智能制造的技术要求范文
时间：2023-12-18 17:50:00
导语：如何才能写好一篇智能制造的技术要求，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0005-02
现阶段，智能制造工程作为《中国制造2025》的五大工程之一，与制造业创新中心建设工程、工业强基工程、绿色制造工程以及高端装备创新工程一同对整个制造业的转型升级起到引领作用。[1][2]其工程目标在于：到2020年，制造业重点领域智能化水平显著提升；到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生命周期缩短50%，不良率降低50%。人才为本是《中国制造2025》的五项基本方针之一，“健全多层次人才培养体系”也是其扶持政策之一。面对当前社会与国家的需要，培养出社会与国家所需要的智能制造方向的人才的重任自然而然地也就落到了各大高校的肩上。虽然目前各大高校为响应时代的号召及社会的需要，开设了智能制造方向的研究生培养计划，但观其模式及现状，不难发现有如下不足之处：第一，缺乏高端融合型的培养人才，很难符合当前制造业所需的能将制造技术和信息技术相互融通的需求。第二，师资配置难以满足人才培养的内在需求。第三，产学研模式的水土不服，企业与研究单位仍需进一步加强解决现阶段双方在合作层面出现的问题。为此，文章结合社会需求，针对现阶段面对智能制造方向的研究生的创新能力培养模式，提出若干建议。
一、智能制造对研究人才的要求
智能制造从其组成来看可包含一“大”一“小”两个概念。“大”指的是智能制造系统，“小”指的是智能制造技术。智能制造的核心是“智能系统”，智能制造的基础则是智能技术。[3]智能制造专业研究人员需要具备如下三方面的规格要求：知识规格要求、能力规格要求、素质规格要求。[4]
从知识规格上来看，研究生首先应具备完整的知识结构。智能制造是高度工业化与信息化的产物，由于面向智能制造的研究生培养在中国也处于刚起步阶段，其本科多来源于机械工程、信息工程、计算机工程等相关专业，对各学科之间的相关基础知识有待补充以形成面向智能制造的完整的科学知识体系。其次，智能制造是在传统制造业上进行的一次信息化升级，对于各学科的学生来说需要拥有适应量化的深入融合的信息技术知识以制造业实际生产需要。
从能力规格上来看，研究生应具备突出的工程实践能力。现阶段的研究生培养多重理论，轻实践，但智能制造的发展不论是从技术上来说还是从系统上来说，都离不开人的实践。脱离了实践检验的理论最终也难以产生知识价值的体现。其次，随着制造业的全球化发展，任何国家都再难以独自“闭门造车”，智能制造的高度是各学科知识的融合，该方向的研究生还需具备一定的国际交流能力与工程领导能力以适应日后国际化交流合作的需要。
从素质规格上来看，研究生需要具备强烈的改革创新意识。创新是推动制造业发展的源泉，也是具体产品的核心价值所在，在智能制造中更是附加值最高的体现。爱国敬业与可持续发展的社会责任感是当今高素质人才的内在要求。同时，良好的质量、安全与服务意识将更好地推动智能制造的发展。
二、学科能力建设
当前，智能制造的发展可以从智能制造的始端、智能制造的过程、智能制造的管理以及智能制造产业四个方向着手进行学科能力建设。
第一，培养具备一定的专业软件与工具的研发能力的人才，从智能制造始端推进，让研发设计为智能制造提供有力保证。智能制造系统（IMS）是基于各项智能制造技术（IMT）集成发展的系统。与智能制造系统相关的智能化软件及工具也是当今各工业国家所研究的重点。智能制造系统（IMS）也是一个动态不断发展的系统，这样的发展伴随着智能制造技术（IMT）的前进而前进的，具备智能化软件和工具的研发能力，将为智能制造系统的产品升级换代起到驱动作用。学校及科研单位在此方面，应提供相关的培训，开设相关的课程，联系工程应用给予研究生实践机会。
第二，培养具备一定的实践综合应用能力的人才，在智能制造的过程中推进。现阶段一个完整的IMS系统由各子专业智能制造单元组成，而智能制造的综合应用也是在子专业智能制造单元的实践应用后进行有机的整合。研究生应将现阶段取得的理论结果应用到工程实践中，以便对现在所取得的阶段性成果进行反馈校正更新，进而推动智能制造的发展。学校及科研单位，应主动联系相关企业或在政府的协调下，帮助企业进行升级换代，在导师的带领下，让该方向的研究生主动实践，以提高这方面给的综合应用能力。
第三，培养具备一定的管理能力的人才，在智能制造中对生产进行控制。IMS系统是多个子单元集合，对于不同子单元进行合理的管理控制，是保证产品生产与质量控制的核心。该方向的研究生应掌握一定的方法及相应的研发能力，使企业资源计划ERP（Enterprise Resource Planning ）与制造企业生产执行系统MES（Manufacturing Execution System）拥有智能化控制的功能。学校及科研单位针对工科专业的学生，应开设相应的管理类课程，以培养学生在这一方面的理论基础。
三、创新能力培养
创新能力是智能制造发展的内在核心动力。创新的源泉在于知识体系的交叉、基于原本知识更深层的发现以及未知领域的开拓。纵观智能制造的发展可知，智能制造源自传统制造业中的信息化应用，因而在智能制造中的创新力主要还应来源于知识体系的交叉融合以及更深层的知识发现。
第一，创新能力源自知识体系的交叉融合。现阶段的研究生培养的具体形式大致可分为：课程设置、导师指导、学生自学；校企合作、行业论坛、学术报告等六个方面。
课程设置、导师指导、学生自学：首先应开设基础知识，保障该方向研究生具备一定的知识融合能力，作为储备知识为创新提供保障。智能制造是工业化与信息化融合的整体，面向智能制造的研究生在本科阶段受专业素质所限，对于相关的知识领域缺少必备的知识储备，难以达到智能制造业中对高度融合型人才的实际需求。故此，学校在这一方面应给与其必要的指导及训练。其次，鉴于智能制造所涉及的范围十分宽广，而学生在其培养期内的时间有限，导师应尽早帮助学生明确在读期间的研究方向并予以相应能力的培养与指导。作为学生，应结合导师指导，储备并巩固相关的专业基础知识，丰富自己所在领域的知识，同时通过论文、学术报告、行业论坛等多种形式了解行业动态，结合校企实践，进行科研创新。
第二，创新能力源自原本知识更深层的发现。
根据智能控制“智能增加精度降低”的原则，以知识集成、通讯、协调等为例的高层控制目标，层次越高、智能化及其对应的制造精度也就越低；反之，智能系统所处的层次越低，对制造精度、反应速度以及信息处理的时间要求也就越高，其智能的难度也就越大。[5]因此，智能制造的创新能力可源自智能制造系统中的中低层探索。与之相关的校企合作、行业论坛、学术报告等相关方面的研究生创新能力培养环节可围绕着这个方向进行。学校与企业之间可联合进行相关项目的攻关创新，校企合作、行业论坛、学术报告可为该方向的研究生提供一定的理论及实践机会、掌握行业动态、了解智能制造相关方面的相关进展，从而为其创新能力提供帮助。
四、师资能力培养
机器的智能是人赋予的，是人的智力的物化，只有人与机器有机高度结合。才能实现制造过程的真正智能化。从耗散结构理论和进化论的观点来看，要让机器具有较高的智能行为，那么，首先是依靠人来向系统引入负殇流，即通过人工移植必要的基本知识，使系统具备主动学习和积累新知识的基础和能力，然后进行自我主动学习、积累与拓展。[6]师资能力的培养，在人才建设与智能制造领域中起到了十分关键的作用。对面向智能制造的研究生导师的培养，特有如下建议：
第一：校企联培，挂职实践，积极参与到智能制造的实际构建中，提高导师自身理论联系实践的能力。“实践是检验真理的唯一标准”。学校或科研单位应积极安排导师参与到企业智能制造的构建之中，我国的智能制造一定程度上在核心关键技术和问题上还长期依赖于国外的引进和套用，缺少属于自己的专家人才与关键技术，企业在遇到技术难题或项目难关时也应该积极与学校或科研单位的相关导师取的联系，理论结合实践性的探索智能制造在实践中可能碰到的问题，这不仅丰富了当今以青年导师为主的师资队伍，同时也减少了企业因技术依赖等问题而产生的高额开销。
第二：伴随着制造业的全球化发展，要努力提高导师双语教学的能力与教育研究的能力。
《中国制造2025》紧跟美国在工业化、德国工业4.0等提出。在智能制造这一方向，伴随着制造业的全球化发展，我们还有很多内容及知识需要向国外借鉴。在培育这一方向的研究生人才时，导师应加强自身的双语教学能力。一方面，学校或科研机构要加强对青年导师在基础英语方面的培训与提高，借此来提升他们的口语表达与交际能力，另外也要注重他们对专业英语的培训以及应用。做到能读懂掌握专业范围内的文献资料、把握专业国际趋势，提升教学与国际同步的能力。
五、结论
面向智能制造研究生人才的培养首先要了解智能制造对研究人才的要求，应包含知识规格、能力规格以及素质规格三个方面。创新能力的培养是研究生培养中最为关键的一部分，如果结合智能制造创新力的本源除法，可以从知识体系的交叉融合以及更深层的知识发现两方面去提高创新能力的培养。伴随着导师队伍逐渐年轻化，青年导师渐渐占据了导师的主体，因此，在青年导师的实践能力建设、双语能力建设以及教学工作建设上也应该有相应的改革。
参考文献：
[1]Weiming Shen，An updated review：Applications of agent-based systems in intelligent manufacturing， Advanced Engineering Informatics， 20（2006）415-431
[2]《中国制造2025》.机械工业出版社.2015.10
[3]严英仕，杨爱民.智能制造技术与信息化技术的结.2014中国家用电器技术大全.2014
[4]靳晨，适应新型工业化发展需要的工程科技人才培养体系研究，哈尔滨理工大学，2015.3
[5]李圣怡，智能制造技术与智能制造系统.国防科技大学学报.1995.6
[6]姚赐凡，陈统坚.新技术革命与智能制造技术.中国机械工程.1997.7
基金支持：
1.国家科技支撑计划课题：基于SOA和物联网技术的制造业信息化关键技术研究与应用示范（2012BAF12B14）
2.贵州省重大科技专项：移动互联网流媒体实时交互平台关键技术研发及产业化（编号： 黔科合重大专项字（2013）6019）
篇2
我国制造业当前尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存阶段。为此，《智能制造工程实施指南（2016-2020）》（以下简称《智能制造指南》）提出总体目标，将工程分为“十三五”与“十四五”两个阶段实施，在“十三五”期间，要求通过数字化制造的普及，智能化制造的试点示范，推动传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业全面启动并逐步实现智能转型。“传统制造业实现数字化制造”是《智能制造指南》的工作重点，在具体目标以及重点任务中均可看到相关的具体要求。
《智能制造指南》布置的重点任务指明，要针对原材料工业、装备工业、消费品工业等传统制造业环境恶劣、危险、连续重复等工序的智能化升级需要，持续推进智能化改造，在基础条件好和需求迫切的重点地区、行业中选择骨干企业，推广数字化技术、系统集成技术、关键技术装备、智能制造成套装备，开展新模式试点示范，建设智能车间/工厂，重点培育离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务，不断丰富成熟后实现全面推广，持续不断培育、完善和推广智能制造新模式，提高传统制造业设计、制造、工艺、管理水平，推动生产方式向柔性、智能、精细化转变。
智能制造是《中国制造 2025》的主攻方向，绿色制造则是工业转型升级的必要之路。
四部委联合印发的《绿色制造工程实施指南（2016-2020 年）》（以下简称《绿色制造指南》）指出绿色制造是国际大趋势，而我国作为制造大国，尚未摆脱高投入、高消耗、高排放的发展方式，资源能源消耗和污染排放与国际先进水平仍存在较大差距。
《绿色制造指南》总体要求指出，绿色发展是企业提质增效的重要途径，更是企业应当承担的社会责任。因此要进一步突出企业绿色制造主体作用，强化高效清洁低碳循环发展理念，落实节能环保社会责任，加大绿色改造，淘汰落后产能，大力推动绿色技术创新，不断提高绿色制造管理水平，实现经济、社会和生态效益共赢。
对于绿色制造的主要目标，《绿色制造指南》明确，到2020年，绿色制造水平明显提升，绿色制造体系初步建立。企业和各级政府的绿色发展理念显著增强，与2015年相比，传统制造业物耗、能耗、水耗、污染物和碳排放强度显著下降，重点行业主要污染物排放强度下降20%，工业固体废物综合利用率达到73%，部分重化工业资源消耗和排放达到峰值。规模以上单位工业增加值能耗下降18%，吨水泥综合能耗需降到85千克标准煤。
重点任务提出传统制造业要实施生产过程清洁化改造，在京津冀等“三区十群”重点区域，实施水泥低氮燃烧和分级燃烧清洁化技术改造。到2020年，削减烟粉尘100万吨/年、二氧化硫 50 万吨/年、氮氧化物180万吨/年。此外，重点任务第一项中的“淘汰落后专项”要求综合运用工艺技术、环保、能耗、安全和质量等标准，建立退出机制，淘汰污染重、排放高、有毒有害的落后产品、工艺、技术和装备等。
对于能源利用高效低碳化改造，《绿色制造指南》提出了多个专项要求，并在流程工业系统改造专项别指出水泥行业实施高固气比熟料煅烧、无球化粉磨等改造。
《绿色制造指南》的“高耗能通用设备改造专项”要求电机系统实施永磁同步伺服电机、高压变频调速、冷却塔用混流式水轮机等技术改造；配电变压器系统应用非晶合金变压器、有载调容调压等技术；炉窑系统应用富氧助燃、循环水系统防垢提效等技术；内燃机系统实施工程机械等非道路移动机械用低效柴油机改造。
篇3
关键词：计量科学；智能制造；人工智能；国家质量基础；
0引言
中国对智能制造和产业自动化升级的需求，催生了巨大的机器人市场。然而作为新兴智能装备制造业的机器人产业，计量标准体系的缺失，可能令机器人产业难以走入良性循环，进而影响我国智能制造产业的发展。世界领先的工业机器人制造商ABB公司质保及校准部经理Peter Fixell认为：“一台真正好的工业机器人，应该在其整个生命周期内都会保持良好的精度……”。然而在中国，一直是国外机器人的天下。因此，尽快制定我国具有自主知识产权的机器人基础标准和计量检测体系，打破国际技术性贸易壁垒并实现与国际标准接轨，为推进机器人产品走向市场奠定基础，对推动中国制造抢占高端制造业市场具有重要意义。
1智能制造的发展现状
智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和，前者是智能的基础，后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。
