中国制造业未来发展趋势

1、中国制造业未来趋势（兼谈下3D打印）根据朱森第文改写2013年4月18日引人深思n柯达公司由发明家乔治伊士曼始创于1880年，是世界上最大的影像产品及相关服务的生产和供应商，一百多年来布助无数的人们留住美好回忆、交流重要信息以及享受娱乐时光。但是随着数码技术的崛起，柯达公司于2012年1月19日申请破产保护。n2012年11月11日淘宝网交易的火炸。淘宝和天猫隶属的阿里巴巴集团11月12日凌晨确认，双十一这天，天猫和淘宝的支付宝总销售额达到191亿元。如果用常见的点钞机来清点，需要耗费133天。2010年11月11日，淘宝网单日交易倾9.36亿元。n20年前，诺基亚从造纸行业成功进入了通信领域

2、。5年前，诺基亚塞班手机手机的市场份额达到51%，但在去年年底的市场份额只有3%。”n三星集团成立于1938年，创办人为李秉，公司最初主要出口 朝鲜南半岛的鱼干、蔬菜和水果，1950年代逐步扩展为制 糖、制药、纺织等制造业，并确立为家族制企业n深圳微航磁电技术有限公司，是一家小企业，但是其独创的特殊电子元件开始批量武装手机产业，并研制出6轴联动激光机，技术超越了很多从事同行的上市企业。启示n 凡是预则立，不预则废。(（礼记中庸）)n 人无远虑，必有近忧。（论语卫灵公篇第十五）制造业是我国经济发展的强劲动力n 改革开放以来的三十多年，制造业一直是我国经济发展的强劲动力。经过近十年的快速发展，就总

3、量和规模而言，我国制造业已位居世界第一。n 未来若干年内制造业的持续健康发展仍是我国经济发展的主要动力。n 未来十年是我国制造业转型升级、从“制造大国”走向“制造强国”的关键时期。n 两化深度融合、发展战略性新兴产业和先进制造业是保持我国制造业竞争优势的重要支撑。中国制造业主要产品产量（部分）产品名称产品名称2009年产量年产量2010年产量年产量2011年产量年产量粗钢（万吨）572186269668388彩电（万台）9898.811830.012231.4微机（万台）18215.124584.532036.7程控交换机（万线）4152.53138.33034.0手机（万台）68193.49

4、9827.4113257.6汽车（万辆）1379.51826.51841.6发电设备（万千瓦）1199412264.213998.7金切机床（万台）58.669.786.0大中型拖拉机（万台） 37.138.340.2国家统计局编2012中国统计摘要2010年主要国家制造业产出所占比重新工业革命，赛迪译丛第44期，2010.10.29进一步发展面临的压力n 资源难以支撑n 环境压力加大n 用户需求提高n 贸易摩擦频发n 市场竞争激烈n 利润空间挤压n 运营费用增加转型升级迫在眉睫中国制造业的转型升级要素投入驱动创新驱动传统增长方式 高消耗高污染量的扩张绿色低碳智能制造服务型制造出口拉动内需拉动

5、要素投入驱动我国装备制造业转型升级的路径生产型制造服务型制造信息技术应用两化深度融合跟随模仿自主创新低端产品生产高端装备制造产业聚集产业集群粗放管理精益管理创新驱动转型升级绿色智能融合服务超常绿色制造n 产品节能，节水，对环境友好n 设计便于维修、拆解、回收，轻量化n 材料对人体、环境无害，可降解，可回收n 制造制造工艺少无污染，制造过程少无废弃物，精确成形n 包装可重复使用，包装材料可降解n 循环废弃物和副产品成为其他产业的原料，再制造智能制造n 智能制造（Intelligent Manufacturing, IM)是由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统来完成产品制造整个过程。n

6、 智能制造系统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。自度量自决策自适应自诊断自修复自学习服务型制造n 随着产品的生产变成大批量定制方式，产品的利润空间越来越受到挤压，而服务的增值，在制造过程中所占的比重越来越大，逐渐形成制造与服务相融合的新的产业形态服务型制造。n 服务型制造向客户提供的不仅仅是产品，还包括依托产品的服务，或整体解决方案，也包括围绕产品生产的各类服务。由生产型制造到服务型制造n 产品全生命周期的增值服务由“前半生”到“全生命周期”，由局域到全球，由离线到在线，由被动到主动。n 生产型制造向服务型制造的转变由产品到产品与服务的融合，由制造为主体到解决方案

