机制下企业主导技术和资源整合，政府提供长期政策支持。体现在：一是研发类核心企业（如哈斯Haas Automation）基于软件和数字平台支撑，“串联”关键技术和资源，构建产业生态圈，实现上下游企业紧密合作和全程数据追踪。二是核心企业通过参与国际标准化组织，主导技术标准和规则制定，如通用电气（GE）在ASTM International和ISO中的作用；三是研发机构和高校与企业合作，将前沿科研成果直接转化为生产力，如橡树岭国家实验室（ORNL）高强度合金被哈斯（Haas Automation）直接运用于新型工业母机；四是市场需求反馈驱动技术创新，推动定制化解决方案和售后服务的完善。在这一过程中，美国国家科学基金会（NSF）和国家标准与技术研究院（NIST）通过提供资金和政策支持，形成了国家创新网络和地方先进集群协作的创新体系。
21世纪初以来，母机企业积极与拥有颠覆性技术的初创企业、研究机构和技术提供商合作，采用3D打印、增材制造、大数据分析、AI和机器学习、虚拟增强现实技术来可视化和模拟复杂制造过程，通过区块链技术提高供应链透明性和可追溯性，加强质量控制。
美国模式经验在于将颠覆式创新嵌入到产业链制造环节，颠覆当前商业模式、生产流程和产品设计等方面。虽然这一模式在短期内可能会面临一些挑战，但其长期效应可能显著提高国家的综合竞争力。该模式成功的关键条件包括：基础研究、标准主导、数据贯穿与集成、价值单元串联、技术平台化推动、制造服务一体化、数据优势带来的正向迭代，以及政府的长期承诺、创新生态系统建设、人才培养和持续技术创新。
（二）对我国启示及建议
一是重视基础研究的颠覆式创新，在商业模式、生产流程和产品设计等方面进行大胆尝试和变革。二是建立数据贯穿与集成体系，加强对操作系统、中间件和数据库等核心技术的研发和掌控。三是打造开放、共享的技术平台，促进各类创新要素的高效集成和协同发展。四是建设完善的创新生态系统，促进企业、研究机构、高校和其他创新主体之间的紧密合作，形成创新合力。五是政府应提供长期政策支持，制定有利于创新生态系统发展的政策，鼓励企业创新和人才培养。
二、严格质量控制、模块化生产和渐进性改进：德国模式
（一）德国模式经验与成效
德国工业母机以其精密加工和卓越品质而备受赞誉，尤其在汽车制造和模具行业应用广泛。德国模式注重产业链制造能力的渐进式改进，通过工业4.0战略推进智能制造，积极主导国际标准制定，政府在政策和资金上提供支持。体现在：一是整机类核心企业在政策支持下，“串联”关键技术和资源，构建高度协作的产业生态圈，实现全程数据追踪。二是研发机构和高校与企业紧密合作，将前沿科研成果直接转化为生产力。如弗劳恩霍夫协会（Fraunhofer Society）与博世（Bosch）合作，将智能传感器技术整合到工业自动化系统中。三是通过工业4.0战略，推动制造业的数字化和智能化转型，如大众汽车（Volkswagen）智能工厂的全程数据追踪和优化。四是企业通过参与国际标准化组织，主导技术标准和规则制定。如西门子（Siemens）在IEC和ISO中的作用。五是通过灵活生产系统，满足不同客户个性化需求。如宝马（BMW）通过模块化生产系统，实现了高效的定制化生产。在这一过程中，德国联邦教育与研究部（BMBF）和德国联邦经济事务和能源部（BMWi）的资助，推动了国家创新网络和地方先进集群的协作。
德国模式的经验体现在建立在工程师文化与技术传统基础之上的渐进式改进，严格的质量控制标准，稳定性、耐用性和高精度产品，模块化理念贯穿于生产全过程。
（二）对我国启示及建议