早在2011年，美国就率先了国家先进制造伙伴计划，重点关注和支持智能化技术和智能制造。德国作为全球制造业中最具竞争力的国家之一，也于2013年了工业4.0战略。其他制造业区域如欧盟、日本、韩国也纷纷了与智能制造相关的国家机器人发展战略。可见当前，新一轮工业革命已成为世界各国战略布局的主要方向，发达国家和地区纷纷把智能制造和机器人作为国家战略，抢占智能制造技术和市场的制高点。以机器人、智能制造为代表的“工业4.0”时代已悄然来临。我国经过多年的高速发展之后，已进入经济发展的新时代，目前是在由制造业大国向制造业强国迈进的关键时期。
中国工程院院士卢秉恒就中国制造业的发展提到了支撑智能制造的三大技术：机器人、智能装备、3D打印机，其中机器人技术是助推智能制造的关键之一。与此同时，自2013年起连续三年时间内，我国已提前步入机器人时代，产业急速井喷，目前已然成为世界第一大机器人市场。
然而，我国的机器人产业大而不强。首先，我国的装备制造业中，关键零部件自给率低，如目前80%的集成电路芯片制造装备还严重依赖进口，更别说高性能传感器、先进材料以及高速精密轴承等。
其次，我国装备制造业中先进技术对外依赖度高，精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件、机器视觉都非常缺乏。新型传感器的感知技术、在线分析技术、大功率变频技术等构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术主要依赖进口。
这些电路芯片、先进传感器、精密测量和控制技术都是机器人产业、智能制造的基础。机器人的材料、关键零部件到整机、装备到系统集成，都需要进行测试，才能检验其是否满足性能的要求。伴随着机器人产业的发展，作为直接关联的传感器、仪器仪表和计量测试行业，成为未来的重点发展方向。
2计量科学是智能制造能力提升的保障
2016年是国家“十三五”规划开局之年，也是“十三五”规划的政策落地年。为推动中国传统制造业转型升级和可持续发展，加快智能制造技术与装备创新发展和产业化，不单政府在积极制定政策助力中国制造协同创新发展，高校、研究院所、企业等机构也自发组织产业协会和联盟，期望通过机器人技术推动制造业实现跨越发展，最终实现我国从“制造大国”向“制造强国”迈进。
在各类国家创新能力的驱动和评价模型中，很少提及计量和质检工作，但是计量质检水平却又被确认为国家竞争力和国家综合国力的最直接的体现。这说明计量和质检工作对促进国家创新能力的系统性作用的研究和认识还十分欠缺。以机器人技术中的传感器为例：对于机器人来说，传感器必不可少，同时，机器人对传感器有非常严格的要求，主要表现为准确度高、可靠性强、稳定性好；电磁干扰、强机械振动、灰尘和油垢等恶劣气候环境和机械环境下抗干扰能力也非常关键；最后就是整机性能和安全、噪声、储能和易于校准。
此外，复杂的几何量测量也是智能制造的核心关键。只有几何量测量仪器结合智能制造中工业机器人，形成智能制造的全方位感知系统，才能促进制造过程中的智能化，为真正形成智能制造打下坚实的基础。然而，我们也要清楚地意识到，目前几何量仪器自动化程度极低，还不能形成网络化，难以在测量现场形成测量数据。
伴随着智能制造的快速发展，计量科学家也在努力研究新的非接触测量技术、在线测量技术、自动测量技术，使其能满足智能制造的高准确度需求。在“2014中国仪器仪表学术产业大会”上，学术界和工业界一致将“智能制造”作为当下的最重要的议题，指出传统仪器仪表行业应借助“智能制造”寻求新的突破。而我国质检和计量部门也在积极寻求和高校、研究院所合作，以期在智能装备制造产业发展中牢牢占据科技领先地位，表1为近年来寻求技术合作的情况。
从表1可以看出，地方政府、高校已经开始围绕战略性新兴产业开始了“政产学研”的合作，充分发挥科研机构、高等院校科研优势，有效提升质检技术机构服务能力，而且积极开展这些合作的省份均是我国机器人产业集群区，或者是经济发达、对外开放程度高、高校云集以及老重工业基地。这些监督、检验和测试中心的成立，对于未来加强我国机器人产品质量监督、相关测量仪器的准确度，提升智能制造产业质量水平有着重要的意义。
3计量科学和智能制造共同助力“中国制造2025”
地方政府在积极推进这项工作的开展，中央政府部门如科技部、发改委也都开始从顶层开始支持我国智能制造、计量科学的发展。2016年科技部会同国家质检监督检验检疫总局等13个部门，制定了国家重点研发计划《国家质量基础的共性技术研究与应用》重点专项实施方案。该方案聚焦产业转型升级、保障和改善民生、提升国际竞争力等国家重大需求。此项重点研发计划的实施，其中涉及了多处先进制造和智能制造方面的重点支持方向，如表2所示。
这里提到的国家质量基础（Nation Quality Infrastructure，NQI），是由计量、标准、合格评定（检验检测和认证认可）共同构成。这个概念是基于联合国工业发展组织和国际标准化组织在总结质量领域100多年实践经验而提出的，被国际公认是提升质量竞争能力的基石，更是保障国民经济有序运行的技术规则、促进科技创新的重要技术平台、提升国际竞争力的重要技术手段。
而对于测量仪器和高端设备来说，提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平也是当前的重中之重。国家科技计划管理部际联席会还设计了《重大科学仪器设备开发》专项来进行重点支持，以形成具有自主知识产权、“结实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品，并进一步服务科学研究和经济社会发展。
在《重大科学仪器设备开发》专项的申报指南中，提到“传感器”有29处，可见，《重大科学仪器设备开发》和《国家质量基础的共性技术研究与应用》两个重点专项对于未来我国的智能制造、高端计量仪器的研究有着非常大的支持力度。
4结语
篇4
工厂通过“资讯物理系统（CPS）”来建立一个完整的网路系统，这当中包括了相互连结的智能机械、仓储系统、及高效的产品设备等，这些设备可以独立自主的运作，或者互相交换讯息、互相控制，并且以嵌入式系统来监测生产环境。当指令经过CPS系统时，纵向需要经过工厂和公司的商业流程，横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系，这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲究智能，未来的工厂工人，将不再只是单调的操作机器，而是将自己的经验储存到系统中，更有智能地与生产机器沟通互动。“智能制造”就是“工业4.0”的一个缩影。
此外，“工业4.0”还将解决当今世界遇到的一些挑战，比如资源效率、城镇化和人才结构调整等。工业4.0能够持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。同时能够将人口结构变动和社会因素考虑在内，并设定合适的方式来组织生产。智能辅助系统可以把工人从单调、程式化的工作中解放出来，使其能够将精力集中在创新和增值业务上。在关于熟练工短缺的问题上，工业4.0允许高龄的工人延长他们的工作生涯，使他们能够长时间地保持生产力。灵活的工作组织形式使得工人们能够更好地整合他们自己的工作，私人生活和持续的职业生涯发展将变得更有效率，可以说，工业4.0为工作和生活找到了一个更好的平衡点。
德国抢先推进“工业4.0”项目
为了在新工业革命中占领先机，德国联盟教研部与联邦经济技术部正联手推动《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——“工业4.0”项目，支持工业技术领域新一代关键技术的研发与创新。项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，联盟政府投入达2亿欧元。在《高技术战略2020》的计划行动中，德国联盟政府为未来项目“工业4.0”设立了雄心勃勃的目标：德国要成为现今工业生产技术（即网络物理融合式生产系统）的供应国和主导市场。
“工业4.0”项目的主要内容
“工业4.0”项目的概念描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
“工业4.0”项目将从两个方向展开，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
“工业4.0”项目的重点应用技术
随着工业4.0时代的到来，许多沿用多年、占据主导地位的工业自动化技术，正面临被淘汰、被更新换代的命运，而一批以前认为是高端的工业自动化技术，也随着新时代的到来，快速的走入到了实际的应用中去，成为新时代的宠儿：一是以工业PC为基础的低成本工控自动化将成为主流；二是PLC进入第六代——微型化、网络化、PC化和开放性；三是DCS系统走向测控管一体化设计；四是控制系统向现场总线（FCS）方向发展；五是仪器仪表向数字化、智能化、网络化、微型化发展；六是数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展；七是工业控制网络向有限和无限相结合的方向；八是工业控制软件向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。
此外，为了实现工业制造到工业4.0的转变，德国还要实现一项双重策略。不仅应该一如既往地把“信息和通讯科技”和“自身的传统高科技策略”进行整合，以努力成为智能制造科技的主要供应商，寻求稳固自身在全球市场的领导地位。同时，还应创造并服务于CPS科技和产品。为了达成这个双重要求，以下几个工业4.0的特征应该被执行：一是横向集成需要通过价值网络；二是端到端的工程立体集成横跨整个价值链；三是垂直集成和网络化的制造系统。通向工业4.0之路要求德国在研发上投入巨大的精力，为了实现双重策略，所进行的研究首先必须实现“制造系统的水平和垂直集成”和“工程上端到端的集成”。此外，出于对工业4.0系统的要求和CPS科技持续发展的目的，在工作场所中新的社会基础设施应该得到更多关注。
各界积极响应“工业4.0”项目
德国电子电气工业协会（ZVEI）预测，工业4.0将使工业生产效率提高30%，德国人工智能研究中心执行长Wahlster也表示，工业4.0将会在一些高劳动成本的地区非常具有竞争力。有鉴于此，德国机械设备制造业联合会（VDMA）及德国信息技术、通讯、新媒体协会（BITKOM）也已加入，德国三大工业协会决定共同建立一个名为“第四次工业革命平台”办事处，并于2013年4月在法兰克福正式启动。三大协会共同建立办事处的主要目标在于，推动工业的发展、提高工业生产标准、开发新的商业模式和运营模式并付诸实践。
德国企业界做出了积极地响应。比如，西门子展示自身推进工业4.0的具体行动，其凭借全集成自动化（TIA）和“数字化企业平台”，长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。在2013汉诺威工业博览会上，西门子展示了融合规划、工程和生产工艺以及相关机电系统的全面解决方案。西门子展台将突出展示西门子的最新技术成就，这包括以全集成自动化TIA v12版本、新一代控制器Sifmatic S7-1500、针对电气传动应用的“全集成驱动系统”（IDS）概念，以及以信息技术为基础的服务，例如，状态监控。另外，西门子公司还将与德国弗劳思霍夫研究院以及大众汽车公司联合展示，通过利用产品生命周期管理软件（PLM）进行虚拟生产规划，可降低生产线上机器人的能耗高达50%。另外，西门子指出当前约7500名软件工程师是其在ICT驱动制造业自动化创新上的最大资本。
智能制造业工程领域的全球化竞争变得愈加激烈，德国并不是唯一一个在制造业部署物联网和行业服务的国家。远在大洋彼岸的美国在2011年6月正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”，2012年2月又出台“先进制造业国家战略计划”，提出通过加强研究和试验（R&E）税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新。日本亦提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业的国际竞争力。
“工业4.0”两大主题
智能工厂：智能工业发展新方向
“智能工厂”的概念最早是奇思2009年在美国提出，其核心是工业化-和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；未来，将通过大数据与分析平台，将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息（云端智能工厂），并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。目前智能工厂概念仍众说纷纭，其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。
一是制程管控可视化。由于智能工厂高度的整合性，在产品制程上，包括原料管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，系统机具的现况亦可实时掌握，减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依生产线系统的现况规划机具的维护；可根据信息的整合建立产品制造的智能组合。
二是系统监管全方位。通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能；这类制造装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。当然此类系统，绝对不仅只是在KS内安装一个软件系统而已，主要是透过系统平台累积知识的能力，来建立设备信息及反馈的数据库。从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都可以在数据厍中一目了然，在遇到制程异常的状况，控制者亦可更为迅速反应，以促进更有效的工厂运转与生产。
三是在制造绿色化方面，除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题，并与上下游厂商间，从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理，以形成绿色产品生命周期管理的循环，更可透过绿色ICT的附加值应用，延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等，协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。
智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术。
一是无线感测器。无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。智慧感测是基本构成要素。仪器仪表的智慧化，主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主，包括运用神经网路、遗传演算法、进化计算、混沌控制等智慧技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，如专家控制系统（expert control system；ECS）、模块逻辑控制器（FLC—Fuzzy Logic controller）等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。