7、为主体，由满足功能要求到实现价值。关注智能制造连锁服务业！关注智能制造连锁服务业！融合型制造n 学科不同学科的交叉n 工艺多种工序、多种工艺的复合n 技术不同技术的融合，与信息技术、激光技术、生物技术、纳米技术的融合n 材料各种新材料的应用n 系统单元、系统、流程的融合集成n 文化智慧、情感需求、文化的融入产品和装备的数字化n 产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提供智能化生产工具，从而提高我国社会生产力水平、提高我国装备制造业国际竞争力。产品和装备信息技术信息技术智能化生产工具附加值附加值 可靠性功能超常态制造n 巨系统制造极大尺度、超重件和设备n 微纳制造微米和纳米量级的零件和系统制造

8、，MEMSn 超常环境制造极高（低）温、极高压、强能场、强能束n 超精密精度优于亚微米级、粗超度优于几十纳米的超精密加工n 超常成形工艺无模、增量制造超常态制造是制造业水平的表征n 超常制造是制造业面对用户所使用的装备朝着大容量、高参数发展，使用的工况条件朝着超常态变化的必然，是对制造业的制造能力和水平的挑战。n 超常态制造需向用户提供超乎常态的部件、设备，为此需要超乎常态的制造技术和工艺，以及实现这些技术和工艺的装备。n 超常制造是一国制造业能力和水平的表征。当代工业发展史上超常制造经典案例一 3D打印北斗和GPS天线当代工业发展史上超常制造经典案例二 增材制造技术改造印制电路板行业（深圳微

9、航）印制电路板不用敷铜，用激光直写技术予以实现美国的再工业化n 美国在国际金融危机后提出“再工业化”，意在夺回美国制造业在世界的优势。“再工业化”不是原有工业化的重复，而是以高新技术注入制造业，形成美国制造业的优势。n 以“人工智能机器人数字制造技术”打败“中国制造”n 奥巴马说要以3D打印打败中国制造业“第三次工业革命”热n 英国经济学人杂志在4月22一27日周刊上刊登了关于“第三次工业革命”的封面文章，并专门推出了英国经济学家保罗麦基利的特别报告。n 美国未来学家杰里米里夫金著第三次工业革命n 英国彼得马什著新工业革命：消费者、全球化以及大规模生产的终结n 美国克里斯安德森著创客-新工业革

10、命保罗麦基利的三次革命说工厂取代作坊18世纪下半叶流水线普遍应用20世纪初数字化制造21世纪初机械化生产大规模生产定制分散生产第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命杰里米里夫金的三次革命说蒸汽动力机械化大量生产时代批量工业制成品时代分布式定制生产时代19世纪第一次工业革命20世纪第二次工业革命21世纪第三次工业革命化石能源化石能源可再生能源密集的城市核心区、经济公寓、街区、摩天大楼、工厂城郊大片地产、工业区电信技术与燃油内燃机的结合互联网信息技术与可再生能源的结合现存的大楼转变成为住房和微型发电厂第三次工业革命的支柱新经济模式第三次工业革命可再生能源的转变分散式生产储存（以氢的形式）零排放

11、的交通方式通过能源互联网、实现分配互联网技术可再生能源【美】杰里米里夫金第三次工业革命，中信出版社新工业革命n 第一章：增长的机器n 第二章：科技的力量n 第三章：生活的调味品n 第四章：自由联合n 第五章：利基思维n 第六章：环境驱动n 第七章：中国的崛起n 第八章：集群效应n 第九章：未来工厂n 第十章：新工业革命彼得马什新工业革命，耶鲁大学出版社“Niche thinking”Niche为壁龛，意为嵌入、缝隙，比喻适当的地位彼得马什的新工业革命说17801850时间瓦特的蒸汽机瓦特的蒸汽机第一次工业革命工业革命新的运输工具新的运输工具第二次工业革命运输革命廉价的钢廉价的钢第三次工业革命科

12、学革命电子计算机电子计算机及半导体及半导体第四次工业革命计算机革命混合制造混合制造第五次工业革命新工业革命18401890186019301950200020052050称谓标志性发明（产品）注意混合制造新动向： 塑胶与金属混合制造技术塑胶与金属混合制造技术 -LDS（立体电路）（立体电路） 3D分层制造与分层制造与3D表面电路结合表面电路结合 -SLS+LDS 克里斯安德森：创客新工业革命第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命革命的效果以对人类生命的影响来衡量1950年左右年左右蒸汽动力船舶和铁路的发展1900年前后年前后蒸汽动力船舶和铁路的发展20世纪世纪90年代至今年代至今蒸汽动力船