一是打造“中国制造”品牌的高质量形象，推广先进制造技术和设备，强化质量控制体系和工艺改进。二是加强企业、研究机构和高校之间的紧密合作，加速科研成果转化为生产力。鼓励联合研发项目，推动跨机构的技术攻关和合作。三是推动制造业的数字化和智能化转型，利用物联网（IoT）、大数据和AI技术，提升生产效率和产品质量。四是鼓励企业和研究机构参与国际标准化组织，支持标准研发和推广活动。五是灵活调整生产和服务模式，提供定制化解决方案和完善的售后服务。在这一过程中，政府在资金、政策和基础设施方面提供支持，构建有利于创新和产业发展的生态系统，加强职业教育和培训，支持企业与高校合作培养技术人才。
三、产业政策引领、集体协作、精益管理、模仿到自主创新：日本模式
（一）日本经验与成效
日本工业母机以其高精度、高速度和稳定性备受推崇，在电子、通信和汽车零部件等领域占有重要地位。日本模式典型特征是，制造类企业主导产业链，负责技术引进、产品研发和市场响应；研发类机构提供技术支持和创新资源，形成协同创新的生态系统。精密制造与自动化技术深度融合。体现在：一是通过引进欧美先进数控技术，FANUC不仅进行了本土化改造，还开发出具有自主知识产权的数控系统和伺服驱动技术。二是快速市场需求响应，DMG森精机与客户（如汽车制造商）紧密合作，快速开发出专门用于生产汽车零部件的数控机床设备。三是高校和研究机构与制造类企业有着紧密合作。东京大学与数控机床公司（如OKUMA）的合作项目，推动了前沿技术在实际生产中的应用，通过产学研结合，形成了技术从实验室到市场的快速转化。四是以制造类企业为核心，名古屋地区形成了数控机床产业集群。五是制造类企业通过与供应商建立长期合作关系，共享供应链信息，优化库存和物流管理。
经过近 30年引进技术和自主研发的紧密结合，日本机床工业达到可向海外提供技术发展阶段。超高精度机床和材料学并为日本、德国和瑞士的天下，其中日本更是领先世界一大截。世界最高精度机床主轴来自日本精工，美国F22猛禽战机就用新日本工机（SNK）的5轴龙镗铣。
日本模式的经验体现在，产业政策引领、技术引进基础之上自主创新、规模导向和创新导向有机结合、突出发展最核心数控系统（Fanuc）、整机和上下游协同集群化发展，避免了美国数控机床行业所有厂商都想成为行业标准而导致的内部斗争，技术创新、质量管理、重视人才和机床零部件方面向德国学习，质量管理和数控机床技术方面向美国学习。
（二）对我国启示及建议
一是基础研究与应用研究在企业内部无缝对接。发那科（Fanuc）通过内部研发和生产部门的紧密合作，实现“机器人生产机器人”的产品迭代。二是通过企业集团和关联公司整合关键价值单元，形成强大的企业联盟。三菱电机（Mitsubishi Electric）整合了旗下的电子、机械和自动化技术资源，与合作伙伴如德马吉森精机日本（DMG MORI Japan）建立紧密合作，实现高效生产和技术创新。三是精益生产和质量管理。日本模式注重精益生产和严格的质量管理，通过数字化平台实现生产过程的优化。发那科（Fanuc）和三菱电机（Mitsubishi Electric）利用物联网和大数据技术，提升生产线的效率和产品质量。丰田生产方式（TPS）中的数控机床管理模块通过实时数据反馈和持续改进，确保生产的高效和精益。四是政府引领企业建设产业生态系统。日本政府以《机振法》《机电法》《机信法》为核心政策框架，予以本土机床产业保护和金融工具支持。日本经济产业省（METI）通过各种创新政策和项目，引领企业、高校和研究机构的协同创新。
四、产业链关键环节形成隐形冠军：瑞士模式
（一）瑞士经验与成效