二是控制系统网路化（云端智能工厂）。随着智能工厂制造流程连接的嵌入式设备越来越多，通过云端架构部署控制系统，无疑已是当今最重要的趋势之一。在工业自动化领域，随着应用和服务向云端运算转移，资料和运算位置的主要模式都已经被改变了，由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。如随着嵌入式产品和许多工业自动化领域的典型IT元件，如制造执行系统；（MEs）以及生产计划系统（PPS）的智慧化，以及连线程度日渐提高，云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线，体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则，都会因为控制系统网路化而产生变化。此外.由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网路频宽的要求，对控制系统网路化，更构成严厉的挑战，而且网路上传递的资讯非常多样化，哪些资料应该先传（如设备故障讯息），哪些资料可以晚点传（如电子邮件），都要靠控制系统的智慧能力，进行适当的判断才能得以实现。
三是工业通信无线化。工业无线网络技术是物联网技术领域最活跃的主流发展方向，是影响未来制造业发展的革命性技术，其通过支持设备间的交互与物联，提供低成本、高可靠、高灵活的新一代泛在制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及，各家供应商正在提供一系列软硬体技术，协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。然而，由于工厂需求不像消费市场一样的标准化，必须因应生产需求，有更多弹性的选择，最热门的技术未必是最好的通信标准和客户需要的技术。
智能生产：制造业的未来
能生产（Intelligent Manufacturing.IM），也称智能制造，是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。与传统的制造相比，智能生产具有自组织和超柔性、自律能力、学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。
“智能制造”需要硬件，软件以及咨询系统的整合。那些具有“智慧制造”属性的生产线，不仅拥有着为数众多的控制器、传感器，而且通过有线或无线传感网架构进行串联，将数据传输给上层的制造执行管理系统MES，结合物联网的系统架构，从而让制造业提升到一个新的阶段。制造主要是服务于产品的生产，现在随着客户个性化需求越来越多，产品生产也逐渐呈现出少量多样等新特征，这就迫使制造厂商要提升生产线的速度与灵活性，对于市场前端的变化需要能够快速调整。例如当前一些汽车厂就可以让客户在线指定汽车的颜色，快速调整生产线，快速交付产品。智能制造就是要为使用者带来更多的便利。
近年来，由人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术，正引领新一轮的制造业变革。智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节，智能制造技术的产业化及广泛应用正催生智能制造业。概括起来，当今世界制造业智能化发展呈现两大趋势。
一是以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角。“数字化”制造以计算机设计方案为蓝本，以特制粉末或液态金属等先进材料为原料，以“3D打印机”为工具，通过在产品层级中添加材料直接把所需产品精确打印出来。这一技术有可能改变未来的产品的设计、销售和交付用户的方式，使大规模定制和简单的设计成为可能，使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产，并彻底改变自“福特时代”以来的传统制造业形态。3D打印技术开创了一个全新的偏平式、合作性的全球手工业市场，而不是传统意义上的层级式、自上而下的企业结构。一个由数百万人组成的分散式网络代替了从批发到零售商在内的所有中间人，并且消除了传统供应链中每一个阶段性的交易成本。这种“添加式生产”能够大幅降低耐用品的生产成本，从而使数以万计的小型生产商对传统上处于中心位置的大型生产者提出挑战。不过新的生产方式已经发生了重大改变，传统的生产制造业将面临一次长时间的“洗牌”。有预测指出，未来模具制造行业、机床行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局，而取代他们的就是3D打印机。当然，这需要一个过程，主要是人们适应和接受新事物的过程与产业自身完善成长的过程。不过10年、20年是分水岭，一般新技术会变得非常成熟起来，并被广泛应用。
二是智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化，智能制造正引领新一轮的制造业革命，主要体现在以下四个方面。
（1）建模与仿真使产品设计日趋智能化。建模与仿真广泛应用于产品设计、生产及供应链管理的整个产品生命周期。建模与防真通过减少测试和建模支出降低风险，通过简化设计部门和制造部门之间的切换来压缩新产品进入市场的时间。
（2）以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛。近年来，工业机器人应用领域不断拓宽，种类更加繁多，功能越来越强，自动化和智能化水平显著提高。汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线，工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。业内通常将工业机器人分为日系和欧系。日系的主要代表有安川、OTC、松下、FANUc、不二越、川崎等公司；欧系主要有德国KUKA、CLOOS，瑞典ABB，意大利COMAU，奥地利IGM公司等。工业机器人在制造业的应用范围越来越广泛，其标准化、模块化、网络化和智能化程度越来越高，功能也越发强大，正朝着成套技术和装备的方向发展。国际机器人联合会主席榊原伸表示，过去4～5年间，世界机器人行业得到了长足的发展，行业平均增长率为8%～9%。据联合会统计，近年来世界工业机器人行业的年总产值约250亿美元。
（3）全球供应链管理创新加速。通过使用企业资源规划软件和无线电频率识别技术（RFID）等信息技术，使得全球范围的供应链管理更具效率，缩短了满足客户订单的时间，提升了生产效率。
（4）智能服务业模式加速形成。先进制造企业通过嵌入式软件，无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式，制造业与服务业两个部门之间的界限日益模糊，融合越来越深入。消费者正在要求获得产品“体验”，而非仅仅是一个产品，服务供应商如亚马逊公司已进入了制造业领域。
制造企业如何适应“工业4.0”时代
通向工业4.0的路将会是一段革命性的进展。现有的基础科技和经验将不得不为了适应制造工业中的特殊设备而进行改变和革新，而且对于新地域和新市场的创新解决方案将不得不重新探索。为此，企业需要对以下8个领域进一步改进。
标准化和参考架构
工业4.0将会涉及网络技术的设计并通过价值网络集成几家不同的公司。如果一揽子共同标准得以实现，这种合作伙伴关系将成为可能，而且需要一个参照架构来为这些标准提供描述并促进标准的实现。
复杂系统的管理
制造系统正在日益变得复杂，适当的计划、描述和说明模型可以为这些复杂系统提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模型而进行更多的方法创新和工具应用。
一套综合的工业基础宽带设施
毋庸置疑，综合并高质量的通讯同络是工业4.0的关键要求。无论是在德国国内，还是在德国与其他合作国家之间，宽带网络基础设施也因此需要进一步的、大规律的拓展。
安全和安保
安全和安保是智能制造系统成功的关键。保障设备和产品自身不会引起使用者的危险，也不会对环境造成污染十分重要。同时，设备和产品中包含的信息特别需要被保护，以防止这些信息被滥用或者在未被授权的情况下使用。这将对安全和安保的架构和特殊识别码的集成调用产生更高的要求，同时相关的培训和职业生涯的持续发展规划也要得到加强。
工作的组织和设计
在智慧工厂里，雇员的角色将会发生引人注目的改变。越来越多的实时导向性控制将会让工作内容、工作流程和工作环境发生转变。针对组织工作的社会科技的实现将会给工人提供承担重大责任和加强个人发展的机会。当上述内容成为现实，进行合作的工作设计和职业生涯的学习途径对于启动参照模型课题将变尤为必要。
培训和持续性的职业发展
工业4.0将从根本上改变工人们的工作和职业诉求。实施适合的培训策略并用培养学习的方式组织工作也因此而变得非常必要，可以借此实现“活到老学到老”和基于工作地点的广泛的个人发展。为了达成这项目标，模型课题和“最好的实用网络”应该被进一步开发和提升，立体学习技术也应该投入研究。
规章制度
在工业4.0下建立新的制造流程和水平的商业网络架构时必须遵守法律，而已存在的立法也同样需要在必要时考虑创新对法律带来的影响。面临的挑战包括合作信息的保护、责任议题、管理私人信息和贸易限制等。这将不仅对立法，也对其他代表商务行为的活动提出了要求——制度将作为一个涵盖面广泛的适用工具而存在，其中的内容条款包括指导方针、标准合同和公司集体协议，或者如审计类型的自律行为。
篇5
【关键词】中国制造2025 自动化 信息技术
1 引言
在历史的长河中，人类经历了三次重大的工业变革，它们代表了三个重要的工业革命时代，分别是蒸汽机时代、电气化时代以及信息化时代。随着信息化技术的完善，人类正在经历着第四个重要时期，它是可以促进产业变革的智能化时代]。现如今，有很多人们指的关注的信息，其中最为重要的几个信息是：2011年由美国倡导的先进制造伙伴计划；2012年美国总统奥巴马在任期间提出了一个新颖的创新网络，这个网络用于建设国家的制造行业；2014年，德国的汉诺威举办了工业博览会，在会上，基于信息物理融合系统的智能化概念再一次成为人们热议的焦点；在2015年的5月18日，我国提出了“中国制造2025”的口号。发达国家关于工业化改革的行动给了我们一个强烈的信息，那就是工业化改革即将迎来大的突破、大的技术变革，每个国家都想在制造业上有所突破、有所作为。面对此种情况，我国的高等教育即将面临新的挑战，培养高素质的自动化专业人才是被迫切需求的。
2 满足“中国制造2025”要求的自动化专业人才
2015年，在只能制造国际会议上，工信部苗圩部长提出“中国制造2015”的主攻方向是智能制造。实现智能制造就是要实现信息化与工业化的融合以及互联网与传统制造业的融合。目前，在我国创新型与专业型人才较为短缺，与世界上一些发达国家还存在着不小的差距，培养我国自己的自动化专业人才迫在眉睫。“中国制造2025”需求四个方面的自动化专业人才。
2.1 中国制造2025”的自动化信息技术需要人才
2025中国制造需要的是高端智能人才，智能人才者是信息技术的执行者，自动化的对设备、工程机械及技术参数进行数据重组。只能这些自动化信息技术应用于生产，才标志着我国自动化技术的智能实现。
2.2 需要人工智能技术人才
完善的人工智能技术可以提供有效的解决方法去处理以及分析生产过程中的数据与信息。在生产实践活动中，如果遇到复杂繁琐，甚至是人类难以解决的问题时，人工智能技术就会凸显出它的自身优势。此种技术如果应用在制造业中必将促进制造业的快速发展。
2.3 需要软件类人才
智能化制造是一个全方位的概念，从最初的产品开发、设计、外包、生产、最后到达交付环节，这些都有它的身影。智能化工厂的重要基础就是软件，优异的软件性能是决定制造业可否实现智能化的关键，软件性能的好坏取决于多方面因素，例如：操作接口是否人性化、运算平台连接是否有高的效率、云端运算是否为跨网络模式等等。
2.4 中国制造2025需要多学科的综合性技术人才
现阶段，网络技术已经在我国的各类自动化信息技术中广泛应用，在这种大环境下，制造业中的自动化技术将成为一项复合性的专业技术领域。传统的单一性专业人才已经不适合未来制造业的发展需求，未来制造业需要的是一专多精、多专多精的复合型专业人才。
3 自动化专业人才培养模式的改革
要想以“中国制造2025”对自动化技术提出的新要求为基准，培养出高素质的自动化专业人才，改革自动化专业人才的培养模式是势在必行的。首先我们要在培养模式的改革上达成共识，对需要改变的内容、需要革新的内容以及需要增加的内容，都应该深思熟虑，形成共识，最后付诸于实践，并在实践中及时发现问题及时完善改革后的内容。
最近几年，很多试点院校已经对自动化专业人才培养模式进行了改革，共同的特点有三个：
（1）使学生们拥有扎实的自动化专业相关的理论知识，为此开设了多门课程，例如：优化理论、自动控制、系统辨识、智能控制理论等等；
（2）加强学生掌握网络技术的能力。网络技术、控制系统仿真原理、嵌入式系统等课程被开设；
（3）具有针对性地补充学生们自动化技术相关领域的专业知识，楼宇自动化、机器人技术等课程都应该被引入日常教学中。虽然这些方式对自动化人才专业的培养模式起到了一定的改革作用，但是并不能满足未来制造业对人才的需求，因为这些改革项目改变的仅仅是基础知识的传授，缺少技术实践层面的改变，所以我们要对自动化专业教学内容体系进行深入的探讨。
“中国制造2025”的出现对很多技术领域都提出了更高的要求，例如：在设计技术方面，国家提出在未来我国的先进设计技术要以绿色环保、智能化、协同性为发展目标。再比如，国家也提出了制造过程的智能化应该被快速实现。在某些重点领域的试点单位，已经建立了智能化车间，在生产过程中，工业机器人、智能物流管理等智能化技术已经得到了应用。面对未来更加快速的技术革新，当前我国高校的自动化专业培养模式还无法培养出高素质的人才去满足制造业新技术的要求。根据现有形势，应该调整教学内容，需要在日常的培养模式中加入智能感知技术、智能规划技术、集成电路原理、物联网技术以及虚拟化技术等等。
4 结束语
科学技术的发展带动了知识的快速革新，在校期间，学生们需要学习的专业知识越来越多，只有通过合理的培养模式以及高效的教学方法才能实现培养高素质自动化专业人才的目标。在我国近500所高校设有自动化专业，如果这些高校都可以找到适合本校的自动化专业人才培养模式，就可以为“中国制造2025”输送更多自动化专业人才。
参考文献
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[2]余东华，新工业革命背景下$中国制造的技术创新路径和产业选择研究[J].天津社会科学，2015（04）.
