丁河江，周志鴻

（北京科技大學(xué)機械學(xué)院，北京100083）

1 鉆爆法的歷史

火藥是中國古代四大發(fā)明之一，發(fā)明具體時間不可考，大約在隋唐時期，用于放煙火和作為戰(zhàn)爭工具。 首先將爆破用于礦山開采是在16 世紀的匈牙利。 17 世紀， 在德國和北歐的一些礦山，人們開始將火藥放進炮眼里，來提高爆破效果， 比如拉普蘭的Nasafjall 銀礦1635年開始使用火藥，挪威的Roros 于1644年開始使用火藥，這算是鉆爆法的開始了。

用鑿巖機鉆孔就更加晚了，到19 世紀中期，采用大錘和鋼釬是全世界鑿巖鉆孔的主要方法。在中國，直到20 世紀中期，還有許多巖石開挖工程使用大錘和鋼釬鑿孔。

1849年，J.J.Couch 在費城申請了全球第一臺由蒸汽驅(qū)動的沖擊鑿巖機的專利。但它可能是對10年前英格蘭工程師James Nasmyth 生產(chǎn)的一種鑿巖機的改進。 這種機器已經(jīng)在當?shù)厥褂谩?851年與Couch 一起工作過的James Fowle 申請了棘輪內(nèi)回轉(zhuǎn)鑿巖機的專利。 1860年左右，諾貝爾先生發(fā)明的雷管和安全炸藥進一步刺激了這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從1850年到1875年美國申請了大約110 個鑿巖機專利， 而歐洲申請了86 個鑿巖機專利。

1870年美國的John Henry 采用壓縮空氣動力的鑿巖機與蒸汽動力的鑿巖機進行了對比，在35 分鐘內(nèi)壓縮空氣動力的鑿巖機鉆了14 英尺，而蒸汽動力的鑿巖機只鉆了9 英尺。

2 英格索蘭公司歷史

1871年美國發(fā)明家西蒙·英格索（Simon Ingersoll）申請了一種蒸汽驅(qū)動鑿巖機的專利，并于同年成立了英格索爾鑿巖機公司（Ingersoll Rock Drill Company）。 幾年后， 他購買了Fowle-Burleigh的專利，并兼并了Burleigh 公司，這個公司在1876年10月投入市場的第二代Burleigh鑿巖機成功應(yīng)用于麻省的Hoosac 隧道， 這也標志著鑿巖機從一種試驗性產(chǎn)品升級為一種可靠的技術(shù)（見圖2）。 1905年英格索爾·薩金鑿巖機公司與蘭德鑿巖機公司合并，建立了英格索蘭公司，這一公司名稱以后就再沒變過。

圖2 英格索蘭公司早期的鑿巖機

英格索蘭公司于1909 收購了A.S.卡梅隆蒸汽泵工廠（A.S.Cameron Steam Pump Works），標志著公司正式進入空壓機領(lǐng)域。

圖1 英格索蘭公司的創(chuàng)始人西蒙·英格索(Simon Ingersoll)

進入21 世紀后， 各家公司進行了大量的兼并重組。當時的一個美國瑞迪爾（Reedill）的鉆機被礦山機械公司加德納·丹佛 （Gardner Denver）并購，2011年，瑞迪爾又被美國卡特彼勒收入囊中。

加德納·丹佛公司于2019年正式并入英格索蘭公司，歷史加起來超過300年的這兩家公司合并成新的英格索蘭公司，著重于工業(yè)技術(shù)與溫控系統(tǒng)。

3 安百拓公司演變歷史

安百拓作為一家剛成立的公司對外宣傳它有超過140年的歷史，這一說法是將其拆分前的阿特拉斯·科普柯公司的歷史做為自己的歷史。阿特拉斯公司于1873年在瑞典斯德哥爾摩成立， 公司的創(chuàng)始人為André Oscar Wallenberg 先生。

公司最初的業(yè)務(wù)是為鐵路公司提供各種鐵路建造和運營的設(shè)備。 1890年公司更名為Nya Aktiebolaget Atlas， 即 “新阿特拉斯股份有限公司”，業(yè)務(wù)主要有三大領(lǐng)域：火車、商用集中供熱系統(tǒng)和加工機床。 公司的初創(chuàng)期經(jīng)營非常艱難，業(yè)務(wù)經(jīng)常變化。 1904年公司仿制了一臺德國的空壓機，這臺空壓機由阿特拉斯生產(chǎn)的蒸汽機驅(qū)動。 1905年公司研制了第一臺空壓機與氣動鑿巖機，后這一業(yè)務(wù)逐漸增長，直到占公司總業(yè)務(wù)的50%。

