隨著信息通信、生物電子、納米等新技術(shù)、新材料、新能源的迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用，人工智能、數(shù)字制造、工業(yè)機(jī)器人、3D打印等現(xiàn)代制造技術(shù)不斷涌現(xiàn)，主要工業(yè)化國家相繼推出一系列旨在振興制造業(yè)的戰(zhàn)略舉措，全球工業(yè)發(fā)展模式正經(jīng)歷著巨大的變革，世界正處在“第三次工業(yè)革命”的導(dǎo)入期。面對這一國際形勢，中國制造業(yè)該如何應(yīng)對？
發(fā)達(dá)國家積極布局制造業(yè)發(fā)展新模式
為了充分利用新技術(shù)帶來的新的發(fā)展機(jī)遇，更是為了在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中占得先機(jī)，西方發(fā)達(dá)國家在迎接“第三次工業(yè)革命”浪潮中，紛紛調(diào)整戰(zhàn)略布局,及時(shí)推出各種措施,積極應(yīng)對并且努力重塑在全球制造業(yè)領(lǐng)域的的優(yōu)勢地位。
在此過程中，美國致力于實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面的戰(zhàn)略目標(biāo)。第一，大力推動(dòng)創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化；第二，提高能夠主導(dǎo)未來產(chǎn)業(yè)競爭的人才潛力；第三，通過智能創(chuàng)新和智能制造提高制造業(yè)生產(chǎn)率；第四，建設(shè)以分布能源系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)為代表的全新的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施體系。
日本積極規(guī)模編制技術(shù)戰(zhàn)略圖。首先，政府加大了企業(yè)開發(fā)3D打印等尖端技術(shù)的財(cái)政投入；其次，快速更新制造技術(shù)，提高產(chǎn)品制造競爭力；再次，通過機(jī)器人、無人搬運(yùn)機(jī)、無人工廠、“細(xì)胞生產(chǎn)方式”等突破成本瓶頸。
德國提出“工業(yè)4.0”概念，成為引領(lǐng)世界制造業(yè)未來發(fā)展方向的理論。其核心概念是：讓制造領(lǐng)域內(nèi)的資源、信息、物品和人之間相互關(guān)聯(lián)形成“虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體物理相互映射的系統(tǒng)”；其根本目標(biāo)是通過構(gòu)建智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)德國工業(yè)生產(chǎn)制造進(jìn)一步由自動(dòng)化向智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向升級，從而維持和鞏固其在全球制造業(yè)的領(lǐng)先地位。
面對西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的籌劃和布局，中國的制造業(yè)要如何應(yīng)對？
借助三維數(shù)字化技術(shù)的引領(lǐng)力量
“第三次工業(yè)革命”如果沒有及時(shí)積極應(yīng)對，很可能會(huì)抑制產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而在新的技術(shù)大潮中敗下陣來。而對我國來說，只要能借助新的技術(shù)力量快速形成新的制造技術(shù)，制定新的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級路徑，則完全可能成為贏家，成為引領(lǐng)全球制造業(yè)的先導(dǎo)力量。
在全國3D大賽組委會(huì)執(zhí)行主任、科技部國家制造業(yè)信息化科技工程專家組組長、中國航天科技集團(tuán)總工程師楊海成教授看來，“第三次工業(yè)革命浪潮中，3D技術(shù)將成為重塑社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的核心手段之一。3D技術(shù)之所以獲得這種地位，其原因在于借助3D技術(shù)構(gòu)建的虛擬條件下，設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者和消費(fèi)者可以非常直觀地看到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)果、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制造過程和運(yùn)行原理，自主地互動(dòng)參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、把控和監(jiān)督生產(chǎn)過程，預(yù)先發(fā)現(xiàn)和修正缺陷、問題，極大地縮短了開發(fā)周期、降低了生產(chǎn)成本。”
“三維數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)嵌入到工業(yè)的整個(gè)流程，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、仿真分析、虛擬現(xiàn)實(shí)、藝術(shù)展示等，成為推動(dòng)信息化與工業(yè)化兩化融合的發(fā)動(dòng)機(jī)，是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和自主創(chuàng)新的推動(dòng)力。風(fēng)頭正勁的3D打印技術(shù)，正是這種潮流最直觀、最尖端的體現(xiàn)。”楊海成教授說。