[3]黄群慧，贺俊.中国制造业的核心能力功能定位与发展鹇[J].中国工业经济，2015（06）.
[4]教育部发展规划司.中国教育统计年鉴[M].北京：人民教育出版社.2011.
作者简介
刘桂涛（1972-），男，湖北省云梦县人。硕士学位。现为湖北工程学院计算机与信息科学学院副教授。主要研究方向为控制与电气节能。
篇6
当前，全球正出现以信息网络、智能制造、新能源和新材料为代表的新一轮技术创新浪潮，对产业发展产生了日益深刻的影响。智能制造作为此轮产业革命的核心组成部分，将推动制造业生产方式变革、促进全球供应链管理创新、引领制造业服务化转型、加速制造企业成本再造。只有主动加快促进智能制造技术的突破和大规模应用，才能有效应对新一轮技术革命对全球制造业可能造成的巨大冲击。因此，发达国家纷纷出台了以先进制造业为核心的再工业化国家战略：美国大力推动“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局；德国“工业4.0”计划的提出旨在通过智能制造提振制造业竞争力；欧盟在2020增长战略中提出重点发展以智能制造技术为核心的先进制造；日本、韩国等制造强国也提出相应的发展智能制造的战略措施。
改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的成就，经济总量跃居世界第二，众多主要经济指标名列世界前列。同时，必须清醒地看到，我国经济规模虽然很大但依然大而不强，增速很快但依然快而不优。主要依靠资源等要素投入推动经济增长和规模扩张的粗放型发展方式是不可持续的，转变经济发展方式刻不容缓。作为一个发展中国家，当前中国由于创新能力不强，在国际分工中尚处于技术含量和附加值较低的“制造―加工―组装”环节，在附加值较高的研发、设计、工程承包、营销、售后服务等环节缺乏竞争力。我国工业化起步晚，技术积累相对落后，先进技术的产业化能力也与发达国家存在显著差距，致使国产智能制造产品和系统的发展同时面临技术和市场的瓶颈。我国制造业以前以劳动密集型产业占主导地位，生产基本靠人，低成本的优势使得中国成为“世界工厂”，“中国制造”遍布世界各地。但缺乏核心技术，关键零部件受制于人，导致国产智能制造装备价格倒挂，缺乏竞争力；软件系统发展滞后造成智能化水平难以提高；跨国公司垄断势力挤压国内企业发展空间。近些年，在劳动力成本提高以及全球经济发展缓慢等多方面的制约下，我国传统制造业正面临着来自世界各国家的竞争威胁，加上互联网技术应用的崛起，转型升级成了企业必须面临的问题。
在以中高速、优结构、新动力、多挑战为主要特征的新常态下，发展智能制造不仅是我国产业转型升级的突破口，也是重塑制造业竞争优势的新引擎。为适应工业化进入后期阶段的发展特征，应对新科技革命和产业变革的挑战，近年来，我国中央政府、地方政府和企业都制定、实施了一系列促进智能制造和智能制造产业发展的战略、政策和具体措施，以推动智能制造的发展和普及。中央政府连续出台政策力推智能制造，国家层面智能制造战略框架逐渐清晰完善，加快了从制造业大国向制造强国迈进的步伐。
新一轮科技革命和产业变革与加快转变经济发展方式形成历史汇，这也是中国制造业创新驱动、转型升级的发展方向，我国应把握“机会窗口期”，积极总结和借鉴国外先进经验，以智能制造为突破口，推动我国产业技术升级，实现制造业竞争优势由传统要素优势向技术优势的转型。中国要后来居上，实现跨越发展，发展方式必然是一个“并联式”的发展过程，要求工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展，工业2.0、3.0、4.0同步发展。同时，对中国而言，实现制造业向高端转型升级至关重要，但这不能以放弃广大传统产业的优势为代价，而是在培育发展新兴产业的同时，还要以智能制造和绿色制造对传统产业改造升级，提升传统制造业的竞争力。
篇7
关键词：智能制造；管理会计；创新
一、研究背景
制造业在我国国民经济占主体地位，即是立国之根本、兴国之利器、强国之基石。在创新驱动下，许多新的生产方式、新产品、新形态和新的商业模式应势而生。“中国制造2025”规划正在推进，供给侧结构性改革不断深入，制造业的优化转型升级和创新发展都面临着新的机遇。智能制造内涵包括：一方面人工智能广泛应用于生产制造的各个环节，减缓相关人员的工作强度，以达到提高产品的质量与生产的效率的目标；另一方面其体现“互联网+”技术的创新需求，奠定了“新经济”桥梁的基础。管理会计为了与“智能制造”相适应，应实施“智能管理”，依靠“人工智能”大力提升其处理系统多样性和复杂性的能力；充分理解管理对象异质性，有效、合理配置智能化管理工具，最大限度发挥管理会计管理控制和信息支持的功能。
二、智能制造下的管理会计
(一)以“互联网+”为代表的现代科学技术，形成复杂多变的企业组织关系。要求管理会计控制系统不断通过优化升级产销流程，加强产品生产过程的可控性，同时重视企业价值增长的战略空间、管理过程、控制绩效，加大在不同战略选择下的成本管控力度，力求实现企业成本最小化和企业效益最佳化的最终目的。
(二)根据管理会计信息支持系统，有效、合理配置生产计划并掌控生产进度，深化产品生产的可视性。智能制造时代背景下，以网络通信技术为媒介，工业机器、设备、存储系统及运营资源紧密连接在一起，充分发挥了良好的信息集成功能，并依赖于开放的管理会计信息支持系统将技术与经济结合起来，实现管理会计“管理控制”与“信息支持”活动的横纵双向沟通与交流，实现企业财务与业务有机结合、敏捷快速运作。
(三)影响管理会计的价值增值目标
1.从企业的外部环境看，持续不断的推进智能制造，对降低智能设备等的成本费用有促进意义，零成本社会的内在属性在智能化设备的配套环境中也得到了体现。
2.从企业的内部环境看，通过改革智能化管理会计的供给端结构，充分利用外部廉价的制造能力，将企业的固定成本转为可变成本，极大程度地提高企业的资源配置效率。
三、管理会计工具创新
智能制造是一个商业生态圈系统，由智能设备、智能工厂和智慧员工构成，结合企业具体的情境特征，创新管理会计工具可从智能制造与新经济的结合、智能制造与“互联网+”技术的融合程度上进行。
(一)约束理论(TOC)，每一个组织的发展都会受到来自不同约束条件的限定及制约。智能制造业绩高低主要是从完工效益、存货和营业费用三个方面进行考察。根据约束理论，实现“互联网+”为代表的现代移动技术与企业生产经营活动的融合，有利于充分发挥企业的有形成本要素与无形成本要素。当前，依靠管理会计的创新驱动，智能制造的内在需求便是充分发挥无形成本的内在潜力。
(二)适时生产制(JIT)，智能制造能使适时生产制进一步拓宽。适时生产制是作为一种无库存的生产系统，追求消除一切只增加成本而不向产品增加价值的过程。依靠价值链与供应链中的智能化成本管理，使企业线上与线下的经营活动紧密连接，使管理会计工具由时间驱动向时间与空间双驱动的融合创新方向发展。
(三)持续改善(Kaizen)，智能制造对企业产生持续的改善作用，通过对产品与服务的质量、员工的努力、民主参与意识的高低等进行主动的沟通和调整，利于提高管理会计控制系统的效率与效果。实现智能制造与管理会计的结合，企业的成本或利润不仅仅是“数量”的要求，更是对“质量”的规范。
(四)精益成本管理(LCM)，智能制造自身就是一种精益成本管理的过程。通过建立一种交互用户的平台，基于大数据分析，实现由生产型制造到服务型制造的升级，不仅为用户提供全流程个性化体验，而且能实现企业的价值的增值。
(五)业务流程再造(BPR)，智能制造与科技创新相结合可能会引起激进式的流程变迁。伴随现代科技的的迅猛发展，工业机器人已经是十分重要的自动化工具。广泛运用工业机器人，不但提高产品的产量与质量，且对人身安全的保证、劳动环境优化、劳动强度降低、劳动生产率的提高、原材料消耗的减少和生产成本的降低具有非常意义。智能制造的业务流程再造是实现“互联网+”与新经济对传统产业的改造的一种新兴工具。
(六)平衡计分卡(BSC)，智能制造与平衡计分卡的结合有两个重要的优点。一个是能增强管理会计的战略导向性，另一个是能够促使企业的前景理论与平衡计分卡执行力的紧密融合。智能化平衡应当包括两个层面：一是基本平衡，指长期目标与短期目标的平衡、实现结果与制约因素的平衡；二是具体平衡，具体指财务指标与非财务指标的平衡、实体价值链与虚拟价值链的平衡、链式整合链与网式整合链的平衡、内外群体的平衡、经营中的领先指标与滞后指标的平衡、学习与创新中的东方古典哲学与西方精细化管理的平衡。
(七)作业成本法(ABC)，智能制造将从根本上对作业活动实现变革。智能作业管理能提供更加完整的成本核算信息，凭借合作联盟网站等网络式竞争平台，增强企业内外作业活动之间的合作、交流与服务，合作建立起产业作业链与技术联盟，形成网络集聚，扩大与拓展智能化作业管理的内涵与外延。
作者:吴小娥 单位:厦门立洲五金弹簧有限公司
参考文献：
[1]姜红德.智能制造[J].中国信息化，2016.
