新產業革命的端倪：設計與制造并行
http://www.moduwu.com 2014-04-11 10:37 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打印技術制造出無人駕駛飛機，幾乎同時，我國湖南的一家公司也運用這種技術制造出無人機。傳統無人機研發從概念到模擬再到實體，科研人員必須先畫圖紙，再由業務部門委托工廠制造，流程復雜漫長；而采用3D打印技術，幾個小時就可將產品成型。目前在制造業，這種技術正在用于手機殼、汽車零部件及其他需要驗證設計的批量制品上。
由此，人們看到了新產業革命的制造模式與商業模式的萌芽—“設計與制造并行”。
“產業革命”是由革命性技術經過多年的發展，逐步成熟，在大規模產業化后形成引領經濟增長的主導產業，并引發生產、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，其中重要標志之一就是“設計與制造并行”，它正在改變制造業形態，再造新的工業體系。
美國等發達國家實行“再工業化”，企業回流母國，就是看到了制造業中“設計與制造并行”這一發展趨勢，既無須通過國際的設計與制造分離—制造環節外包來降低生產成本，只要在母國實施設計與制造并行，就可以重新建立起制造業的市場競爭優勢。“設計與制造并行”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制高點。
設計與制造并行:新產業革命的創新手段
1988年，美國國家防御分析研究所提出了“設計并行工程”概念—集成地、并行地設計產品及相關過程（包括制造過程）的系統方法。而新產業革命的“設計與制造并行”，是對這種“設計并行工程”方式的深化和發展。原有“設計并行工程”，設計與制造之間是線性的，一般模式是“產品設計產品開發產品制造”，科研部門與制造部門分設，設計人員與制造人員各有分工，制造僅是輔助創新的一個環節，即將設計制成產品。
而“設計與制造并行”，表現為設計與制造的一體化，一種產品設計與制造可以在同一時間段內共同向產品形態推進，科研部門與制造部門可為同一個部門，研發人員與制造人員可為同一群人，傳統“線性”創新過程變為設計與制造“并行”創新過程，制造直接成為創新的一部分，制造現場如同實驗室一樣，成為創新的場所，制造資產成為企業創新系統資源的主要組成部分。
“設計與制造并行”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，“設計與制造并行”使關鍵人力資源被重新定義，在原有大規模制造條件下，勞動多為重復性和機械式的，勞動被看作是人工成本，最優的企業決策是盡可能節約勞動、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。
設計與制造并行：新產業革命的生產系統
“設計與制造并行”的基礎是當代數字化、網絡化、智能化的制造技術，以上技術可以對傳統的大規模流水線實施改造，形成全新的制造系統。目前超級計算、云計算、大數據等新科技，已經使人工智能制造設備有了思維模型、技能發現、數據挖掘、遺傳計算等能力，“設計與制造并行”生產系統具備了自行決策、自行組織、自行維護、自行學習的能力。制造機器人在復雜的環境下，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，達到新產業革命對制造自動化要求的新水平。
3D打印生產系統是“設計與制造并行”的產物，美國國情咨文稱：3D打印“革新了關于制造的一切”。首先是生產組織方式的革新，傳統制造業需要上下游的加工環節限制在一定區域，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，形成產品后，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，減少復雜昂貴的物流成本。其次是制造加工方式的變革，傳統大規模制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“減材制造”，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制約因素，3D打印機可放置在任何加工區域來完成加工制造，其實質是“增材制造”，改變了原有的制造系統，大大節約了物流成本和原材料，提高了生產效率。
設計與制造并行：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并盈利。而“設計與制造并行”，使制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。制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，制造企業實現價值表現為：由企業自身產品的完善，向面向用戶個性化需求方向發展，其商業模式更多是跨出原企業生產經營的邊界，不為企業已有產品所桎梏。這種嬗變，需要統籌企業的設計研發、加工制造等資源和流程，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“設計與制造并行”商業模式，調動企業設計與制造體系，幫助用戶達成價值目標，為用戶提供整體解決方案及實物產品，并由此使企業自身價值獲得實現。
設計與制造并行:促進我國新產業革命
我國應當在“設計與制造并行”趨勢興起、世界各國仍大致處于同一起跑線之際，通過大力發展一大批新興企業，戰勝老牌強勢企業，改變我國制造業在國際分工中的不利地位，走向新一輪產業革命的前列。
一是搭建“設計與制造并行”的服務平臺。在傳統研發手段占主導地位的我國制造業，要盡快使企業成為創新主體，需要搭建能夠為企業服務的“設計與制造并行”平臺，使“專、精、特、新”中小企業基于移動互聯網、云計算、大數據的基礎，實現在第三方信息平臺、數據挖掘平臺的支持下快速反應、適應市場，使得地理上遠離信息服務平臺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“設計與制造并行”創新手段能夠在眾多傳統制造小微企業中得以生根、發芽、成長。
二是在我國培育“設計與制造并行”的設計基礎。設計水平低、研發能力弱，是我國制造企業的通病，要建設“設計與制造并行”體系，必須彌補設計研發的短板。為此，可以扶持一批面向我國制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，共同提升制造企業研發能力。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、動手制造為榮的風尚，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“設計與制造并行”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于智能設備之中，并使之即時更新，通過多方努力，形成我國“設計與制造并行”的設計研發體系。
三是大力推廣“設計與制造并行”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系，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“設計與制造并行”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“設計與制造并行”，打破跨國公司幾十年來主導的“母國設計研發+國外制造發包+全球渠道銷售”的產業價值鏈統治，改變我國目前設計能力主要在承包配套領域，制造能力主要在非核心零部件領域的國際產業分工局面，逆轉發達國家將我國制造業鎖定在組裝加工的低端環節的態勢，推動“中國制造”向“中國創造”轉型。
（作者系中共青島市委黨校教授）
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