在他看來，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化三維技術(shù)把社會(huì)的各種優(yōu)勢資源匯集到一起，對整個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、產(chǎn)品功能優(yōu)化分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和模式創(chuàng)新，都具有必然的支撐作用。從傳統(tǒng)的以大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大規(guī)模個(gè)性化生產(chǎn)，將為制造業(yè)帶來根本性的變革。
2014年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省繼續(xù)把3D打印機(jī)列為優(yōu)先政策扶持對象，計(jì)劃當(dāng)年投資45億日元，實(shí)施名為“以3D造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項(xiàng)目，開發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機(jī)。
我國將推動(dòng)“3D打印”產(chǎn)業(yè)化，路線圖和中長期發(fā)展戰(zhàn)略的制定工作。工信部副部長蘇波認(rèn)為，如果中國能把握住3D打印技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用趨勢，那么將成長為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。因?yàn)?D打印技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢，它將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“第三次工業(yè)革命”，3D打印技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。
突破三維人才桎梏是關(guān)鍵
美國努力實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面的戰(zhàn)略目標(biāo)中明確說明，提高能夠主導(dǎo)未來產(chǎn)業(yè)競爭的人才潛力：通過移民政策改革，美國希望吸引全球高端人才，從而在國內(nèi)形成滿足“第三次工業(yè)革命”要求的下一代的創(chuàng)新者、研究者和技能工人群體，從而獲得持續(xù)的競爭力。為全面迎接“第三次工業(yè)革命”，我國的產(chǎn)業(yè)政策思路和措施應(yīng)當(dāng)適時(shí)調(diào)整。要充分調(diào)動(dòng)科研結(jié)構(gòu)和企業(yè)的積極性，特別是重視通過創(chuàng)新性應(yīng)用型3D人才培養(yǎng)，加快先進(jìn)制造技術(shù)的突破。
中國制造行業(yè)目前數(shù)字化3D設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用人才的缺口約為800萬人，未來的需求還在不斷攀升。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步呼喚一種比傳統(tǒng)模式更加自由、靈活和有效的3D人才培養(yǎng)模式。這種培養(yǎng)模式的變革正是中國教育改革的重要方向。
對此，楊海成也疾呼，數(shù)字化設(shè)計(jì)教育模式亟待變革，培養(yǎng)學(xué)生不但要讓他們掌握有關(guān)科技創(chuàng)新、藝術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新、市場模式創(chuàng)新的知識、方法和工具，還要讓他們具有有與多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同創(chuàng)新的素質(zhì)。
他強(qiáng)調(diào)，線上的D國學(xué)堂和線下的3D特種兵訓(xùn)練營所構(gòu)建的O2O學(xué)習(xí)模式，使學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)式向主動(dòng)式、互動(dòng)式轉(zhuǎn)變，從知識傳授轉(zhuǎn)向能力培養(yǎng)，讓泛在學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)。這種培養(yǎng)方式適應(yīng)了未來基于網(wǎng)絡(luò)的智能制造對人才的需求，讓人的智力和知識在虛擬空間內(nèi)得到最大化的開發(fā)，這種產(chǎn)學(xué)對接、實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、線上線下互動(dòng)配合的多元的立體化的全新三維人才培養(yǎng)模式，不僅對探索“第三次工業(yè)革命”背景下的教育變革有著積極意義，而且對提升中國創(chuàng)新能力建設(shè)，積極應(yīng)對產(chǎn)業(yè)升級帶來的挑戰(zhàn)，起到了先鋒示范作用。
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