篇8
关键词：机电；一体化技术；智能制造
0引言
机电一体化技术在智能制造中的运用领域包括汽车技术类、数控加工类、柔性制造类等，有效提高了生产质量与效率，加快了企业的发展步伐。因此在今后的工业制造业发展中，就可以实现该技术的广泛应用与全面推广，充分发挥其价值与优势。
1机电一体化技术在智能制造中的运用价值
将机电一体化技术运用在智能制造中，其价值主要表现在以下几个方面：第一，随着工业制造业的高速发展，其市场竞争也越发激烈。各企业为了在激烈的市场竞争中立于不败之地，就需要不断提高自身综合实力，才能取得成功。而企业要想提高自身实力，就需要对生产模式进行创新改革，注重产品质量的提升，节约更多的成本费用，实现资源的优化配置。而通过机电一体化技术的运用，就能够实现各项生产工作的智能化、一体化、高效化，实现了人力、物力的优化配置，节约了大量的成本费用，提高了产品质量，赢得了广大消费者的青睐与追捧，树立了良好的形象与品牌，有利于企业的长远持续发展。第二，工业制造业的覆盖范围非常广泛，比如智能机器人、服装行业、汽车领域、数控机床等，都需要相应的生产与加工。而将机电一体化技术运用在智能制造中，就可以快速推动这些行业领域的转型变革与持续发展，实现现代化信息技术与机械技术的完美融合，从而带动其他行业的高速发展，实现真正的智能化、信息化、一体化生产。
2机电一体化技术在智能制造中的运用领域
2.1汽车技术类
在汽车生产与制造技术中，实现了机电一体化技术的高效运用，并且取得了显著成效。其在汽车生产与制造技术中的运用，主要表现在以下几个方面：第一，发动机控制。发动机可谓是汽车的心脏部位，如果发动机出现故障，就会导致汽车无法正常运行。而发动机是一个十分复杂的被控对象，整个控制系统由许多子控制系统或项目组成，包括EGR、空燃比、点火时刻、怠速等等。通过机电一体化技术的运用，就可以提高各控制项目的性能与质量，保障发动机的正常使用。其中在EGR控制项目中，主要为EGR率的控制，也就是所谓的废气再循环系统，可以促使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状态，保障燃烧过程处于理想状态，将排放的污染物成分降低最低，有利于生态环境的保护。在空燃比项目的控制中，主要是通过空燃比的控制，保障燃油充分燃烧，降低各种污染物含量，实现经济、环保。在点火时刻项目的控制中，主要是为了防止异常燃烧而引起发动机故障，增强汽车的各项性能[1]。第二，底盘和车身控制。底盘具有着减震、承重等功能，而车身具有着保护、操控等功能，因此也需要通过机电一体化技术的运用，促使其功能充分发挥，保障汽车的安全平稳运行。比如在汽车防抱死系统、车速感应动力转向、电子控制悬架、防滑系统、导航系统、机械传感式安全气囊、中央控制门锁等，都实现了机电一体化的广泛应用，有效保障了汽车的舒适性、安全性、自动化，加快了汽车行业的发展步伐，满足了人们的各项需求。第三，其他领域的运用。近几年来，自动化、网络化、智能化的汽车驾驶系统已经逐步问世，深受人们的青睐与追捧，提高了人们的驾驶体验感。比如特斯拉的自动驾驶、网络控制等，就运用了机电一体化技术，实现了互联网信息技术与机械操控控制的有效结合，广泛的应用在汽车的各个领域。比如ABS系统、抬头显示系统、多媒体技术、撞击传感技术、自动泊车、定速巡航等，机电一体化技术都扮演着非常重要的角色，实现了汽车驾驶的信息化与智能化。此外，还有5G技术的应用、人工智能技术的应用，促使机电一体化技术更加安全、实效，真正实现了无人化、舒适化驾驶，并且广泛的运用在汽车的各个控制系统中。
2.2数控加工类
在工业制造行业高速发展的背景下，离不开数控机床的广泛应用。而数控机床就是现代化信息技术的应用与融合，为工业制造业的生产带来了很多的便利。这主要是依赖机电一体化技术的应用，使得数控加工更加精密、智能、高效、安全，为企业带来了更多的社会与经济效益[2]。尤其是各种智能制造中的数控加工，对于工艺流程、精度效率等有着很高的要求。而通过机电一体化技术的运用，就可以实现数控加工的信息化、精密化、高效化，不仅能够进行各项模拟信息的高效处理，还能够对整个生产加工环节进行全面管控。及时找出各种问题与不足，然后进行深入分析，提出切实可行的解决策略，有效提高了数控加工的精准度。在智能制造中的数控加工中，主要采用了CPU模式与总主线模式，并且结合模糊控制理论以及在线诊断技术，有效提高了工作效率与质量。而且还解放了传统劳动生产力，保障了人员的生命健康与财产安全，简化了生产工艺，降低了工作难度，实现了全面普及与应用。随着科学技术的不断发展，现阶段的数控加工类还运用了三维仿真技术，能够对生产环境、流程、工艺等进行动态模拟与跟踪，及时找出问题与隐患，进行三维立体化展示，便于生产人员快速了解工艺方法，进行效率的评估，保障生产工作的可靠与安全，加快了工业制造业的转型变革。
2.3柔性制造类
柔性制造类是指各种生产加工、信息传输、货物搬运等，对于生产效率与质量有着很高的要求。通过机电一体化技术的运用，就提高了生产效率，保障了货物质量，实现了资源的优化配置与充分利用，提高了企业的竞争实力。在机电一体化技术的运用下，可以实现生产工具的自动更换、密切跟踪、货物运输、存储管理，保障了生产工作与运输工作的有效对接，避免仓库限制或者物资爆满，影响整个生产运输效率[3]。无论是生产加工，还是货物存储与运输，都可以实现自动化以及密切化跟踪，只需要根据生产要求，提前设置好频率与计划，就可以全天候生产、搬运、存储，有效提高了生产效率。此外，还能够实现货物信息的密切跟踪与管控，实现人力资源的优化配置，保障生产计划与方案的合理性，一定程度上实现了智能化与自动化生产，增加了企业的经济效益。机电一体化技术的运用，还能够实现设备运行状态的自我监控，缩短故障时间，保障设备的安全平稳运行。
3运用现状与发展对策
3.1现状
现阶段，机电一体化技术在智能制造中的运用，还存在着一些问题，主要表现在：第一，重视不足。将机电一体化技术运用在智能制造中，前期需要投入较多的人力、物力与财力，才能保障后续生产的高效性。然而很多企业领导层，认为前期投入较高，而后期的收益较少，就放弃了机电一体化技术的运用。再加上很多领导层，对于机电一体化技术的认知不够全面，重视程度低下，思想观念比较陈旧，无法紧跟时展，以及认识到企业发展面临的困境，严重阻碍了工业制造业的持续发展[4]。第二，技术落后。机电一体化技术，需要电子技术与机械技术的紧密结合，才能实现广泛应用。然而现阶段，很多工业制造企业的技术水平比较落后，大量缺失优秀的专业技术人才，因此无法实现两者的紧密衔接。比如企业的电子技术发展落后，应用范围较窄，缺少与专业厂商的合作等，都会导致两者的衔接困难，无法实现广泛应用。第三，制度缺失。机电一体化技术在智能制造中的运用，需要在人力、物力、财力、制度的保障下，才能有序开展。然而由于企业领导层的重视不足，缺少制度体系的建设，导致基层人员也不够重视，增加了实际运用的难度。此外，资金较少，人员缺失，也将严重制约技术的实际运用与生产监管，为工业制造业的发展带来了很大的考验。
3.2对策
其有效发展对策为：第一，提高重视，加大宣传。要想实现机电一体化技术在智能制造中的高效运用，就需要先引起企业领导层的高度重视，然后加大宣传引导，实现全面普及与推广。因此作为企业领导层，就要紧跟时展，认识到机电一体化技术在智能制造中的运用价值，及时转变自身的思想观念，调整企业发展计划与目标。然后利用会议、网络平台、宣传栏等方式，加大宣传引导，为全体工作人员提供多元的培训深造机会，提高其对机电一体化技术的认知与运用能力[5]。第二，创新技术，规范管理。在今后的发展中，还需要对企业内部的技术进行创新优化，改良升级，然后实现整个运用过程的密切与规范管理，充分发挥机电一体化技术的价值与作用。作为工业制造业，可以加强与其他厂商、高校、机构的合作，加大电子科研成果向电子产品、技术的转化，实现内部技术的升级创新，与机械技术完美融合。还要积极借鉴国外优秀的技术、方法、经验，结合我国的实际情况，进行优化与改良，加快智能制造中的机电一体化发展步伐。第三，完善制度，给予保障。健全的制度与体系，是机电一体化技术在智能制造中运用的关键与保障，因此还要通过岗位责任制度、生产监管制度、人员培训制度的建立，实现生产工作的智能、高效、安全。此外，企业还要加大人力、物力、财力的投入，营造良好的应用环境。
4结语
综上所述，本文针对机电一体化技术在智能制造中的运用价值、领域，展开了详细深入的分析；并且具体阐述了运用现状与发展对策，希望为后续的实际工作，提供坚实可靠的理论依据。那么在今后的发展中，就可以通过提高重视，加大宣传；创新技术，规范管理；完善制度，给予保障等策略，实现机电一体化技术在智能制造中的高效与广泛运用。
参考文献：
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[2]周青.机电一体化技术在智能制造中的运用分析[J].南方农机，2021，52（07）：187-188.
[3]张瑞虹，王增峰.机电一体化技术在汽车智能制造的应用分析[J].时代汽车，2021（05）：33-34.
[4]韦清.对机电一体化技术在智能制造中的运用解析[J].电子世界，2021（04）：22-23.
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近几年，随着技术创新、两化融合的要求和产品市场的延伸，江宸智能以工业4.0为理念，以互联网、物联网为基础，致力于发展“智能工厂”和“智能生产”，实现信息化与自动化技术的高度集成。公司通过开发操作系统及工业软件，突破智能设计与仿真及其工具、制造物联与服务、工业大数据处理等高端工业软件核心技术，开发自主可控的高端工业平台软件和重点技术装备应用软件。已转型为以智能控制和信息化软件的开发销售为主营业务的高新技术企业，是提供先进制造技术的一体化解决方案提供商。
从工业“自主化”到“智能化”再到近年来德国提出的“工业4.0”，江宸智能的发展历程几乎可以看作是我国智能装备行业发展的缩影。
产品延伸背后的智能化
江宸智能从自动化生产线起家，一开始的起点就很高。而此时，欧美制造业以计算机人工智能取代传统人力的趋势已经逐渐明朗，从自动化转型为智能化已成为制造业的新兴浪潮，在新浪潮中，江宸智能自然不愿意落后于他人。
业过程中，江宸智能一直在寻找智能化领域具有领先优势的合作伙伴，并选定了浙江大学。浙大派出了长期从事自动化及计算机科学领域理论和应用研究工作的团队，双方展开深度合作，研发出了具有感知、分析、推理、决策、控制功能的智能装备。这是一种支持远程监控及现场分布式智能控制的，具有数据采集、存储、数据分析、故障诊断的结构紧凑、体积小巧的标准化、柔性化、高效化的智能装备。
2013年，江宸智能与宁波一家大型轴承制造企业合作的“轴承自动化智能磨装检测生产线项目”被列入“2013年度宁波市自动化（智能化）成套装备首批培育试点项目”。该项目涉及的智能化生产线实现全线闭环运行，全部工位采用机械手自动上下料，工序间用机械手、倍速链输送，产品从原材料到成品，实现在线监测，自动剔除不合格产品，保证了出厂产品的品质。同时，通过智能控制系统，对每项工序进行数据采集、存储、分析，帮助用户进行科学管理。
2013年，对于江宸来说注定是不平凡的一年，除了从自动化向智能化转变的决策，其产品的延伸也从轴承行业拓展到了汽车行业。
江宸智能成立于2007年，创业之初凭借对轴承及自动化行业的深刻理解，以轴承自动化装配检测生产线为拳头产品，成功进入了工业自动化装备领域，短短数年间，江宸已经成长为国内轴承自动化装备领域的领军企业。此时的江宸智能已经成为了哈轴、瓦轴、洛轴等国内最大的计价轴承企业的供应商，2012年更是获得全球最大的轴承生产企业瑞典SKF的全球供应商资格。
在轴承行业取得了巨大成功后，江宸开始布局开拓更大的市场。当时正逢汽车市场的迅猛发展中，而汽车关键零部件生产企业的自动化率却相当低，未来对于自动化设备的需求非常大。江宸智能果断投资上千万元，成立汽车事业部，抽调技术力量组建了专门的工程中心。
于是，2013年汽车事业部研发的凸轮轴压装机顺利完成，这是制造汽车涡轮增压发动机的关键设备之一，之前一直被德国公司垄断。产品研发成功后迅速被下游客户看中并确定了订单。由此，江宸智能在汽车行业取得了不错的开始。
但这毕竟只是江宸智能进入汽车行业的试水之作。江宸的最终目标是进入难度更大、技术含量更高的汽车发动机和变速箱整装线。这个目标在2015年得以实现，公司与吉利汽车签订了总价3000万元的发动机整装线合同，这标志着江宸智能顺利从轴承领域延伸进入到汽车关键零部件的自动化装备领域，并随之驶入了一片更加广阔的海域。
从硬件商到解决方案提供商
一般的自动化制造系统必须有一定程度的客制化设计，更上一层楼的智能化必须透过专业的硬件厂商提供整体解决方案。面对此情况，江宸智能也必须加重自身原来的专业咨询角色，实现从硬件提供商到整体解决方案提供商的转型。
未来公司的主营业务将不单单是研发生产和销售设备，而是通过整合上下游行业的资源，与客户开展更加深入的合作与融合。提前介入客户的项目建设，为客户提供包括整体布局、工艺选择、流程优化、制造技术升级、生产管理系统定制等一系列的服务。
作为智能装备行业的领先企业，江宸智能为客户提供整体解决方案，帮助其实现转型升级的同时，实现企业自身在经营模式上的转型。要知道，这样的转型对于传统制造企业来说，并不是一件容易的事。
如今，想要更加全面的定义江宸智能的话，应该描述为以工业4.0（Industrie 4.0）为理念，以物联网、大数据为基础，发展“智能工厂”和“智慧制造”，实现信息化与自动化技术的高度集成，以创新发展、匠心制造为宗旨，为客户开发研制各类智能化生产线及相关工业控制软件的一体化解决方案的系统集成商。同时也是由汽车动力总成、车身焊装、新能源电池、汽车零部件、轴承自动化装配生产线的研发、设计、制造、安装调试及服务于一体的系统集成商。
