人口紅利逐漸喪失，粗放經營走到拐點，制造業(yè)大國要轉向制造業(yè)強國，轉型升級成為必然。盡管新一輪科技和產業(yè)革命尚需時日，但以信息技術與制造技術融合為核心的智能制造、數(shù)字制造、網絡制造等新型制造模式，正在加速制造業(yè)的發(fā)展。

隨著網絡信息技術的不斷融合，三維數(shù)字設計已經不再僅僅是制造的工具和手段。它取代了規(guī)模、效率、設備、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方式和組織方式，成為制造業(yè)新的靈魂。

事實上，3D打印的產業(yè)鏈條正在形成，DIY、創(chuàng)客、云設計、云制造……使得制造業(yè)的形態(tài)和全球格局正在改變。并非每個人都能使用3D軟件進行產品設計，也并非每個人都要擁有價格不菲的3D打印機，但隨著“開源”和“社交”等互聯(lián)網理念和平臺的日漸成熟，這些問題很快就可以迎刃而解。

中國制造業(yè)急需轉型升級

數(shù)據表明，在現(xiàn)代工業(yè)制造中，70%的錯誤都產生于設計階段，而80%的錯誤往往在生產或是更后續(xù)的階段，才被發(fā)現(xiàn)并進行修正。“中國設計亟待變革升級！在目前中國處于工業(yè)化、信息化、全球化、城市化和市場化‘五化’結合的獨特形勢下，要推動產業(yè)轉型升級，從‘中國制造’走向‘中國創(chuàng)造’，中國創(chuàng)新設計必須實現(xiàn)從科學技術創(chuàng)新、文化藝術創(chuàng)新到用戶服務創(chuàng)新與產業(yè)模式創(chuàng)新的集成創(chuàng)新變革。”中國工程院常務副院長潘云鶴說。

在他看來，有別于以往的工業(yè)設計，創(chuàng)新設計要充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用已有的科技成果進行創(chuàng)新構思，融合信息技術、材料技術、色彩造型、制造工藝等多種學科，設計出具有科學性、創(chuàng)造性、新穎性及實用性的成果。這樣的創(chuàng)新設計將成為制造業(yè)轉型升級的最有效抓手。

然而，當前的中國制造業(yè)普遍存在對設計研發(fā)與創(chuàng)新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創(chuàng)新設計人才，大學教育方式和課程設置錯位等問題，嚴重制約了設計創(chuàng)新的發(fā)展。楊海成說：“當前的中國企業(yè)發(fā)展很不平衡，差距主要是對技術和人才的認識不足和準備不夠。認識不足主要表現(xiàn)在重研究開發(fā)、輕工業(yè)應用；準備不夠主要表現(xiàn)在新技術的應用推廣不夠，新型應用人才不足，人才培養(yǎng)的方式亟待變革�！�

他認為，創(chuàng)新設計引領制造業(yè)升級需要社會各界的參與和推廣。多年來，中國科協(xié)組織了各種活動，通過科普推廣宣傳，有效提升了公眾創(chuàng)新設計與轉型升級的意識。同時，國家制造業(yè)信息化科技工程、兩化融合發(fā)展研究院、3D動力、中國圖學學會與光華設計基金會等共同組織的全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽也進行得如火如荼，極大地激發(fā)和釋放了高校師生、年輕技術人員和設計從業(yè)人員的學習興趣和創(chuàng)造潛能，有力促進了全民創(chuàng)新。

潘云鶴表示，創(chuàng)新設計要從中國新型工業(yè)化舞臺的邊緣走向中央，不緊要成為中國經濟結構調整升級的利器，還要成為世界設計界的先鋒。通過組織創(chuàng)新設計大賽和論壇結合等形式，促進設計切磋，交流設計思想，把理論研究和人才培養(yǎng)很好地結合起來。

流水線的生產模式正在遭遇挑戰(zhàn)

工業(yè)時代，當一雙黑乎乎的挖煤工人的手，也能造出“神秘的汽車”時，就意味著一個最普通的體力勞動者的工作效率，被提高到了技術工人的水平之上。體力勞動者的生產效率因流水線這一生產方式而得到體現(xiàn)。但在知識經濟時代，流水線的生產模式開始顯得落伍—當社會進入了一個市場需求向多樣化發(fā)展的新階段，相應地要求工業(yè)生產向多品種、小批量的方向發(fā)展，單品種、大批量的流水生產方式的弱點日漸明顯。

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

在汽車行業(yè)，大眾是第一個使用“平臺化生產”的巨頭�！捌脚_化生產”這一概念是指車廠將可以共用大部分零件、有著相似車身結構和生產工藝的車型研發(fā)模板歸類為一個“平臺”。同一“平臺”上誕生的車型擁有共同的“平臺基因”，但并不意味著不能擁有自己的個性。實際上，基于同一平臺的不同車型，往往會根據自身的特點和需求會不同的設定，非常靈活。上海通用相關人士也表示，隨著近幾年汽車發(fā)動機、變速箱技術的突飛猛進，體積更小、重量更輕、性能更強的產品不斷涌現(xiàn)，這給了底盤設計更大的空間，使得一個平臺的衍化能力更強。

福特表示，到2017年，福特全球“柔性生產”的產能將進一步擴大，全球平均每一家福特工廠能生產四款不同的車型，從而更加靈活地應對消費者的需求變化。屆時，福特目前擁有的15個核心平臺將削減為9個，而未來所有的車型均衍生自這9個平臺。

未來制造工廠將走向數(shù)字化

數(shù)字化就是將許多復雜多變的信息轉變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據，再以這些數(shù)字、數(shù)據建立起適當?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉變?yōu)橐幌盗卸�進制代碼，引入計算機內部，進行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。計算機技術的發(fā)展，使人類第一次可以利用極為簡潔的“0”和“1”編碼技術，來實現(xiàn)對一切聲音、文字、圖像和數(shù)據的編碼、解碼。

各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實現(xiàn)了標準化和高速處理。數(shù)字化制造就是指制造領域的數(shù)字化，它是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發(fā)展與應用的結果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產過程、生產系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢，其內涵包括三個層面：以設計為中心的數(shù)字化制造技術、以控制為中心的數(shù)字化制造技術、以管理為中心的數(shù)字化制造技術。

在數(shù)字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實、計算機網絡、快速原型、數(shù)據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。

數(shù)字化制造中“制造”有兩種理解，