設(shè)計與制造并行:新產(chǎn)業(yè)革命的創(chuàng)新手段

　　1988年，美國國家防御分析研究所提出了“設(shè)計并行工程”概念——集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及相關(guān)過程（包括制造過程）的系統(tǒng)方法。而新產(chǎn)業(yè)革命的“設(shè)計與制造并行”，是對這種“設(shè)計并行工程”方式的深化和發(fā)展。原有“設(shè)計并行工程”，設(shè)計與制造之間是線性的，一般模式是“產(chǎn)品設(shè)計→產(chǎn)品開發(fā)→產(chǎn)品制造”，科研部門與制造部門分設(shè)，設(shè)計人員與制造人員各有分工，制造僅是輔助創(chuàng)新的一個環(huán)節(jié)，即將設(shè)計制成產(chǎn)品。

　　而“設(shè)計與制造并行”，表現(xiàn)為設(shè)計與制造的一體化，一種產(chǎn)品設(shè)計與制造可以在同一時間段內(nèi)共同向產(chǎn)品形態(tài)推進(jìn)，科研部門與制造部門可為同一個部門，研發(fā)人員與制造人員可為同一群人，傳統(tǒng)“線性”創(chuàng)新過程變?yōu)樵O(shè)計與制造“并行”創(chuàng)新過程，制造直接成為創(chuàng)新的一部分，制造現(xiàn)場如同實驗室一樣，成為創(chuàng)新的場所，制造資產(chǎn)成為企業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)資源的主要組成部分。

　　“設(shè)計與制造并行”是新產(chǎn)業(yè)革命的創(chuàng)新手段，更主要體現(xiàn)在以人為核心的創(chuàng)新資源上，“設(shè)計與制造并行”使關(guān)鍵人力資源被重新定義，在原有大規(guī)模制造條件下，勞動多為重復(fù)性和機(jī)械式的，勞動被看作是人工成本，最優(yōu)的企業(yè)決策是盡可能節(jié)約勞動、降低人工成本；新產(chǎn)業(yè)革命時期，操作型員工、技能型員工向知識型員工轉(zhuǎn)變，使得勞動力資源的重要性不降反升，這時的生產(chǎn)人員不僅掌握了機(jī)械工作原理、熟悉生產(chǎn)操作，而且能夠準(zhǔn)確理解產(chǎn)品架構(gòu)、市場需求，這種創(chuàng)造性勞動不僅是經(jīng)營成本，更是企業(yè)創(chuàng)新的戰(zhàn)略性資產(chǎn)。

　　設(shè)計與制造并行：新產(chǎn)業(yè)革命的生產(chǎn)系統(tǒng)

　　“設(shè)計與制造并行”的基礎(chǔ)是當(dāng)代數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的制造技術(shù)，以上技術(shù)可以對傳統(tǒng)的大規(guī)模流水線實施改造，形成全新的制造系統(tǒng)。目前超級計算、云計算、大數(shù)據(jù)等新科技，已經(jīng)使人工智能制造設(shè)備有了思維模型、技能發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘、遺傳計算等能力，“設(shè)計與制造并行”生產(chǎn)系統(tǒng)具備了自行決策、自行組織、自行維護(hù)、自行學(xué)習(xí)的能力。制造機(jī)器人在復(fù)雜的環(huán)境下，向著更強(qiáng)大感知能力、適應(yīng)能力方向發(fā)展，可以完成生產(chǎn)過程中精密化、柔性化、智能化的任務(wù)，可將決策、管控、檢測、優(yōu)化等任務(wù)融為一體，達(dá)到新產(chǎn)業(yè)革命對制造自動化要求的新水平。

　　3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)是“設(shè)計與制造并行”的產(chǎn)物，美國國情咨文稱：3D打印“革新了關(guān)于制造的一切”。首先是生產(chǎn)組織方式的革新，傳統(tǒng)制造業(yè)需要上下游的加工環(huán)節(jié)限制在一定區(qū)域，在一個工廠（或產(chǎn)業(yè)集群）中集中生產(chǎn)，再通過物流手段在全球分銷，如，將機(jī)器零部件在我國長三角的組裝工廠集聚，形成產(chǎn)品后，再運(yùn)送到世界各地銷售，而3D打印可將生產(chǎn)、銷售集中在銷售市場區(qū)域，減少復(fù)雜昂貴的物流成本。其次是制造加工方式的變革，傳統(tǒng)大規(guī)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(shè)備和勞動力，其實質(zhì)是“減材制造”，如有些機(jī)械產(chǎn)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(chǎn)過程耗費(fèi)大量資源。3D打印則克服了流程上的制約因素，3D打印機(jī)可放置在任何加工區(qū)域來完成加工制造，其實質(zhì)是“增材制造”，改變了原有的制造系統(tǒng)，大大節(jié)約了物流成本和原材料，提高了生產(chǎn)效率。