1905年阿特拉斯生產(chǎn)的鑿巖機名叫氣動鑿巖機16 號（pneumatic rock drill No.16），它的特點是其先進的來福線回轉(zhuǎn)機構(gòu)，但由于它重達280 kg，很難進行手動的操作，因此并未取得成功。后面的25年里， 阿特拉斯重點放在輕量手動回轉(zhuǎn)的鑿巖機，如Cyclop，Rex，Bob 這些型號，但真正成功的產(chǎn)品是1932年上市的輕型手持鑿巖機RH65。 這種鑿巖機的釬尾和轉(zhuǎn)動套設(shè)計使鑿巖機更為高效。 它和30年代發(fā)明的新的氣腿推進方法配合在一起，最終進化成了地下掘進中使用的鼎鼎大名的瑞典鑿巖方法。

同時在這一時期，阿特拉斯公司也慢慢退出了其它業(yè)務(wù)，如火車車廂于1911年停產(chǎn)，火車車頭1917年停產(chǎn)。 1917年，由于兩家公司是同一個股東， 阿特拉斯與柴油發(fā)動機公司Diesels Motorer 合并， 新的公司叫做Atlas Diesel。 直到1948年，柴油發(fā)動機業(yè)務(wù)被出售，因此公司的名稱不再與主要業(yè)務(wù)相關(guān)， 新的公司名稱提上日程。

二戰(zhàn)后的阿特拉斯公司取得了更多長足的進步。 1948年， 公司上市了RH65 的改進型RH656， 它可以使用新型的鑲齒硬質(zhì)合金鉆具，后被稱為“輕型瑞典方法”。這一方法一時風靡世界，1962年完成勃朗峰隧道后，它在行業(yè)的聲譽達到了頂峰。 1955年秋季，公司名決定改為阿特拉斯·科普柯（Atlas Copco），這一名稱來源于比利時子公司的名稱：Compagnie Pneumatique Commerciale。

同時，阿特拉斯開始進行大量的并購。 1951年，公司并購了AB Avosirebro，這是現(xiàn)在Orebro工廠的前身。 1992年鑿巖機的生產(chǎn)和鉆機的最終裝配從斯德哥爾摩轉(zhuǎn)移到了這里，1995年露天鉆機的生產(chǎn)從德國不來梅轉(zhuǎn)移到了這里。

1988年，生產(chǎn)鉆具的法格斯塔由于其鉆具的合作方Tamrock 在蘇聯(lián)有大量的業(yè)務(wù)，受到蘇聯(lián)政治經(jīng)濟形式惡化而陷入困境。 于是阿特拉斯·科普柯將其并購，阿特拉斯·科普柯成為可以與英格索蘭競爭的鉆機、鉆具的成套提供商。

2017年初，阿特拉斯·科普柯公司開始進行礦山鑿巖與巖石開挖拆分剝離，2018年6月18日安百拓公司正式從阿特拉斯·科普柯公司獨立出來，成為一家專注于礦山鑿巖與巖石開挖的工程機械制造商。 由于阿特拉斯·科普柯公司真正走向成功是依靠瓦倫堡（Wallenberg）先生發(fā)明的瑞典鑿巖方法，因此氣動鑿巖機這一業(yè)務(wù)并未劃歸到與礦山業(yè)務(wù)相關(guān)的安百拓公司，而是仍舊留在阿特拉斯·科普柯公司。

4 山特維克公司演變歷史

另一家源自芬蘭的世界領(lǐng)先的鑿巖設(shè)備企業(yè)湯姆洛克（Tamrock）公司成立于1865年，原來的名稱為TampereenPellavaja Rauta-Teollisuus Osake-Yhti，可理解為坦佩雷麻布與鋼鐵工業(yè)有限公司，湯姆洛克最早生產(chǎn)了獨立回轉(zhuǎn)的氣動鑿巖機（見圖3），后來是液壓鑿巖機和鑿巖臺車著名廠家。

圖3 湯姆洛克ES 300 Corona 是最早的獨立回轉(zhuǎn)機構(gòu)的鑿巖機之一

由于湯姆洛克公司在蘇聯(lián)有大量的業(yè)務(wù)往來，在蘇聯(lián)解體后陷入困境。 而以生產(chǎn)鉆具為主業(yè)的山特維克看到其競爭對手法格斯塔已被阿特拉斯·科普柯并購，未來對其非常不利。于是山特維克于1996年購入湯姆洛克公司49%股份，1997年將其完全兼并， 兼并時整個公司有5000多名員工。山特維克并購成功后將整個集團進行了重組，成立了新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，并正式進入鑿巖機和鑿巖設(shè)備的領(lǐng)域，成為另外一個鉆機與鉆具的成套提供商。