此外，在资本市场中，智能装备企业一直是受追捧的宠儿，随着“中国制造2025”战略的提出，以及国家发展和完善多层次资本市场的战略要求，借助资本市场的力量主推企业进一步发展成为摆在江宸智能面前的又一选择。
篇10
一、第三次工业革命的主要观点和判断
（一）第三次工业革命提出的背景和环境
第一，在国际金融危机的影响和冲击下，主要经济体增速明显下滑，国际贸易保护抬头，全球治理结构深刻调整，世界经济发展的不确定性和不稳定性因素显著增多，正进入一个新的发展周期。
第二，支撑第二次工业革命的石油和其他化石能源正日渐枯竭，那些靠化石燃料驱动的技术已陈旧落后，以化石燃料为基础的整个产业结构也运转乏力。根据经济学家估计，到本世纪中叶，石油资源将会开采殆尽，届时其价格升高将不适于大众化普及应用。
第三，由前两次工业革命所带来的二氧化碳过度排放也使得全球气候变化日渐明显，生态灾难增多，给人类社会的可持续发展带来严峻挑战。
第四，世界各国为应对国际金融危机冲击，纷纷加大科技创新投入，在全球范围内引发了以绿色、低碳、智能为特征的新一轮技术创新浪潮，新一代信息技术、新能源、智能制造、新材料等一些重要领域和前沿方向已经出现革命性突破的先兆。
基于此，美国著名未来学家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工业革命的概念，并于2011年出版《第三次工业革命》的专著，迅速引起了国际上的广泛关注。2007年5月，欧盟议会了一份正式文件，宣布第三次工业革命作为欧盟的长期经济愿景和路线图。2011年5月，里夫金教授在巴黎第50届OECD会议上作“第三次工业革命”的专题报告，有34个成员国的首脑参加。至此，关于第三次工业革命的讨论在全球范围内快速扩散。
（二）关于第三次工业革命的主要观点
当前，国内外对于第三次工业革命特征、内涵及影响的主要观点和判断有以下几种：
1、美国未来学家杰里米·里夫金：“新能源+互联网”催生第三次工业革命美国学者里夫金最早提出了第三次工业革命即将来临的观点，他的主要判断如下：
第一，新工业革命的本质在于新通信革命和能源革命的结合。里夫金认为，每一次工业革命都是能源与信息的交汇。第一次工业革命时期（18世纪60年代～19世纪40年代），通信技术发生了革命性变化，从手工印刷到蒸汽机动力印刷，后者可以实现低成本大量印制和传播信息，随后出现公立学校，大量识字劳动力，人们利用新的通信系统去管理以煤炭为基础的新能源系统。第二次工业革命时期（19世纪70年代～20世纪初），通信与能源再度携手，表现为集中的电力、电话以及后来的无线电和电视机，可以管理更复杂的石油管道网、汽车路网，进而为城市文化的兴起提供了可能。因此，历史上新通信技术与新能源系统的结合，往往预示着重大经济转型时代的来临。
第二，第三次工业革命需要五大支柱来支撑。煤炭、石油、天然气等化石能源的不可持续性必将导致第二次工业革命的终结。第三次工业革命就是建立在互联网和新能源相结合基础之上的一次革命。在“新能源+互联网”的支撑下，每个家庭、每个建筑不再是单纯的能源消费者，而是能够参与能源生产，甚至能够输出能源。并将改变由汽车、公交车、卡车、火车等构成的全球运输模式，使之成为由插电式和燃料电池型以可再生能源为动力的运输工具构成的交通运输网。具体来说，第三次工业革命由五大支柱构成，分别是：
1 向可再生能源转型；
2 以建筑为单位的小型电站；
3 扩展到所有基础设施上的能源生产和储存；
4 充电式交通系统从互动式电网中获取电能；
5 能源互联网。
里夫金还认为，这五个支柱如果分别孤立地存在，是毫无意义的，只有互相配合，相互联系，建立起一个集成的基础系统，才有意义。
第三，第三次工业革命将给人类社会带来深刻变革。“新能源+互联网”并不等同于智能电网。因为智能电网仅是电网管理模式上的革新，解决不了化石能源日益稀缺、开发利用低效的根本问题。互联网技术与可再生能源相结合，能够在能源开采、配送、利用上从石油世纪的集中式变为智能化分散式，将全球的电网变成能源共享网络，最终会让我们的商业模式、社会模式乃至地缘政治发生翻天覆地的变化。比如，以化石燃料为基础的第一和第二次工业革命要求大规模的中央集权、自上而下的组织结构；第三次工业革命则是一种以节点组织式的、水平分布式的、网络扩散式的合作型商业实践，原有的纵向权力等级结构正向扁平化方向发展。又如，在第一次和第二次工业革命中，形成了基于石化燃料的地缘政治世界，地球被看作一个容器（资源库），充满着支撑经济活动的各种有用资源；新工业革命发生后，能源体系从石化燃料向分布式的可再生能源的转变，将按照生态思想的方式重新界定国际政治关系。再如，新能源与互联网的结合还带来了分享协作机制，随着3D打印等先进制造技术的日趋成熟，每个人都可以成为生产者，改变了制造、营销、运输、物流和服务。同时，里夫金还认为，前两次工业革命都花了40～50年时间，第三次工业革命应该更快，因为通信系统已经就绪，从上世纪70年末期到现在互联网已经存在、发展很久了；但可再生能源落后了很多。美国卡特总统的时候由于石油禁运才开始谈可再生能源。德国如果按现在的速度发展，会轻松地在2030年左右准备好五大支柱。
2、英国《经济学家》杂志：制造业数字化引领第三次工业革命浪潮今年以来。英国《经济学家》杂志连续刊出了一系列关于“第三次工业革命”的文章，主要观点是：制造业数字化将引领第三次工业革命浪潮。
第一，为什么说新工业革命就是第三次工业革命？《经济学人》的划分标准：第一次工业革命是在18世纪后半叶，以英国纺织机械化为标志的第一次工业革命。我们通常说是蒸汽机，其实蒸汽机最后真正变得工业化是用在纺织机上，然后才引起了一系列的变化。第二次工业革命，是以福特汽车工厂在20世纪初，采用大规模流水线生产为标志。这两次工业革命都改变了社会，改变了历史，也改变了各国的形态。第三次工业革命，就是以3D打印机为标志的工业革命。
第二，制造业数字化将是一场波及全球的产业革命。制造业的数字化进程正从5个方面向前推进：一是更聪明的计算机软件。如，通过虚拟技术，可以在电脑上对产品进行检测并开发新功能，类似的软件同样可以应用于规划厂房的布局和为生产机器编程。二是新材料的出现。如碳纤维已被广泛应用于山地自行车、钓鱼竿、航空器和越来越多的汽车之上。三是更灵巧的机器人。今天的工业机器人，就是像曾经的大型计算机；下一代机器人就如同现在的个人电脑，将非常适用于中小型企业。四是基于网络的制造业服务商。通过互联网，一家欧洲公司可以从另一家位于美国的公司那里获得设计图纸和样品，并在中国找到一家加工企业。五是新的制造方法。如传统制造模式是集中式、追求规模经济的“减式制造”，生产过程中产生了大量的浪费；而3D打印技术可以一层一层地将产品“堆砌”出来，是便于分散化、低成本的“增式制造”，材料没有损失。
第三，“中国制造”的崛起可能被第三次工业革命所终结。新工业革命带来的影响将是颠覆性的，如同纺织厂消灭了手工织布技术，福特“T”轿车让传统手工铁匠下岗。第三次工业革命不仅影响到产品的生产方式，还将影响到产品的生产地点。随着生产成本快速上升和劳动力短缺的出现，传统制造业将大批转移到像越南、孟加拉国、印度这样的国家，而更新更高端的产品，由于有新的数字化制造革命，又会回到发达国家。因此，第三次工业革命对中国这样的制造业大国来说有着相当大的负面影响。
3、中国学者：数字化、智能化
制造成为新工业革命的灵魂国内学者普遍认为，智能软件、新材料、机器人、新制造方法的不断成熟与广泛应用，有力地推动了智能制造技术的快速突破，将产生足以改变人类经济社会进程的巨大力量，第三次工业革命即将到来。主要观点有：
第一，中国科学院院长白春礼：新的工业革命可能使工业生产方式将从大规模生产向个性化生产转变。今年7月，白春礼接受《经济参考报》专访时提出，当前信息、量子、生物等领域发生的一些革命性突破，将深刻改变人类的世界观、认识论和方法论，成为新科技革命和“新工业革命”的科学基础和知识源泉。新的工业革命，可能使生产过程将更关注个性化定制，消费者将在更大程度上参与设计和制造过程，甚至成为生产过程的一个重要环节，生产方式将从大规模生产向个性化生产转变，制造商、供应链的地理格局将发生根本改变。
第二，中国工程院院长周济：数字化、智能化是新工业革命的核心技术。周济认为，“数字化、智能化技术是产品创新和制造技术创新的共性性能技术，它深刻变革了制造业生产模式产业形态，是新工业革命的核心技术。”
第三，国务院发展研究中心冯飞：第三次工业革命的一个特点，就是就地化生产。冯飞提出，第三次工业革命的一个特点，就是就地化生产。比如说数字化制造所带来的便利，贴近消费市场是非常重要的因素，可能会有一些企业回流到市场范围大、市场需求多层次比较突出的一些地区。
第四，中国社科院工经所吕铁：第三次工业革命的主题是制造业“数字化”和“大规模定制”。吕铁认为，第三次工业革命的主题是制造业“数字化”和“大规模定制”。在第三次工业革命浪潮中，终端产品的竞争优势来源不再是同质产品的低价格竞争，而是通过更灵活、更经济的新制造装备生产更具个性化的、更高附加值的产品。
第五，微软公司全球副总裁张亚勤：信息革命支撑起整个能源的分配、生命科学的发展，是新一轮工业革命的灵魂。张亚勤认为，信息革命支撑起整个能源的分配、生命科学的发展，是新一轮工业革命的灵魂。利用信息技术和互联网，将会推动生产制造可以突破时间和空间的限制，进而推动人类社会的生产方式、生活方式和社会管理方式加快向智能化转型。
第六，也有部分学者对第三次工业革命持否定态度。比如，国务院发展研究中心的王俊峰提出，所谓第三次工业革命，应该仅仅是一些学者的提法，技术发展不是单单靠政府的刺激、支持就可以达成的，需要长期的技术积累，有自己的生命周期。又如，北京工商大学的陈及认为，第三次工业革命即将到来的说法是一个噱头。一些高端技术的突破还遥遥无期，无论从目前互联网技术还是从新能源的发展来看，时机都不成熟；只靠一两项技术完不成第三次工业革命。
（三）我们的初步认识
1、第三次工业革命浪潮的到来还需要一个较长的过程，既不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式
首先，第三次工业革命在重点领域技术发展和应用上存在明显局限性。目前，新能源、3D打印、智能制造等引领第三次工业革命的代表领域，受技术、材料、成本、经验、规模经济等因素制约较多，应用范围和应用程度都还较为有限。在现有技术水平、发展模式和竞争格局下，各国都不会完全抛开现有成熟的能源供应体系和使用方式，而采用技术成熟度不高、配套设施不健全，并且没有得到验证过的能源供应和使用模式。同时，受地缘政治、技术突破等因素制约，全球或区域大一统的能源供求格局难以在短时间内形成。根据有关资料，3D打印技术的发明已有10余年历史，最先应用于快速制作概念产品的模型以评估其外形与拟合情况，目前仍因制造速度、材料强度等问题而难以推广。
其次，新一轮工业革命将会是个较长的过程，不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式。历史经验表明，每一项技术从科学原理到技术发明再到广泛应用都需要经历一次较长的转化周期（见表1），每一次工业革命的形成更不会是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造计划，我国在1993年也设立了“智能制造技术基础的研究”重点项目，但时至今日智能制造技术仍不成熟。因此，新一轮工业革命的来临将会需要一个较长的过程，在相当长一个时期内新一轮工业革命催生的新生产方式和发展模式也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式。
2、信息网络是第三次工业革命的重要内容，多项关键技术交叉融合成为新一轮工业革命的显著特征。从主要支撑来看，信息网络技术是第三次工业革命的核心。信息网络技术领域正在孕育新一轮的技术革命，新一代信息网络、云计算、物联网、大数据、系统级芯片等新技术、新应用极有可能推动整个工业实现新的飞跃。信息网络对其他产业有极强的渗透作用和倍增作用，会带动互联网、电子商务、文化创意等多个产业强劲增长，创造新的商业模式。信息网络还可以通过与其他产业的融合，催生移动互联网等一些新的产业增长点和数字内容服务等新兴业态。在里夫金构建的以能源互联网为支撑的第三次工业革命中，就是通过信息网络技术与能源技术的深度融合，使太阳能发电、大规模并网发电技术实现突破。信息网络革命是新一轮工业革命的骨架和灵魂，成为推动“第三次工业革命”的关键所在。
从主要特征来看，多个领域的关键技术交叉融合不断催生出新的技术创新成果。信息网络技术、制造技术、能源技术、材料技术的汇聚融合速度越来越快，带来新的技术变革。信息网络技术与制造技术、材料技术的有机结合，使3D打印成为现实，使大规模定制和简单设计成为可能，有望改变传统制造业形态。制造技术与材料技术相互促进，精密加工、机械电子、数控装备等尖端领域不断突破，推动高端装备制造技术的不断发展。高性能碳纤复合材料的新发展，将引发航空工业从设计理念、物流供应链、维修服务到制造的革命性变革。
3、每一次工业革命都将为后发国家成功实现“赶超”打开“机会窗口”，加强技术积累和前瞻部署是把握第三次工业革命历史机遇的重要前提。
从历史经验来看，一些后发国家都是通过及时抓住科技革命和工业革命的机遇，实现了赶超跨越。比如，18世纪的德国，抓住了化学工业发展的机遇，迅速超越了英国。
19世纪末20世纪初的美国，抓住了电气革命的机遇，很快成为世界头号强国。20世纪50年代的日本，抓住了半导体产业发展的机遇，在很短的时间内成为世界经济强国。尽管第三次工业革命目前还存在很多局限性，但技术创新浪潮带来的影响与变革已经不容忽视。发达国家拥有雄厚的技术基础和人才优势，拥有强大的研究开发能力和良好的市场机制，很可能率先在新能源、信息、生物等新兴产业发展方面取得突破，进一步巩固其在全球产业竞争中的主导地位。尽管在部分新兴产业领域技术路线还有多种选择，但这一“机会窗口期”稍纵即逝，如不能抓住机遇实现技术突破，将会陷入新一轮的“低端锁定”。
