【讨论】新的工业革命即将到来，中国如何应对？

数字化制造引领制造业新一轮变革

近期，美国学者陆续发表了一系列文章，不断强调新的工业革命即将到来，其核心技术就是数字化制造技术。比如，奇点大学Vivek Wadhwa教授在《华盛顿邮报》撰文指出，“将人工智能、机器人和数字制造技术相结合，会引发制造业革命，使中国在未来二十年中出现制造业空心化，而美国将重新获得制造业的领导权”。从本质上讲，数字化制造是数字化设计的延伸，数字化制造将推动传统制造工艺和制造模式的变革。
　　
随着世界从农业文明向工业文明发展，制造模式经过了手工作业模式、大量生产模式和大规模定制生产模式三个阶段的发展变迁，产品朝着多品种、变批量、短周期方向演变。未来制造业将由信息技术主导,并采用先进制造模式、先进制造系统和先进制造技术。数字化制造技术是产品创新和技术创新的共性使能技术，它将促进产品和工艺设计更趋现代化，加工制造更加精密、快速，制造系统更加柔性、智能。数字化制造技术将改变制造业的设计、生产、管理和服务方式，从而推动产业形态和制造模式的深刻变革。
　　
数字化制造是欧美发达国家“再工业化”战略的核心
　　
美国政府于2011年6月正式启动了“先进制造伙伴计划”，同年12月，宣布成立制造业政策办公室，并于2012年2月制定了《美国先进制造业国家战略计划》，提出要发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。2013年5月，美国政府又宣布成立数字化制造与设计创新（DMDI）研究所，这是奥巴马政府继增材制造（3D打印）创新研究所（NAMII）后提出设立的第二家创新研究中心，旨在提升数字化设计、制造能力。在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，德国政府于2013年4月推出“工业4.0”战略，旨在通过采用先进物联网技术，打造数字化工厂，实现从采购、生产到销售和服务的全产业链数字化。
　　
数字化制造是提升制造能力的关键途径
　　
随着3D技术的发展，一系列基于3D模型的数字化制造技术应运而生，包括快速成型、3D交互式文档发布系统以及数字化制造系统等。
　　   
据统计，90%以上的生产故障可以通过工艺设计解决。
　　   
利用数字化制造技术可以提升工艺规划、设计和管理能力。数字化制造技术可以帮助制造企业用结构化、可视化的方式进行工艺规划、设计和验证。设计人员和工艺人员可以利用数字化制造技术在同一虚拟平台上对产品及工艺进行设计和验证，使企业的设计、工艺、制造能力相互匹配相互验证。
　　   
利用数字化制造技术可以提升工艺性布局和物流路线的设计和规划能力。在虚拟环境中构建可视化工厂，模拟出零部件在车间的流转路线，优化工厂布局和工艺路线，降低零部件在生产加工中的转运频率。
　　   
利用数字化制造技术可提升质量设计水平。可以从3D模型中获取产品设计公差，通过工艺仿真技术分析和统计公差分布情况，并在虚拟环境下进行零件装配模拟，在生产和装配前调整质量设计，从而大大缩短研发周期，降低研发成本。
　　
所谓数字化制造技术，是指在数字化和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，以实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品的整个制造过程。数字化制造引领制造业新一轮变革

近期，美国学者陆续发表了一系列文章，不断强调新的工业革命即将到来，其核心技术就是数字化制造技术。比如，奇点大学Vivek Wadhwa教授在《华盛顿邮报》撰文指出，“将人工智能、机器人和数字制造技术相结合，会引发制造业革命，使中国在未来二十年中出现制造业空心化，而美国将重新获得制造业的领导权”。从本质上讲，数字化制造是数字化设计的延伸，数字化制造将推动传统制造工艺和制造模式的变革。
　　
随着世界从农业文明向工业文明发展，制造模式经过了手工作业模式、大量生产模式和大规模定制生产模式三个阶段的发展变迁，产品朝着多品种、变批量、短周期方向演变。未来制造业将由信息技术主导,并采用先进制造模式、先进制造系统和先进制造技术。数字化制造技术是产品创新和技术创新的共性使能技术，它将促进产品和工艺设计更趋现代化，加工制造更加精密、快速，制造系统更加柔性、智能。数字化制造技术将改变制造业的设计、生产、管理和服务方式，从而推动产业形态和制造模式的深刻变革。
　　
数字化制造是欧美发达国家“再工业化”战略的核心
　　
美国政府于2011年6月正式启动了“先进制造伙伴计划”，同年12月，宣布成立制造业政策办公室，并于2012年2月制定了《美国先进制造业国家战略计划》，提出要发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。2013年5月，美国政府又宣布成立数字化制造与设计创新（DMDI）研究所，这是奥巴马政府继增材制造（3D打印）创新研究所（NAMII）后提出设立的第二家创新研究中心，旨在提升数字化设计、制造能力。在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下，德国政府于2013年4月推出“工业4.0”战略，旨在通过采用先进物联网技术，打造数字化工厂，实现从采购、生产到销售和服务的全产业链数字化。
　　
数字化制造是提升制造能力的关键途径
　　
随着3D技术的发展，一系列基于3D模型的数字化制造技术应运而生，包括快速成型、3D交互式文档发布系统以及数字化制造系统等。
　　   
据统计，90%以上的生产故障可以通过工艺设计解决。
　　   
利用数字化制造技术可以提升工艺规划、设计和管理能力。数字化制造技术可以帮助制造企业用结构化、可视化的方式进行工艺规划、设计和验证。设计人员和工艺人员可以利用数字化制造技术在同一虚拟平台上对产品及工艺进行设计和验证，使企业的设计、工艺、制造能力相互匹配相互验证。
　　   
利用数字化制造技术可以提升工艺性布局和物流路线的设计和规划能力。在虚拟环境中构建可视化工厂，模拟出零部件在车间的流转路线，优化工厂布局和工艺路线，降低零部件在生产加工中的转运频率。
　　   
利用数字化制造技术可提升质量设计水平。可以从3D模型中获取产品设计公差，通过工艺仿真技术分析和统计公差分布情况，并在虚拟环境下进行零件装配模拟，在生产和装配前调整质量设计，从而大大缩短研发周期，降低研发成本。
　　
所谓数字化制造技术，是指在数字化和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，以实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品的整个制造过程。