瑞士以精密机械制造闻名，早期数控机床技术也融入了这一传统，现在将数控技术应用于钟表、珠宝、医疗设备等高精度领域。瑞士工业母机产业典型特征是，高精度和高品质的制造传统、中小企业的灵活合作、小规模高效的定制化生产、精益求精的客户驱动以及政府和行业协会的支持。瑞士注重高精密加工和技术传承，确保在微细加工领域的持续领先，但市场规模和资源有限，且高精度生产带来较高成本。体现在：一是产业链关键环节制造企业隐形冠军企业不断成长，专注于高精度和高品质核心零部件产品。二是产业高度集中于特定区域，地理集中性促进了企业、供应商、科研机构之间的紧密合作，增强了资源共享和技术交流的效率。相比之下，美国的产业分布较为分散，德国的产业集群多样化，但不如瑞士集中而紧密，日本也有类似的产业集群，但在某些细分领域的集中度不如瑞士。三是强大的中小企业生态系统，在细分市场和高端领域具备高度的灵活性和专业性。与德国和日本的大型企业主导不同，瑞士的中小企业能够快速响应市场需求和技术变化，保持强劲的创新动力。四是深厚的技术传承与工匠精神，不仅带来了丰富的经验积累，还培养了高素质的技术人才。德国也有类似的技术教育和培训体系，但瑞士更注重传统工艺和家族企业传承。
瑞士强调高精度和高品质，不仅在钟表领域有所建树，还在航空航天、医疗器械等领域取得了成功。Fischer（费希尔）精密主轴、Ibeg IBAG（艾贝格）高速电主轴、MCT（迈克特）PCB钻孔机电主轴制造商，Victorinox（维氏）工具、ABB（ABB）等都是瑞士的“隐形冠军”代表。随着数字化和智能化趋势的兴起，瑞士数控机床产业在高级技术、自动化和智能制造方面取得了进展，以高品质和高性能的解决方案吸引了全球客户。
瑞士模式的经验体现在，产业链关键环节隐形冠军不断成长，专注于高精度和高品质核心零部件。
（二）对我国启示及建议
一是专注于高精度和高品质，瑞士的隐形冠军企业通过专注于高精度和高品质的核心零部件产品，树立了全球领先的产业地位。二是重视隐形冠军企业的培育，瑞士的隐形冠军企业在产业链关键环节发挥着重要作用。三是平衡短期盈利和长期创新，尽管瑞士企业面临高劳动成本和研发投入不足的问题，但其在长期创新和技术积累方面的经验仍值得我国借鉴。四是跨界合作和知识共享，瑞士企业文化相对保守，导致创新合作不足。
五、结论
从根本上来说，发达国家工业母机产业发展的经验和教训，体现在产业链制造能力提升和国家创新能力提升是否协同共进。我国数控机床产业链与创新链融合的模式，是充分借鉴德国、日本、美国和瑞士的先进经验，打造一个高效、智能、绿色和精密的现代化产业体系。具体而言，一是以德国工业4.0战略作为智能制造核心，通过全面推进智能工厂建设，实现设备互联、数据驱动和智能决策，提升生产效率和产品质量。二是借鉴日本的精益生产理念，优化生产流程，减少资源浪费和生产成本，实施精益管理，提升企业的运营效率和市场响应速度。三是借鉴美国颠覆式创新驱动模式，支持企业与高校、科研机构的合作，推动基础研究和应用研究的深度融合，建立完善的创新生态系统。四是依据瑞士提升制造精度和可靠性的路径，推动企业实施精益求精的工匠精神，打造高端品牌形象。
为了实现工业母机产创融合，政策路径是：一是明确标准规则，减少市场结构复杂性带来的不确定性，降低信息不对称，统一市场规则，减少区域保护主义的影响。二是重视颠覆式创新，推动企业在商业模式、生产流程和产品设计方面进行大胆尝试和变革，建立创新基金支持高风险、高回报的项目，并健全知识产权保护体系。三是建立全面的数据贯穿与集成体系，重点支持操作系统、中间件和数据库等核心技术的自主研发，推进物联网、大数据和人工智能等技术在制造业中的应用。四是推动技术平台化建设，打造开放共享的技术平台，支持基础性、共性技术研发，完善科技成果转化机制。五是提升工业母机整体质量和精度，制定严格的质量标准，推广先进制造技术和设备，实施全国性的质量提升行动。
高伟，中国矿业大学经济管理学院教授、区域产业协同创新发展研究中心主任。