美国页岩气革命的经验表明，加强技术积累和前瞻部署是实现重大技术突破的重要前提。比如，早在上世纪70年代，美国能源部就组织开展了以泥盆系页岩为重点的页岩气研究。自1981年的第一口钻井到1992年历经10年，美国钻生产井仅99口，开发进程极其缓慢。但在政府的积极部署和各种优惠政策支持下，1999年、2003年、2005年先后攻克重复压裂、水平钻井、水平井分段压裂等一系列标志性新技术，实现了页岩气开发的突飞猛进（见图2）。美国页岩气产量从2005年的194亿立方米，提高到了2011年的1800亿立方米，占美国天然气总产量的34%，迅速转变了美国能源供给的被动局面。
第三次工业革命的五大支柱领域仍然有许多亟待突破的核心技术和关键环节（见表2）。如新能源发电成本较之传统能源在短期内仍不具备优势，适用于能源互联网的储能技术的应用尚处于商业化初期阶段，世界各国智能电网的研究与开发仍处于起步阶段等。可以说，谁能率先在这些领域的核心技术取得突破并产生协同效应，谁就能掌握第三次工业革命的主动权。在迎接新一轮工业革命的过程中，我们一定要瞄准可能发生变革的基础和前沿领域，找准主攻方向，前瞻部署对国家长远发展具有带动作用的战略先导研究、重要基础研究和交叉前沿研究，打通制约技术创新和应用过程中存在的标准、关键共性技术、市场培育和产业支持等瓶颈，为新技术的大规模商用创造条件。
二、第三次工业革命的重要领域
（一）能源互联网
1、能源互联网简介
能源互联网是一种在现有配电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术，融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置，能够实现能量和信息流动的新型高效电网结构，是新型电力电子技术、信息技术、分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。它是以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络，通过智能能量管理系统实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入和存储，从而进行能源共享。
能源互联网除具备智能电网的自愈性、安全性、高效性、经济型和集成性等特点外，还具有3个自身特点。
一是环境友好。能源互联网的建立是以分布式可再生能源发电的大量应用为基础，以建立智能型绿色电网为目标，具有绿色、环保的特点，也符合当前国家提倡低碳经济的发展需求。
二是实现可再生能源的“即插即用”。传统电力网络主要是面向远端集中式发电，能源互联网可以在电网中实现类似互联网的“即插即用”技术，使电网可以包容多种不同类型发电，尤其是分布式的可再生能源发电。
三是与用户终端的实时交互。在电网运行中，通过智能终端可以实现发电端与用户设备和行为的交互，依托实时的通信构架，既可以对电网运行状态进行精确估计，也可以对负荷、发电端、储能装置等进行实时监控和管理，合理分配电网资源，提高电网的安全性、可靠性和经济性。
2、能源互联网的发展现状
从“能源互联网”的几大支柱看，支撑该领域的关键技术和产业基础参差不齐，都面临着不同程度的制约。
在新能源方面，发电成本不断降低，但暂时仍不足以替代传统发电。彭博新能源财经的数据表明，就现有项目来看，陆上风电的平均发电成本已经跟小水电和大水电十分接近，但是小水电和大水电平均发电成本还是略低于陆上风电。目前美国槽式光热电站度电成本为15-17美分，折合人民币约0.9元左右，美国的报告显示，要在2015年，把这一数字降低到8-11美分，折合人民币0.5元左右，届时才将与传统能源发电成本相当。此外，新能源的上网电价、投资回报率、电量的送出消纳、电费的结算时间都直接影响着新能源的广泛普及。
在能源储存方面，新能源的可存储性显著低于石油、天然气、煤炭等传统能源，适用于能源互联网的储能技术的应用尚处于商业化初期阶段（见表3）。储能技术的定位是功率传输到电量传输，从输电网到能源网转变的核心技术。总体而言，可以引发电力系统的变革的储能技术首先要有一定的规模，达到兆瓦时是一个根本的起点。在这种规模下，还要实现安全运行。此外，其循环寿命和转换效率两个指标最为重要。各种储能技术出现拐点的一个象征性的标志是千瓦时造价达到1500元之内，循环次数达到5000次。预计10年之内，会有某种储能技术能够达到这一指标。
在智能电网方面，世界各国智能电网的研究与开发尚处于起步阶段，大规模应用仍需时日。目前，美日欧均抓紧投资，以便创立并获得对自己有利的智能电网技术标准。但限于智能电网的自愈性、互动化、供电安全等方面的发展还未能满足要求，因此还未能实现能源资源的大范围优化配置。
3、能源互联网技术和应用发展前景
随着能源互联网的支柱性技术逐渐成熟、并相互协同，能源互联网将会使每一处建筑转变成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，将氢和其他可储存能源储存在建筑里，利用社会全部的基础设施来储藏间歇性可再生能源，并保证有持久可依赖的环保能源供应。同时，利用网络通信技术把电网转变为智能通用网络，从而让上百万的人可以把周围建筑产生的电能输送到电网中去，在开放的环境中实现与他人的资源共享，其工作原理就像信息在网络上产生和传播一样。此外，还将改变由汽车、公交车、卡车、火车等构成的全球运输和消费模式，使之成为由插电式和燃料电池型以可再生能源为动力的运输工具构成的交通运输网。在全国建立充电站，人们可以在充电站买卖电能。
近期，我国新奥集团提出的“泛能网”，可视为能源互联网的补充和延伸。所谓“泛能网”是指通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合，把能源网的能量、物联网的物质、互联网的信息三种“流”融合到一起，形成能量输入和输出跨时域的实时协同的能源管理网络。由于风电与太阳能发电的不稳定性及现有的规模决定其短期内无法支撑起国内庞大的能源需求，因此，传统能源的高效清洁利用和智能供给也是“泛能网”在未来一段时间内的重点解决方案。例如，“泛能网”可以将处于地下的煤加入气化剂实现可控气化，为后续能源产品生产提供低成本的合成气。生成合成气后，再通过气电联产实现发电，将一次能源转化成更为清洁的二次能源。
4、能源互联网带来的变革和影响
一是显著提升能源利用效率。能源互联网拥有储能单元和智能控制平台，从而可以实现能量控制与用户能量需求的实时协同，不同能源通过智能控制平台还可以相互转化，使得能源储运与应用更加智能化，减少不必要的浪费。不但使现有的传统能源得以更加有效的进行调配和供给，也使风电、太阳能发电等目前相对独立的新能源应用得以进行大规模共享。
二是彻底改变能源生产、供应和消费模式。“能源互联网”能够将每一处建筑转变成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源，从而改变以往大规模集中生产能源的方式。此外，人们可以将这些能源转化为氢气储存，并用绿色电力为自己的楼房、机器和汽车供电。多余的电力则可以通过一种外部网格式的智能型分布式电力系统与他人分享，就如同人们目前通过网络分享信息一般。
三是推动经济社会向合作和分散关系发展。能源互联网将从能源领域打破长期以来以化石燃料为基础的大规模的寡头垄断、自上而下的组织结构，使社会向合作和分散关系发展。社会的组织模式将趋向扁平化结构，由遍布全国、各大洲乃至全世界的数千个中小型企业组成的网络与国际商业巨头一道共同发挥作用。我们所处的社会将经历深刻的转型，原有的纵向权力等级结构将向扁平化方向发展。同时，买卖双方的对立关系开始被供求双方的合作关系所取代，自利的同时也实现了利益共享。
（二）智能制造
1、智能制造简介
智能制造是以泛在感知、精准控制、智能诊断和人机交互为特征的一种新的制造模式，其基本特点是整个生产线全自动化，生产效率显著提高，极端制造能力增强，加速机器对人的替代。智能制造具有五大特征：
一是自律能力。具有获取信息并以此来决定自身行为的能力，也就是需要智能系统对信息具有一定的分识库来决定自身行为。
二是人机交互能力。人在制造系统中处于核心地位，同时在智能装置的配合下，可以更好地发挥出人的潜能，使人机之间表现出一种平等共事、相辅相成、相互协作的关系。
三是建模与仿真能力。以计算机为基础，融信息处理、智能推理、预测、仿真和多媒体等技术为一体，建立制造资源的几何模型、功能模型、物理模型，拟实制造过程和未来的产品，从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。
四是可重构与自组织能力。为了适应快速多变的市场环境，系统中各组成单元能够依据工作任务需要，实现制造资源的即插即用和可重构，自行组成一种最佳、自协调的结构。
五是学习能力与自我维护能力。产品制造是在不断发展和变化的，因此在制造过程中所需要的知识也不断地增加，同时在运行过程中不可避免地会出现故障，为了更好地适应社会对产品制造的要求，需要智能制造系统拥有学习能力和自我维护能力。
智能制造的技术体系主要包括制造智能技术、智能制造装备技术、智能制造系统技术、智能制造服务技术（见图3）。
2、智能制造的发展现状
智能制造的发展主要体现在制造智能技术、智能制造装备、智能制造系统和智能制造服务四个方面。在制造智能技术方面，制造活动中的知识、知识发现与推理能力、智能系统结构与结构演化能力都有了显著提升，在生产的关键环节也有一定的应用。但一些关键技术仍存在较大制约，如感知与测控网络技术标准并未统一，基于云计算的分布智能制造体系结构、任务描述及管理技术还处于概念阶段，面对不确定、不精确、非完整制造信息的分布/混合智能推理技术尚未建立等。在智能制造装备方面，高档数控机床、工业机器人、测控装置等制造装备的智能化水平不断提高，对运行状态和环境的实时感知和处理分析能力、自主决策能力、自我诊断和修复能力不断增强。如目前，工业机器人已广泛用于弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。在汽车制造业领域，日本每万名生产工人占有机器人的数量为1710台，法国为1120台，美国为770。此外，在德国市场，食品行业大力促进了机器人的利用。机器人制造商认为，在药品和化妆品行业和塑料行业，机器人的投资潜力巨大。
在智能制造系统方面，目前，智能制造系统的发展滞后于智能制造装备的发展。由于制造工艺的日益复杂，制造系统日益庞大，资源环境约束愈发严峻等因素的制约，对制造系统的智能化、柔性化、绿色化等方面提出了越来越高的要求。如石化、冶金、建材等连续制造业能源资源消耗大、排放高的问题迫切要求智能制造系统能够进行固体废弃物质能分选、智能化除尘、智能工业清洗及污水处理等功能。
在智能制造服务方面，智能制造服务是制造业服务化的具体体现，环境感知与控制的互联技术、工业产品智能服务技术等分别在物流服务、离散/流程制造等领域已有初步应用，但目前总体正处于起步阶段。在智能制造服务的共性关键技术领域，仍存应用障碍。如制造与服务的智能集成共享与协同技术当前缺乏统一的定义、描述和表达标准，云计算为智能制造服务环境架构的数据安全性难以保障等。
3、智能制造技术和应用发展趋势
智能制造技术的突破及广泛应用正催生智能制造产业。其技术和产业发展呈现四大趋势：
一是建模与仿真使产品设计日趋智能化。建模与仿真通过减少测试和建模支出降低风险，通过简化设计部门和制造部门之间的切换压缩新产品进入市场的时间。
二是以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛。新一代工业机器人会抓取、装运、暂存、拾取零部件以及进行清理打扫等，这些技能让它们可以应用于更广泛的领域。同时，工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。
三是全球供应链管理创新加速。以云计算为代表的新一代信息技术的发展和应用将为智能制造提供一个动态交互、协同操作、异构集成的分布计算平台，进一步促成全球供应链的一体化，世界各地的企业将利用基于互联网的智能管理技术实现生产制造全过程的实施协同，从而缩短了满足客户订单的时间，提升了生产效率，使得全球范围的供应链管理更具效率。
四是智能服务业模式加速形成。企业通过嵌入式软件、无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式，制造业与服务业之间的界限日益模糊，融合越来越深入。产品的制造已不再单纯代表工业品本身，而倾向于提供一种“体验”，服务供应商如亚马逊、谷歌等众多公司已纷纷对制造业领域进行整合。
4、智能制造带来的变革和影响
一是推动制造业生产方式的变革。未来的制造将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的制造业。信息技术将促进设计技术的现代化、加工制造的精密化、快速化、自动化技术的柔性化、智能化。智能制造技术的广泛应用将改变制造业的设计方式、生产方式和管理方式，大幅提高制造系统的柔性化和自动化水平，使生产系统具有更完善的判断与自适应能力。
二是促进工业生产组织形式向网络化和虚拟化转变。智能制造将通过互联网的协同机制，在新的数字化生产技术的促进下，将创造虚拟的产业集群，从而使可以称为社会化生产的新制造方式成为可能，导致工业生产组织形式的改变。跨国企业通过网络将产品价值链分解到不同国家的配套协作企业，产品生产过程由全球范围内多个企业高效、快捷合作完成，企业间以网络方式跨越边界与环境建立紧密联系。
三是加快制造业服务化进程。智能制造使制造业和服务业的关系更加密切。制造企业可以通过在线获取生产所需要的各类智能制造服务，使生产要素的配置成本降到最低。在销售过程中，可以借助智能制造系统使最新产品在短时间内销往全球各地的目标客户。同时，智能制造装备是整合信息系统、配套软件、操作程序以及维护服务等在内的一个完整的服务系统，所提供的服务价值比重远超实体价值的比重。