湯姆洛克公司的空壓機業(yè)務(wù)以Tamrotor 的名字同一年被Gardner Denver 并購，因此，山特維克的鉆機很多是配的Gardner Denver 空壓機。

5 蒙特貝公司歷史

1921年法國的Joannes Montabert 先生在法國里昂創(chuàng)建了蒙特貝公司，這家公司最早生產(chǎn)氣動鑿巖機（見圖4），后為久益-蘇萊爾公司代工。

圖4 蒙特貝1940年代產(chǎn)品宣傳畫

1960年后，液壓技術(shù)逐漸替代氣動技術(shù)。 蒙特貝公司于1960年生產(chǎn)了第一臺手持式液壓鑿巖機，1965年下線了第一臺可裝在挖掘機上的液壓破碎錘，1960年代的蒙特貝工廠見圖5。1970年生產(chǎn)了第一臺液壓鑿巖機， 是公認的世界第一臺液壓鑿巖機。 1978年公司生產(chǎn)了第一臺多臂臺車，可用于圓型截面的隧道施工，即后來的Robodrill 前身。

圖5 1960年代的蒙特貝工廠

和安百拓、山特維克相比，蒙特貝是一個很小的公司，由于蒙特貝沒有國際鑿巖機械主機廠的支持， 蒙特貝自己又不生產(chǎn)鑿巖鉆機和臺車，蒙特貝鑿巖機產(chǎn)品業(yè)務(wù)非常艱難，蒙特貝公司曾經(jīng)不斷被轉(zhuǎn)手收購。

蒙特貝的鑿巖機產(chǎn)品業(yè)務(wù)于1994年被英格索蘭收購， 后于2007年賣給了斗山。 斗山于2015年將蒙特貝賣給了久益環(huán)球。 而久益環(huán)球于2017年被小松收購， 蒙特貝也就收歸于小松麾下，而小松也因此有了硬巖掘進產(chǎn)品線。

蒙特貝最近幾年受益于中國國內(nèi)市場的大量訂單，鑿巖機銷量在中國成倍增長，業(yè)務(wù)蒸蒸日上，2018年鑿巖機年產(chǎn)量已經(jīng)正式突破1000臺，創(chuàng)蒙特貝歷史新高，而現(xiàn)在更處于產(chǎn)品供不應(yīng)求的狀態(tài)。

6 卡特彼勒公司

瑞迪爾（Reedill）鑿巖設(shè)備公司。主要生產(chǎn)用于采礦、建筑行業(yè)的地面鉆鑿設(shè)備，瑞迪爾公司曾經(jīng)被美卓、加德納·丹佛、特雷克斯、比塞洛斯等公司并購。

卡特彼勒在2011年完成了對比塞洛斯的收購，瑞迪爾也就歸于卡特彼勒公司旗下，卡特彼勒獲得了較為完整的露天鉆孔設(shè)備產(chǎn)品線以及部分地下鉆孔設(shè)備產(chǎn)品線。 在露天設(shè)備方面，包括6 個型號的牙輪鉆機和6 個型號的液壓鑿巖鉆機。 除了原比塞洛斯的兩個型號外，其余全部來自原瑞迪爾公司。

卡特彼勒的收購，再次改變了美國乃至世界鉆機市場格局。 雖然這個行業(yè)受關(guān)注度不高，但和其他類型的工程機械一樣，也經(jīng)歷了各種并購重組。 現(xiàn)在看來，各主要鉆鑿機械廠商都已依附于大型綜合廠商旗下， 不再擁有自己的品牌，今后相當長一段時間內(nèi)會相對穩(wěn)定。

7 鉆具發(fā)展歷史

鑿巖鉆具的進展始于1890年， 最開始是采用熱處理的鋼材來提高性能。 1918年，蒙大拿州Anaconda 銅礦的工頭A L Hawkesworth 首先發(fā)明了可拆卸的鉆頭。 1918年，德國為了尋找鉆石的替代品， 在Osram 電燈廠專門組建了團隊來研發(fā)碳化鎢硬質(zhì)合金。后成為了一種神奇的切削工具。 1928年，硬質(zhì)合金首次應(yīng)用于德國礦山，效果非常好。但在二戰(zhàn)前，這個團隊被迫解散，很多人流落到其它國家。 其中Hans Herman Wolff 博士被迫到瑞典尋求庇護。 在此后，他按照阿特拉斯公司的Erik Ryd 的設(shè)計制造了大量的鉆頭。這些鉆頭在阿特拉斯公司的試驗礦山里做了大量測試。

