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新產業革命的端倪:設計與製造並行

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 13:55:30 來源:光明日報

  

  2012年8月,英國南安普頓大學研發團隊在世界上首次用3D打da印yin技ji術shu製zhi造zao出chu無wu人ren駕jia駛shi飛fei機ji,幾ji乎hu同tong時shi,我wo國guo湖hu南nan的de一yi家jia公gong司si也ye運yun用yong這zhe種zhong技ji術shu製zhi造zao出chu無wu人ren機ji。傳chuan統tong無wu人ren機ji研yan發fa從cong概gai念nian到dao模mo擬ni再zai到dao實shi體ti,科ke研yan人ren員yuan必bi須xu先xian畫hua圖tu紙zhi,再zai由you業ye務wu部bu門men委wei托tuo工gong廠chang製zhi造zao,流liu程cheng複fu雜za漫man長chang;而采用3D打印技術,幾個小時就可將產品成型。目前在製造業,這種技術正在用於手機殼、汽車零部件及其他需要驗證設計的批量製品上。

  由此,人們看到了新產業革命的製造模式與商業模式的萌芽—“設計與製造並行”。

  “產業革命”是由革命性技術經過多年的發展,逐步成熟,在大規模產業化後形成引領經濟增長的主導產業,並引發生產、消費、組織、管理方式、競爭格局等的重大變化。當前已經出現了新產業革命的端倪,其中重要標誌之一就是“設計與製造並行”,它正在改變製造業形態,再造新的工業體係。

  美國等發達國家實行“再工業化”,企業回流母國,就是看到了製造業中“設計與製造並行”這一發展趨勢,既無須通過國際的設計與製造分離—製造環節外包來降低生產成本,隻要在母國實施設計與製造並行,就可以重新建立起製造業的市場競爭優勢。“設計與製造並行”是新工業形態的生長過程,是一個國家高端產業的形成過程,掌控這一過程,可以搶占國際競爭的製高點。

  設計與製造並行:新產業革命的創新手段

  1988年,美國國家防禦分析研究所提出了“設計並行工程”概念—集成地、並行地設計產品及相關過程(包括製造過程)的係統方法。而新產業革命的“設計與製造並行”,是對這種“設計並行工程”方式的深化和發展。原有“設計並行工程”,設計與製造之間是線性的,一般模式是“產品設計產品開發產品製造”,科研部門與製造部門分設,設計人員與製造人員各有分工,製造僅是輔助創新的一個環節,即將設計製成產品。

  而“設計與製造並行”,表biao現xian為wei設she計ji與yu製zhi造zao的de一yi體ti化hua,一yi種zhong產chan品pin設she計ji與yu製zhi造zao可ke以yi在zai同tong一yi時shi間jian段duan內nei共gong同tong向xiang產chan品pin形xing態tai推tui進jin,科ke研yan部bu門men與yu製zhi造zao部bu門men可ke為wei同tong一yi個ge部bu門men,研yan發fa人ren員yuan與yu製zhi造zao人ren員yuan可ke為wei同tong一yi群qun人ren,傳chuan統tong“線性”創新過程變為設計與製造“並行”chuangxinguocheng,zhizaozhijiechengweichuangxindeyibufen,zhizaoxianchangrutongshiyanshiyiyang,chengweichuangxindechangsuo,zhizaozichanchengweiqiyechuangxinxitongziyuandezhuyaozuchengbufen。

  “設計與製造並行”是新產業革命的創新手段,更主要體現在以人為核心的創新資源上,“設計與製造並行”使shi關guan鍵jian人ren力li資zi源yuan被bei重zhong新xin定ding義yi,在zai原yuan有you大da規gui模mo製zhi造zao條tiao件jian下xia,勞lao動dong多duo為wei重zhong複fu性xing和he機ji械xie式shi的de,勞lao動dong被bei看kan作zuo是shi人ren工gong成cheng本ben,最zui優you的de企qi業ye決jue策ce是shi盡jin可ke能neng節jie約yue勞lao動dong、降低人工成本;新產業革命時期,操作型員工、技能型員工向知識型員工轉變,使得勞動力資源的重要性不降反升,這時的生產人員不僅掌握了機械工作原理、熟悉生產操作,而且能夠準確理解產品架構、市場需求,這種創造性勞動不僅是經營成本,更是企業創新的戰略性資產。

  設計與製造並行:新產業革命的生產係統

  “設計與製造並行”的基礎是當代數字化、網絡化、智能化的製造技術,以上技術可以對傳統的大規模流水線實施改造,形成全新的製造係統。目前超級計算、雲計算、大數據等新科技,已經使人工智能製造設備有了思維模型、技能發現、數據挖掘、遺傳計算等能力,“設計與製造並行”生產係統具備了自行決策、自行組織、自行維護、自行學習的能力。製造機器人在複雜的環境下,向著更強大感知能力、適應能力方向發展,可以完成生產過程中精密化、柔性化、智能化的任務,可將決策、管控、檢測、優化等任務融為一體,達到新產業革命對製造自動化要求的新水平。

