引言：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，目前培養(yǎng)創(chuàng)新人才是關(guān)鍵。同時(shí)，中國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格上漲，之前的經(jīng)營(yíng)模式已經(jīng)不適合當(dāng)下各種行業(yè)的發(fā)展，所以，轉(zhuǎn)型就成為了一種趨勢(shì)。數(shù)字化、智能化、信息化是未來(lái)數(shù)字制造、智能制造的發(fā)展模式。

　　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。

　　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M(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，一種是狹義的數(shù)字化制造，即是指應(yīng)用CAX、PDM/PLM、DFX等系統(tǒng)，圍繞產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)開始(包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì))到整個(gè)加工制造過(guò)程(如工廠布局、生產(chǎn)線平衡安排，工廠生產(chǎn)過(guò)程如何與產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段集成等)。另一種理解是廣義的制造，還包括企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)，即是圍繞著產(chǎn)品的全生命周期開展的活動(dòng)。

　　在這個(gè)活動(dòng)中包括兩條主線，一條是圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、加工制造等過(guò)程，一條是從管理的角度，包括從經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、車間布局、財(cái)務(wù)等方面。因此，廣義的數(shù)字化制造是通過(guò)信息技術(shù)來(lái)改善和提升制造企業(yè)的工業(yè)信息化水平，所以我認(rèn)為數(shù)字化制造可以說(shuō)是工業(yè)信息化的代名詞。

　　虛擬制造與數(shù)字化制造涉及的對(duì)象相同，主要區(qū)別在于側(cè)重點(diǎn)不一樣。虛擬制造以數(shù)字化為基礎(chǔ)，是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)際制造的本質(zhì)過(guò)程，著眼于認(rèn)識(shí)制造的本質(zhì)規(guī)律。虛擬制造強(qiáng)調(diào)的是對(duì)制造活動(dòng)進(jìn)行建模，進(jìn)而通過(guò)對(duì)模型的仿真以支持和提高制造活動(dòng)的決策與預(yù)測(cè)水平。數(shù)字化制造則是強(qiáng)調(diào)將制造過(guò)程的信息轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的信息并進(jìn)而進(jìn)行加工和處理，以支持制造過(guò)程的各種活動(dòng)。相比虛擬制造，數(shù)字化制造的內(nèi)容更廣泛。

　　無(wú)論提到的兩化融合、數(shù)字化制造還是智慧工廠、工業(yè)4.0，它們都是當(dāng)今工廠發(fā)展的潮流和趨勢(shì)，他們有著共同的核心理念：信息化數(shù)字化貫通各個(gè)環(huán)節(jié)，打破了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造之間的“鴻溝”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計(jì)、制造、裝配、物流等各個(gè)方面的功能，降低設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化的時(shí)間，并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。數(shù)字智造是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的另一個(gè)新階段，更是智慧工廠的高度概括。除了信息化數(shù)字化的生產(chǎn)，數(shù)字智造更進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)設(shè)備與設(shè)備之間的智能感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析、推理、決策、控制的功能。

　　通過(guò)人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。數(shù)字智造這一概念更是直觀地反映出工廠生產(chǎn)發(fā)展的兩大趨勢(shì)——數(shù)字化和智能化，這和工業(yè)4.0所指引的工業(yè)方向是一致的。

　　實(shí)際上數(shù)字化制造所涉及的領(lǐng)域很廣，特別是從工業(yè)化與信息化融合的角度來(lái)看，任何制造企業(yè)都在應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)。在應(yīng)用的過(guò)程中遇到困難也比較多，從大的方向來(lái)講，一方面來(lái)自企業(yè)自身的困難，即對(duì)數(shù)字化制造重要性的認(rèn)識(shí)不夠。從工業(yè)化向信息化推進(jìn)過(guò)程中，數(shù)字化制造是企業(yè)的必由之路，是企業(yè)應(yīng)對(duì)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的武器。

　　如果制造企業(yè)從高層領(lǐng)導(dǎo)到技術(shù)人員到操作人員都能夠充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，就能以一種積極主動(dòng)的態(tài)度應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)，并將其作為自己必須掌握的一種手段，那么就會(huì)大大加速數(shù)字化制造的推進(jìn)。

　　另一方面數(shù)字化制造技術(shù)的適應(yīng)性，企業(yè)需要相對(duì)成熟的數(shù)字化制造解決方案，但信息化尚處在一個(gè)不斷發(fā)展的階段，且信息化的核心技術(shù)和產(chǎn)品大部分是被國(guó)外掌握，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)或符合中國(guó)國(guó)情的信息化產(chǎn)品難以抗衡。

　　許多企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中不得不對(duì)信息化重復(fù)投資，以適應(yīng)版本的升級(jí)、換型，甚至推倒重來(lái)。在圍饒加速“中國(guó)創(chuàng)造”的理念下，如何在數(shù)字化制造、虛擬制造等領(lǐng)域充分發(fā)揮我們的“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”，包括如何提高信息化技術(shù)應(yīng)用的水平，需要大家共同努力。

　　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?！敝袊?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)。

（轉(zhuǎn)載）