1942年阿特拉斯、 山特維克和法格斯塔一起簽署了合作協(xié)議，并授權(quán)后面的兩家公司專利許可，并提供硬質(zhì)合金鉆頭。經(jīng)過多年的改進，直到1945年硬質(zhì)合金鉆頭的經(jīng)濟性才達到和原有鉆頭一樣的水平。

山特維克是一家于1862年成立的以鋼鐵為主要產(chǎn)品的公司，19 世紀60年代開始生產(chǎn)鉆具，通過這一協(xié)議，正式進入硬質(zhì)合金這一領(lǐng)域。

8 安百拓與山特維克雙峰并立

阿特拉斯·科普柯的第一臺液壓鑿巖機Cop1038 誕生于1973年， 當時這一產(chǎn)品是為了公司的100 周年慶典而研制的，后被成功應(yīng)用于瑞典、瑞士、法國、意大利等多個國家的礦山、隧道、發(fā)電站建設(shè)等項目上。 從此液壓鑿巖機成為公司主要的發(fā)展方向。液壓鑿巖機和高度機械化的鉆機產(chǎn)品，為公司后來在頂錘鉆進領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)世界打下了基礎(chǔ)。

2002年阿特拉斯·科普柯公司并購了德國的液壓破碎錘巨頭克虜伯，克虜伯曾經(jīng)是液壓破碎錘行業(yè)公認的先驅(qū)，1967年就推出了首臺液壓破碎錘。 2004年阿特拉斯·科普柯公司并購了英格索蘭公司的礦山與鑿巖業(yè)務(wù)，英格索蘭這一鑿巖行業(yè)的先驅(qū)、百年巨頭與全套解決方案提供商正式退出了礦山與鑿巖行業(yè)。

根據(jù)反壟斷協(xié)定，蒙特貝并沒有隨著英格索蘭的鑿巖機產(chǎn)品線并入阿特拉斯·科普柯， 反而成為阿特拉斯·科普柯鑿巖機產(chǎn)品競爭對手，阿特拉斯·科普柯因此不得不放下身段， 也推出了簡化版的低端鑿巖機，提供給中國的鑿巖鉆機和臺車，以獲得新的利潤增長點。

2004年，阿特拉斯·科普柯將地下鏟運機的生產(chǎn)從美國俄勒岡州波特蘭市轉(zhuǎn)移到了瑞典厄爾布魯市（Orebro）。 通過不停地轉(zhuǎn)移和發(fā)展，目前，厄爾布魯工廠成為了安百拓在全球最大的工廠和生產(chǎn)基地，液壓鑿巖機的研發(fā)，生產(chǎn)，測試與服務(wù)培訓(xùn)也在這里。

根據(jù)美通社2019年8月27日報道，安百拓將擴建位于瑞典厄爾布魯?shù)囊豁椫饕a(chǎn)設(shè)施，以提高生產(chǎn)力并保障長期效率。

安百拓將擴大并整合露天鑿巖與勘探設(shè)備部的生產(chǎn)能力，包括建造一個全新的主建筑作為裝配和辦公場所，從而提高生產(chǎn)效率。 該項生產(chǎn)設(shè)施總占地面積約為10 000 平方米， 建造工程將于今年動工， 并于2021年投入使用， 將有近400 人在此工作。

“這項投資使我們能夠確保這一戰(zhàn)略生產(chǎn)基地的長期產(chǎn)量及效率能夠達到更高的水平”，安百拓采礦與基礎(chǔ)建設(shè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域高級執(zhí)行副總裁Helena Hedblom 表示，“這將使我們能夠更快、更好地為客戶服務(wù)”。

厄爾布魯生產(chǎn)工廠目前生產(chǎn)的設(shè)備包括用于采石、采礦和建筑的露天鉆機，如Smart ROC和Flexi ROC 系列型號。 未來，厄爾布魯工廠還將生產(chǎn)勘探與巖土鉆探設(shè)備。安百拓還動工興建了一條用于鑿巖機的全新熱處理生產(chǎn)線。 2018年建造了控制塔，這是一個面向客戶和合作伙伴的高科技合作平臺。 在這里，他們能與安百拓一起開發(fā)解決方案， 使采礦和建筑作業(yè)更高效、更安全。 截止2019年， 安百拓在厄爾布魯擁有2 000 多名員工，全球約有14 000 名員工。