　　設(shè)計與制造并行：新產(chǎn)業(yè)革命的商業(yè)模式

　　商業(yè)模式是企業(yè)發(fā)現(xiàn)價值、創(chuàng)造價值、獲取價值的方法，說白了就是企業(yè)通過為用戶提供有價值的產(chǎn)品并盈利。而“設(shè)計與制造并行”，使制造環(huán)節(jié)變得與研發(fā)環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)同等重要，具有相同的盈利能力——商業(yè)模式創(chuàng)新能力。制造企業(yè)實現(xiàn)價值的原始初級方法，是擴(kuò)展產(chǎn)品功能、推進(jìn)產(chǎn)品交易便捷，主要目的是針對企業(yè)產(chǎn)品本身的變革。而新產(chǎn)業(yè)革命時期，制造企業(yè)實現(xiàn)價值表現(xiàn)為：由企業(yè)自身產(chǎn)品的完善，向面向用戶個性化需求方向發(fā)展，其商業(yè)模式更多是跨出原企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的邊界，不為企業(yè)已有產(chǎn)品所桎梏。這種嬗變，需要統(tǒng)籌企業(yè)的設(shè)計研發(fā)、加工制造等資源和流程，精確地瞄準(zhǔn)市場用戶，以用戶的價值需求為導(dǎo)向，進(jìn)行價值發(fā)現(xiàn)、價值創(chuàng)造、價值獲取——運(yùn)用“設(shè)計與制造并行”商業(yè)模式，調(diào)動企業(yè)設(shè)計與制造體系，幫助用戶達(dá)成價值目標(biāo)，為用戶提供整體解決方案及實物產(chǎn)品，并由此使企業(yè)自身價值獲得實現(xiàn)。

　　設(shè)計與制造并行:促進(jìn)我國新產(chǎn)業(yè)革命

　　我國應(yīng)當(dāng)在“設(shè)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(fā)展一大批新興企業(yè)，戰(zhàn)勝老牌強(qiáng)勢企業(yè)，改變我國制造業(yè)在國際分工中的不利地位，走向新一輪產(chǎn)業(yè)革命的前列。

　　一是搭建“設(shè)計與制造并行”的服務(wù)平臺。在傳統(tǒng)研發(fā)手段占主導(dǎo)地位的我國制造業(yè)，要盡快使企業(yè)成為創(chuàng)新主體，需要搭建能夠為企業(yè)服務(wù)的“設(shè)計與制造并行”平臺，使“專、精、特、新”中小企業(yè)基于移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)在第三方信息平臺、數(shù)據(jù)挖掘平臺的支持下快速反應(yīng)、適應(yīng)市場，使得地理上遠(yuǎn)離信息服務(wù)平臺的偏遠(yuǎn)地區(qū)的小微企業(yè)，也能夠以低成本獲得更強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲、計算應(yīng)用等能力，從而使“設(shè)計與制造并行”創(chuàng)新手段能夠在眾多傳統(tǒng)制造小微企業(yè)中得以生根、發(fā)芽、成長。

　　二是在我國培育“設(shè)計與制造并行”的設(shè)計基礎(chǔ)。設(shè)計水平低、研發(fā)能力弱，是我國制造企業(yè)的通病，要建設(shè)“設(shè)計與制造并行”體系，必須彌補(bǔ)設(shè)計研發(fā)的短板。為此，可以扶持一批面向我國制造業(yè)的網(wǎng)上設(shè)計招投標(biāo)、設(shè)計軟件開源型的企業(yè)，集聚社會的設(shè)計力量，共同提升制造企業(yè)研發(fā)能力。同時學(xué)習(xí)德國、意大利等工業(yè)強(qiáng)國廣大民眾富有的“工匠”精神，在我國青年和學(xué)生中弘揚(yáng)動腦設(shè)計、動手制造為榮的風(fēng)尚，形成全民創(chuàng)新的風(fēng)氣，進(jìn)而扶持一批以創(chuàng)新為生活目標(biāo)的“創(chuàng)客”組織，壯大“設(shè)計與制造并行”的工程師隊伍。在此基礎(chǔ)上，與正在興起的3D打印機(jī)、機(jī)器人等智能設(shè)備相結(jié)合，如把開源設(shè)計軟件包內(nèi)置于智能設(shè)備之中，并使之即時更新，通過多方努力，形成我國“設(shè)計與制造并行”的設(shè)計研發(fā)體系。

　　三是大力推廣“設(shè)計與制造并行”商業(yè)模式。我國許多產(chǎn)品在國際市場上“酒好也怕巷子深”，這與商業(yè)模式老舊有很大關(guān)系，突出表現(xiàn)為對用戶千變?nèi)f化的個性化、時尚化、細(xì)分化需求反應(yīng)遲緩、難以滿足。要借鑒以創(chuàng)新見長的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的商業(yè)模式，同時通過互聯(lián)網(wǎng)金融等新型資本力量，積極支持“設(shè)計與制造并行”企業(yè)的借貸、擔(dān)保、租賃等經(jīng)營活動，扶持其上市、控股、參股等企業(yè)股權(quán)運(yùn)營。

　　通過推廣普及“設(shè)計與制造并行”，打破跨國公司幾十年來主導(dǎo)的“母國設(shè)計研發(fā)+國外制造發(fā)包+全球渠道銷售”的產(chǎn)業(yè)價值鏈統(tǒng)治，改變我國目前設(shè)計能力主要在承包配套領(lǐng)域，制造能力主要在非核心零部件領(lǐng)域的國際產(chǎn)業(yè)分工局面，逆轉(zhuǎn)發(fā)達(dá)國家將我國制造業(yè)鎖定在組裝加工的低端環(huán)節(jié)的態(tài)勢，推動“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型。

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