人口紅利逐漸喪失，粗放經(jīng)營(yíng)走到拐點(diǎn)，制造業(yè)大國(guó)要轉(zhuǎn)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，轉(zhuǎn)型升級(jí)成為必然。盡管新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命尚需時(shí)日，但以信息技術(shù)與制造技術(shù)融合為核心的智能制造、數(shù)字制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新型制造模式，正在加速制造業(yè)的發(fā)展。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷融合，三維數(shù)字設(shè)計(jì)已經(jīng)不再僅僅是制造的工具和手段。它取代了規(guī)模、效率、設(shè)備、工藝等舊的核心元素，成為制造企業(yè)本身的核心資源，催生和建立了新的生產(chǎn)方式和組織方式，成為制造業(yè)新的靈魂。

事實(shí)上，3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈條正在形成，DIY、創(chuàng)客、云設(shè)計(jì)、云制造……使得制造業(yè)的形態(tài)和全球格局正在改變。并非每個(gè)人都能使用3D軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也并非每個(gè)人都要擁有價(jià)格不菲的3D打印機(jī)，但隨著“開(kāi)源”和“社交”等互聯(lián)網(wǎng)理念和平臺(tái)的日漸成熟，這些問(wèn)題很快就可以迎刃而解。

中國(guó)制造業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí)

數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)代工業(yè)制造中，70%的錯(cuò)誤都產(chǎn)生于設(shè)計(jì)階段，而80%的錯(cuò)誤往往在生產(chǎn)或是更后續(xù)的階段，才被發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行修正�！爸袊�(guó)設(shè)計(jì)亟待變革升級(jí)！在目前中國(guó)處于工業(yè)化、信息化、全球化、城市化和市場(chǎng)化‘五化’結(jié)合的獨(dú)特形勢(shì)下，要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，從‘中國(guó)制造’走向‘中國(guó)創(chuàng)造’，中國(guó)創(chuàng)新設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)從科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、文化藝術(shù)創(chuàng)新到用戶服務(wù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的集成創(chuàng)新變革。”中國(guó)工程院常務(wù)副院長(zhǎng)潘云鶴說(shuō)。

在他看來(lái)，有別于以往的工業(yè)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用已有的科技成果進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，融合信息技術(shù)、材料技術(shù)、色彩造型、制造工藝等多種學(xué)科，設(shè)計(jì)出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實(shí)用性的成果。這樣的創(chuàng)新設(shè)計(jì)將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最有效抓手。

然而，當(dāng)前的中國(guó)制造業(yè)普遍存在對(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)與創(chuàng)新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創(chuàng)新設(shè)計(jì)人才，大學(xué)教育方式和課程設(shè)置錯(cuò)位等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了設(shè)計(jì)創(chuàng)新的發(fā)展。楊海成說(shuō)：“當(dāng)前的中國(guó)企業(yè)發(fā)展很不平衡，差距主要是對(duì)技術(shù)和人才的認(rèn)識(shí)不足和準(zhǔn)備不夠。認(rèn)識(shí)不足主要表現(xiàn)在重研究開(kāi)發(fā)、輕工業(yè)應(yīng)用；準(zhǔn)備不夠主要表現(xiàn)在新技術(shù)的應(yīng)用推廣不夠，新型應(yīng)用人才不足，人才培養(yǎng)的方式亟待變革�！�

他認(rèn)為，創(chuàng)新設(shè)計(jì)引領(lǐng)制造業(yè)升級(jí)需要社會(huì)各界的參與和推廣。多年來(lái)，中國(guó)科協(xié)組織了各種活動(dòng)，通過(guò)科普推廣宣傳，有效提升了公眾創(chuàng)新設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)型升級(jí)的意識(shí)。同時(shí)，國(guó)家制造業(yè)信息化科技工程、兩化融合發(fā)展研究院、3D動(dòng)力、中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì)與光華設(shè)計(jì)基金會(huì)等共同組織的全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽也進(jìn)行得如火如荼，極大地激發(fā)和釋放了高校師生、年輕技術(shù)人員和設(shè)計(jì)從業(yè)人員的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造潛能，有力促進(jìn)了全民創(chuàng)新。

潘云鶴表示，創(chuàng)新設(shè)計(jì)要從中國(guó)新型工業(yè)化舞臺(tái)的邊緣走向中央，不緊要成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)的利器，還要成為世界設(shè)計(jì)界的先鋒。通過(guò)組織創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和論壇結(jié)合等形式，促進(jìn)設(shè)計(jì)切磋，交流設(shè)計(jì)思想，把理論研究和人才培養(yǎng)很好地結(jié)合起來(lái)。

流水線的生產(chǎn)模式正在遭遇挑戰(zhàn)

工業(yè)時(shí)代，當(dāng)一雙黑乎乎的挖煤工人的手，也能造出“神秘的汽車”時(shí)，就意味著一個(gè)最普通的體力勞動(dòng)者的工作效率，被提高到了技術(shù)工人的水平之上。體力勞動(dòng)者的生產(chǎn)效率因流水線這一生產(chǎn)方式而得到體現(xiàn)。但在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，流水線的生產(chǎn)模式開(kāi)始顯得落伍—當(dāng)社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)市場(chǎng)需求向多樣化發(fā)展的新階段，相應(yīng)地要求工業(yè)生產(chǎn)向多品種、小批量的方向發(fā)展，單品種、大批量的流水生產(chǎn)方式的弱點(diǎn)日漸明顯。

為此，汽車行業(yè)的研制模式正在流水線的基礎(chǔ)上發(fā)生改變，“平臺(tái)化生產(chǎn)”、“柔性生產(chǎn)”都是近年炙手可熱的創(chuàng)新理念。

在汽車行業(yè)，大眾是第一個(gè)使用“平臺(tái)化生產(chǎn)”的巨頭�！捌脚_(tái)化生產(chǎn)”這一概念是指車廠將可以共用大部分零件、有著相似車身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝的車型研發(fā)模板歸類為一個(gè)“平臺(tái)”。同一“平臺(tái)”上誕生的車型擁有共同的“平臺(tái)基因”，但并不意味著不能擁有自己的個(gè)性。實(shí)際上，基于同一平臺(tái)的不同車型，往往會(huì)根據(jù)自身的特點(diǎn)和需求會(huì)不同的設(shè)定，非常靈活。上海通用相關(guān)人士也表示，隨著近幾年汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱技術(shù)的突飛猛進(jìn)，體積更小、重量更輕、性能更強(qiáng)的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，這給了底盤設(shè)計(jì)更大的空間，使得一個(gè)平臺(tái)的衍化能力更強(qiáng)。

福特表示，到2017年，福特全球“柔性生產(chǎn)”的產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò)大，全球平均每一家福特工廠能生產(chǎn)四款不同的車型，從而更加靈活地應(yīng)對(duì)消費(fèi)者的需求變化。屆時(shí)，福特目前擁有的15個(gè)核心平臺(tái)將削減為9個(gè)，而未來(lái)所有的車型均衍生自這9個(gè)平臺(tái)。

未來(lái)制造工廠將走向數(shù)字化

數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸�進(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使人類第一次可以利用極為簡(jiǎn)潔的“0”和“1”編碼技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一切聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)的編碼、解碼。

各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和高速處理。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)，其內(nèi)涵包括三個(gè)層面：以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)。

在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過(guò)程。

數(shù)字化制造中“制造”有兩種理解，