（三）3D打印
1、3D打印简介
3D打印机诞生于20世纪80年代中期，由美国科学家最早发明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由电脑设计的三维立体模型，通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型，最终打印出3D实体。打印过程可分两步，一是在需要成型的区域喷洒特殊的胶水；二是均匀喷洒粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，没有胶水的区域仍保持松散状态，重复这一过程直到实体模型被“打印”成型（见图5）。
起初，3D打印被认为是一种制作一次性样品的方式，目前已能够制造产品零部件乃至最终产品（见表4）。根据有关资料，2009年应用3D打印制造的产品中，16%为最终产品、21%为零部件、23%为模具。
2、3D打印技术的优势和局限性
与传统制造技术相比，3D打印技术具有以下优势：
一是增强产品的空间几何多样性。如无需加工组装，可直接制造弯曲的内部冷却通道、复杂的蜂窝型物体（如图6）。
二是提升制造速度和精准度。3D打印技术减少了将零部件组装为整机的过程，直接制造完整的最终产品，有效降低了生产线上人员分工协作的时间，实现了快速制造。并且可以保证设计者思想的准确实现，提高了制造精准度。
三是简化制造流程。传统制造技术条件下，要改变产品形状必须制作新的铸型，或者调整装备的设置。然而，3D打印技术生产不同形状的产品，只需更换所参照的电子文档。以生产两颗完全不同的假牙为例，3D打印能够只用一台机器、不做任何配置改变，就将两颗假牙连续地生产出来。
四是普遍提高全球各地区制造能力。将相关电子文档发送到全球任何一台3D打印机上（具有适合型号），完全依照电子文档就可以实现产品的自动化制造，这普遍提高了全球各个地区的制造能力。
五是减少物料和能源消耗。3D打印技术不产生边角余料，所使用的原材料量恰好等于最终产品需要的材料量，减少了物料浪费；并且打印制造出最终产品，无需过多的零部件供应环节，减少了各环节生产及运输过程中的能源消耗。
目前，3D打印技术仍具有一定的局限性（见表5）：
一是难以应用于大规模制造。在目前3D打印技术条件下，平均1小时能制造一个边长1.5英寸的立方体。但在传统制造的铸型技术下，只需1分钟就能制造出几个类似体积的物体。制造速度的迟缓制约了其在大规模制造中的应用。
二是产品质量难以保证。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物，这种聚合物不易标准化，而且硬度低于同类工业原料。因此，用这种材料生产出的产品质量很难保证。
三是难于广泛开展产业化实践。在3D打印技术产业化应用的条件下，设计往往是联合完成的，但目前仍缺少相关法律法规界定此状态下的商标、版权、专利等归属。而且当设计出现问题时，相关责任也需要进一步明确。相关法律法规的不健全，使得3D打印技术产业化还难以广泛开展。
3、3D打印技术和应用发展趋势
未来5-10年，随着技术的不断进步及市场需求的扩大，3D打印技术将呈现以下趋势：
一是3D打印速度和效率将不断提升。经过几十年的探索与发展，3D打印技术已能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米；较先进的产品可实现每小时25毫米高度的垂直速率。随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用，打印速度和效率有望获得更大提升。
二是3D打印材料更加多样化。随着先进材料的不断发展，将开发出更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等，金属材料、直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的新兴领域。
三是3D打印机成本大幅下降。当前，3D打印机价格大多在百万美元以上，但随着技术进步、相关知识产权逐渐过期直至实现规模化生产，3D打印机价格有望大幅下降。目前，3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的产品，最简单的3D打印机的价格甚至已达到了800美元。
四是3D打印机应用领域更加广泛。目前，3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计，3D打印机在生产应用方面有着巨大的潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天及医疗方面（牙科）都能得到广泛的应用。
五是简单组装生产或直接完整制造将成为3D打印应用的路径。简单组装生产模式下，3D打印技术生产出较少的零部件，然后由传统组装方式制造，这样可以节约成本。
直接完整制造模式下，在离终端用户较近的地方，直接打印制造出完整的最终产品。例如，根据客户需求直接“打印”出几千台不同版本的iPhone后，快速配送至消费者。这要比在中国大规模生产出几亿全相同的iPhone，然后运输到全世界180多个国家成本更低。
4、3D打印技术带来的本质变革一是制造技术迎来重大飞跃。
一是3D打印技术改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，节省了材料和加工时间，带来了制造工艺的深刻变革。同时，还将推动新材料、智能制造和堆积制造等多项技术实现大的飞跃。
二是工厂化生产转向社会化生产。随着3D打印技术不断成熟，成本不断降低，小型企业甚至是个体都能独立完成制造程序。届时，除必要的实物生产资料和产品外，生产组织中的各环节可被无限细分，创新者转变为制造者的成本迅速降低，从而使生产方式呈现出社会化生产的重要特征。
三是推动世界制造业格局由“中国制造”向各国“本地制造”转移。
四是推动其他科技领域突破发展。利用纳米材料为原料进行3D打印制造的产品可广泛应用于遥感、分离、等离子体光学、催化、纳米电子、生物成像等领域，将有利于加快纳米技术和纳米材料的发展。利用3D打印技术制造人体器官，将与病人自身细胞的内部结构完全一致，这将有助于消除器官移植后的排斥现象，带来重大生物技术革命。
三、第三次工业革命给我国工业发展带来的机遇和挑战
第三次工业革命的到来，在对传统制造业发展模式带来冲击和挑战的同时，也为提升我国产业国际竞争力和国际分工地位提供了有力支撑，必将成为我国加快经济结构调整和发展方式转变的核心驱动力。
（一）带来的机遇
1、为我国加快结构调整和发展方式转变带来重要机遇
第三次工业革命为我国实施扩大内需战略和现代服务业发展带来了重要契机。“大规模定制”是第三次工业革命的一个突出特点，要求充分重视市场需求在未来产业发展中的重要作用。中国将能充分利用我国13亿人口的消费能力和消费层次双“提升”的有利条件，通过“大规模定制”快速开启国内市场需求。此外，工业机器人等新型智能制造装备将在生产环节大量取代劳动力，并且随着制造业服务化的步伐不断加快，制造业的主要就业群体将是为制造业提供服务支持的专业人士，这就使得二、三产业的相对就业结构朝着服务业就业人口比重增长方面发展，从而加速我国产业结构调整和优化。
2、为我国突破资源环境约束创造了有利条件
以能源互联网和智能制造为代表的第三次工业革命有利于实现资源能源高效清洁循环利用、达到环境影响最小化。一方面，第三次工业革命所带来的能源互联网将对能源生产和利用方式产生深刻变革，有助于使我国直接绕过传统能源和资源的束缚。我国拥有世界上最丰富的风力资源，也是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一，生物能与地热能的总量也相当可观。根据2009年一项由哈佛大学与清华大学的联合研究表明，只要中国提高补贴并改善能源供给网络，至2030年风力发电就可以满足中国所有的电力需求，从而在解决能源供给问题的同时，迈入更加绿色低碳的经济发展轨道。另一方面，第三次工业革命将引领更少资源消耗、更低环境污染、更大经济效益的先进经济模式，如3D打印、智能制造等技术将根据需求的变化快速做出反应，而无需预备大量库存。产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期，对环境的负面影响最小，资源利用率最高，实现经济效益和社会效益协调优化。
3、为我国工业提升国际分工地位形成新的契机
经过改革开放30多年来的快速发展，我国工业实现了历史性跨越，但我国还不是“工业强国”，其中最主要的差距是自主创新能力不强，在技术方面一直处于跟踪和追赶状态，特别是许多关键核心技术还远远没有掌握。第三次工业革命将掀起以能源互联网、智能制造等为代表的新一轮重大科技创新浪潮，为我国实现跨越式发展带来历史机遇。在新一代信息技术领域，我国拥有华为、中兴等世界级领军企业，第三代移动通信、光通信技术与组网能力也跨入了世界先进行列，云计算、无线网络等技术创新取得明显突破。在新能源领域，我国是世界最大的风力涡轮机生产国和太阳能电池生产国，太阳能电池产量占世界总量的50%。能源互联网、3D打印和智能制造等技术将推进“本地化生产”进程，庞大的市场需求将有望成为我国抓住第三次工业革命重大契机，提升产业核心竞争力和国际分工地位的重要依托。
（二）面临的挑战
1、对劳动密集型产业发展带来较大冲击
未来“厂大人多”的时代将一去不复返，我国劳动密集型产业发展将会受到冲击。
从技术发展来看，生产智能化成为控制成本的重要途径，我国传统劳动密集型产业将不再具有竞争优势。以飞利浦为例，在中国沿海的飞利浦工厂，雇佣数百名工人组装电动刮胡刀，这是典型的传统生产模式。与此相比，飞利浦在荷兰乡间的一座工厂有128具机械手臂，以极灵巧动作组装产品，这些手臂不但运作速度快，还不用休息，每天可连做三班、全年无休。该工厂每班轮值员工只有数十人，约为中国工厂的10%，成本节约优势不言而喻。从消费模式来看，个性化消费必将带来规模化的定制化生产，从而带来全面的消费革新。我国劳动密集型产业所依赖的规模化的产品生产和消费方式必将受到挑战。以苹果iPad为例，一部499美元的苹果iPad仅仅包括33美元的制造成本，在中国的装配成本只有8美元。当前，一些公司正将海外生产线逐步迂回发达国家，这并非仅仅由于中国生产成本的上升，也由企业希望更加贴近市场、更快对需求改变作出反应的因素。如今，很多产品变得越来越复杂，最好的解决之道就是让设计人员和制造人员在同一个地方工作。
2、对我国工业企业的转型发展提出了紧迫要求
新工业革命对工业企业发展模式的影响是全方位的，要求企业必须尽早做好转型准备。从企业内部组织结构看，未来将会出现企业组织网络化和扁平化。企业的外部边界模糊，使得企业组织与外部市场联系在一起，把整个组织的触角伸到了市场的各个角落。企业结构层次将精简化，组织中的等级制度将淡化。对于长期实行科层管理模式的中国企业来说，上述变化将对我国现有工业企业管理模式带来挑战。
从企业外部组织来看，传统以空间集聚、地理集中为特征的产业集群可能逐步向以分散布局、异地协同为特征的虚拟集群演变。未来，借助于发达的信息、通信手段以及网络平台，产业集群的集聚范围、内容和形式会快速变化，传统的地理集群的空间局限正被逐渐突破，并形成网络意义上的集聚。这可能会对地方经济发展带来较大影响。
从支撑企业发展的要素来看，未来劳动力、土地、资本等传统要素在支撑企业发展中的作用会下降，创新要素发挥的作用会越来越大。而我国工业企业原始创新不强问题由来已久，建立企业、区域、国家多级创新体系非常紧迫。
3、对支撑工业发展的制度安排带来挑战
当前，我国工业发展的制度安排与未来新的产业发展要求并不适应。主要表现为以下几点：
第一，知识型员工要求教育制度做出改变。未来知识型员工将成为核心竞争资源。在第三次工业革命中，大部分生产工作将由机器人承担完成，而剩余的劳动力则需要成为机器维护员、软件设计者，通过操纵智能软件管理机器人完成生产任务。这种生产方式下，生产人员要有很高的知识水平和技能，要对客户的需求做出快速响应，还要具有良好的设计能力与创意。目前我国普通教育和职业教育都存在种种弊端，需要加以完善。
第二，社会化生产需要广泛的参与性。我国现有工业化是一种赶超型工业化。政府和国有资本在资源配置中具有主导作用，民间资本很难介入。未来工业生产组织中的各环节将被无限细分，从而使生产方式呈现出社会化生产的重要特征，我国现有生产分配方式如不改变，将会制约生产社会化。
第三，产品数字化需要加大知识产权保护力度。未来各种数字化产品具有容易复制、传输方便和形态多样的特点，这类知识产权涉及的社会关系、权利内容等都更为复杂多样，这对于确定知识产权所有人和有关权属等带来挑战。在这一背景下，对各类侵权行为的确认以及各类知识产品的保护将变得更加困难。我国知识产权保护意识薄弱的现状如不能做出改变，新工业革命在我国就很难成行。
四、下一步工作建议
（一）加强对第三次工业革命重大问题的战略研究
当前，亟需组织一定人力资源，成立相关课题组，加强对重大问题的战略研究。一方面，深入研究第三次工业革命的内涵特征、重点领域及其影响，正确认识第三次工业革命的内涵特征，特别是可能对我国工业发展带来的重大影响和冲击。另一方面，分析研究支撑第三次工业革命的产业基础、技术体系、创新管理、教育制度等基础条件，为迎接第三次工业革命提供理论研究支撑。
（二）跟踪关键领域技术路线和发达国家发展动向
虽然各种前沿技术还不成熟，存在多种技术路线和发展方向，但这恰恰为后来者在某些领域的“弯道超车”创造了条件。要加强对可再生能源、储能、智能电网、新能源汽车、云计算、物联网等重点领域技术发展路线的跟踪研判，理清其中的核心科学问题和关键技术问题及其实现途径，为国家技术创新战略决策提供依据。同时，还要密切关注主要发达国家在新能源、智能制造等领域的重大部署，紧密跟踪其发展动向和创新步伐，避免在新一轮国际竞争中陷入被动。