2020年底，山特維克宣布，將其破碎篩分業(yè)務(wù)從礦山事業(yè)部中獨立出來，這樣其礦山事業(yè)部更專注于巖石鉆鑿與開挖業(yè)務(wù)。安百拓與山特維克在礦山與巖石事業(yè)領(lǐng)域兩巨頭競爭格局正式形成。

以礦山與巖石開挖設(shè)備為主業(yè)的兩家公司都報出了亮麗的2021年第三季度財報， 山特維克的礦山與巖石事業(yè)部收入與利潤雙創(chuàng)歷年新高，安百拓在收入未創(chuàng)新高的情況下，訂單量、利潤及利潤率均創(chuàng)新高。 尤其是在全球冠狀病毒(COVID-19)肆虐的情況下，更加難能可貴。 這也說明全球礦山巖石設(shè)備市場情況及兩家公司的運營都是非常好的。

由于較高的基建活躍度及礦產(chǎn)價格堅挺，兩家公司領(lǐng)導(dǎo)均看好未來市場。事實上這一行業(yè)的兩大公司基本壟斷了國際市場， 業(yè)務(wù)高度重合，可以說是同城競技。兩家公司在競爭中追求的是共同成長，從來沒有看到惡性競爭。 這種雙頭壟斷的局面為這兩家企業(yè)增加了大量利潤。

兩家公司每季度都公開發(fā)布公司財報，我們收集了2021年第三季度財報數(shù)據(jù)， 并且把兩家公司財報數(shù)據(jù)進行了對比，見表1。 兩個公司的第三季度訂單額都超過120 億瑞典克朗，同比有機增長都不低于21%。營業(yè)額都在100 億瑞典克朗左右，同比有機增長都不低于12%。 稅前利潤率都不低于18.5%， 資本回報率都不低于25%?？梢钥闯霭舶偻毓九c山特維克公司確實是雙峰并立。 這樣亮麗的財務(wù)數(shù)據(jù)，工程機械分類中的其他產(chǎn)品的公司是很少見到的。

表1 安百拓和山特維克2021年第3 季度財報摘錄

可以預(yù)計， 兩家公司2021 全年營業(yè)收入可能雙雙達到400 億瑞典克朗，凈利潤可能各自超過80 億瑞典克朗，交出完美的財務(wù)報表。

9 給我們的啟示

通過安百拓、山特維克和蒙特貝等公司的發(fā)展和演變歷史回顧，可以看出，任何企業(yè)的發(fā)展都不是一帆風順的，絕大多數(shù)的歷史都會被大家遺忘， 我們只記住了極少一部分成功的高光時刻。 但優(yōu)秀的公司有著優(yōu)秀的基因傳承，在產(chǎn)品的發(fā)展路線上始終是以市場為導(dǎo)向，以價值為導(dǎo)向，不斷在與時俱進。在產(chǎn)品的研發(fā)方面，也是非常開放的，不局限于已有的成績，敢于不斷地自我否定，不斷地提升改進。

我們國內(nèi)的鑿巖機械研發(fā)制造企業(yè)，在研發(fā)道路上無需從頭開始，也要避免走彎路，要虛心學(xué)習標桿企業(yè)及標桿產(chǎn)品的先進技術(shù)。

我們要學(xué)習優(yōu)秀企業(yè)不斷探索、持續(xù)改進的精神。 以制造企業(yè)和客戶雙方效益為考核目標，堅持以市場需求為導(dǎo)向的產(chǎn)品研制思路，改變只重視生產(chǎn)制造，不重視試驗研究，只重視設(shè)計圖紙，不重視工藝圖紙，不重視細節(jié)，只重視仿真計算發(fā)表論文，不重視根據(jù)性能參數(shù)正向設(shè)計鑿巖機結(jié)構(gòu)與尺寸的情況。

回顧1850年以來的歷史，可以看到，在礦山與巖石開挖設(shè)備這一領(lǐng)域， 后入者兼并先行者，后發(fā)者趕超先發(fā)者，在歷史上時有發(fā)生。 因此國內(nèi)的鑿巖機企業(yè)也不必因為暫時落后而妄自菲薄，現(xiàn)在有國內(nèi)巨大的市場需求，良好工業(yè)基礎(chǔ)，穩(wěn)定的社會環(huán)境，巖石開挖與鑿巖機械產(chǎn)品又具有較高利潤率， 只要研發(fā)團隊人員靜下心來，聚精會神認認真真地干事，中國礦山與巖石開挖產(chǎn)品和企業(yè)必然是充滿希望的。