  3D打印生產係統是“設計與製造並行”的產物,美國國情谘文稱:3D打印“革新了關於製造的一切”。首先是生產組織方式的革新,傳統製造業需要上下遊的加工環節限製在一定區域,在一個工廠(或產業集群)中集中生產,再通過物流手段在全球分銷,如,將機器零部件在我國長三角的組裝工廠集聚,形成產品後,再運送到世界各地銷售,而3D打印可將生產、銷售集中在銷售市場區域,減少複雜昂貴的物流成本。其次是製造加工方式的變革,傳統大規模製造需要多種密不可分的加工流程、零部件組裝配套等條件,還需要特定的加工設備和勞動力,其實質是“減材製造”,如有些機械產品整個過程需要鑄造毛坯、切削加工、做成零件、裝配成品,生產過程耗費大量資源。3D打印則克服了流程上的製約因素,3D打印機可放置在任何加工區域來完成加工製造,其實質是“增材製造”,改變了原有的製造係統,大大節約了物流成本和原材料,提高了生產效率。

  設計與製造並行:新產業革命的商業模式

  商業模式是企業發現價值、創造價值、獲取價值的方法,說白了就是企業通過為用戶提供有價值的產品並盈利。而“設計與製造並行”,使製造環節變得與研發環節、銷售環節同等重要,具有相同的盈利能力—商業模式創新能力。製造企業實現價值的原始初級方法,是擴展產品功能、推進產品交易便捷,主要目的是針對企業產品本身的變革。而新產業革命時期,製造企業實現價值表現為:youqiyezishenchanpindewanshan,xiangmianxiangyonghugexinghuaxuqiufangxiangfazhan,qishangyemoshigengduoshikuachuyuanqiyeshengchanjingyingdebianjie,buweiqiyeyiyouchanpinsuozhigu。zhezhongshanbian,xuyaotongchouqiyedeshejiyanfa、加工製造等資源和流程,精確地瞄準市場用戶,以用戶的價值需求為導向,進行價值發現、價值創造、價值獲取—運用“設計與製造並行”shangyemoshi,tiaodongqiyeshejiyuzhizaotixi,bangzhuyonghudachengjiazhimubiao,weiyonghutigongzhengtijiejuefanganjishiwuchanpin,bingyoucishiqiyezishenjiazhihuodeshixian。

  設計與製造並行:促進我國新產業革命

  我國應當在“設計與製造並行”趨勢興起、shijiegeguorengdazhichuyutongyiqipaoxianzhiji,tongguodalifazhanyidapixinxingqiye,zhanshenglaopaiqiangshiqiye,gaibianwoguozhizaoyezaiguojifengongzhongdebulidiwei,zouxiangxinyilunchanyegemingdeqianlie。

  一是搭建“設計與製造並行”的服務平台。在傳統研發手段占主導地位的我國製造業,要盡快使企業成為創新主體,需要搭建能夠為企業服務的“設計與製造並行”平台,使“專、精、特、新”中小企業基於移動互聯網、雲計算、大數據的基礎,實現在第三方信息平台、數據挖掘平台的支持下快速反應、適應市場,使得地理上遠離信息服務平台的偏遠地區的小微企業,也能夠以低成本獲得更強的數據存儲、計算應用等能力,從而使“設計與製造並行”創新手段能夠在眾多傳統製造小微企業中得以生根、發芽、成長。

  二是在我國培育“設計與製造並行”的設計基礎。設計水平低、研發能力弱,是我國製造企業的通病,要建設“設計與製造並行”體係,必須彌補設計研發的短板。為此,可以扶持一批麵向我國製造業的網上設計招投標、設計軟件開源型的企業,集聚社會的設計力量,共同提升製造企業研發能力。同時學習德國、意大利等工業強國廣大民眾富有的“工匠”精神,在我國青年和學生中弘揚動腦設計、動手製造為榮的風尚,形成全民創新的風氣,進而扶持一批以創新為生活目標的“創客”組織,壯大“設計與製造並行”的工程師隊伍。在此基礎上,與正在興起的3D打印機、機器人等智能設備相結合,如把開源設計軟件包內置於智能設備之中,並使之即時更新,通過多方努力,形成我國“設計與製造並行”的設計研發體係。

  三是大力推廣“設計與製造並行”商業模式。我國許多產品在國際市場上“酒好也怕巷子深”,這與商業模式老舊有很大關係,突出表現為對用戶千變萬化的個性化、時尚化、細分化需求反應遲緩、難以滿足。要借鑒以創新見長的互聯網企業的商業模式,同時通過互聯網金融等新型資本力量,積極支持“設計與製造並行”企業的借貸、擔保、租賃等經營活動,扶持其上市、控股、參股等企業股權運營。

  通過推廣普及“設計與製造並行”,打破跨國公司幾十年來主導的“母國設計研發+國外製造發包+全球渠道銷售”dechanyejiazhiliantongzhi,gaibianwoguomuqianshejinenglizhuyaozaichengbaopeitaolingyu,zhizaonenglizhuyaozaifeihexinlingbujianlingyudeguojichanyefengongjumian,nizhuanfadaguojiajiangwoguozhizaoyesuodingzaizuzhuangjiagongdediduanhuanjiedetaishi,tuidong“中國製造”向“中國創造”轉型。

  (作者係中共青島市委黨校教授)

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