13、舶和铁路的发展n 创客（MAKERS)每一个进行或参与创造的人都可以被称做“创客”。n 不妨将新工业革命看做数字制造和个人制造的合体：“创客运动”的工业化。数字制造引起的革命n DIY制造业、DIY设计、DIY工厂、DIY生物学n 开源硬件、开源软件、开源社区、开源创新n 创客的四个桌面工厂：30打印机、数控机器、激光切割机、30扫描仪n 工厂的概念将悄然改变，云工厂出现n 制造业经济由大规模工业重塑为以前设计商店的手工匠人模式n 数字制造在小批量生产上胜出，大批量生产仍是传统的生产模式DIY（Do It Yourself）自己动手迎接第三次工业革命值得关注的技术和生产模式n 再生能源（新能源

14、）n 新材料：复合材料、各种材料的制粉技术n 大容量储能技术（氢储能）n 能源互联网（分布式电网）n 分散式制造（网络制造、云制造）、定制化生产、集群效应、利基思维n 生物技术、纳米制造技术n 数字制造技术、智能集成制造技术n 增量制造技术（3D分层打印和LDS（电子产业领域增量制造）3D打印系统改变制造业？我国快速成型制造发展迅猛n 快速成型制造设备制造商：北京殷华、北京隆源公司、西安恒通、武汉滨湖、南京紫金立德电子有限公司、湖南华曙高科技有限公司等、中山盈普光电n 快速制造服务中心：中山盈普光电n 西安交大国家快速制造工程研究中心（以及宁波合创公司、苏州秉创公司）、杭州先临三维科技股份有限

15、公司、上海美唐机电科技公司，目前已有100多家。n 中山盈普光电SLS制造技术，在塑胶粉体产品领域光洁度逼近了SLA水平。我国快速成型制造发展迅猛n 研究机构：清华大学、西安交大、华中科技、北航 、西北工大、中航工业北京航空制造工程研究所等，西安交大至今已开发出5个品种、11个系列产品。n 2011年中国十大科技进展之一，华中科技大学史玉升科研团队研制成功工业级的1.2米xl.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备。这是世界上最大成形空间的此类装备。2012年研制成1.4米xl.4米、四套系统可同时工作的装备。n 全国累计生产各类设备约1000多台。n 2012年国家科技三大奖之一：北航王华明

16、团队之金属粉体快速成型。n 湖南华曙高科制成的3D打印机器出口美国。n 中山盈普光电之3D打印机器实现大幅面、高精度并出口国外。n 深圳微航磁电获得“立体电路制造工艺”发明专利，定义了“SLS+LDS”工艺 并在立体电路粉体上提出权益要求：抢占了电子工业领域增材制造领地3D打印应用领域分析Wohlers Report 2010全球生产和销售3D打印装备数量统计引自华中科技大学魏青松、吴澄推进我国3D打印技术发展的建议截至2010年初，中国自己生产的3D打印制造装备仅占世界总量的3%3D打印与大批量生产的成本密切关注对我国制造业未来发展影响较大的领域n 培育和发展战略性新兴产业高端装备n 加快发

17、展先进制造业数字化制造技术、增量制造、生物制造、微纳制造n 两化深度融合综合集成、精益企业n 新能源和能源结构的改变风、光、微网n 城镇化基础设施、环境生态n 农业现代化设施农业、微灌、痕灌n 医疗卫生与老龄社会医疗设备、老龄服务智能制造装备发展重点数字化企业数字化工厂数字化车间自动化智能化生产线数控机床工业机器人远程监测监控系统物料运送仓储设备智能工艺装备3D打印系统机器视觉系统激光加工系统控制系统伺服系统执行系统传感系统光电子器件电子标签激光器加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划发布n 到2015年，将以工业转型升级、发展战略性新兴产业、保障和提高人民生活质量为重点，着重于全产业

18、链的系统推进；解决行业主干产品智能化、网络化、可靠性、安全性等关键问题；完成一批高精度仪表和新兴传感器的自主设计、开发及产业化；重点满足战略性新兴产业、工业物联网、环保和食品安全、文物保护和传承等领域需求；建立行业共性技术服务平台，为行业自主创新及可持续发展提供支撑。经济日报2013年3月4日第13版，记者刘瑾报道加快发展先进制造业，保持“中国制造”的竞争力和优势保持中国制造业优势占领世界制造业高地先进制造业是制造业的发展方向是我国制造业转型升级的重要途径必要性加快发展先进制造业势在必行紧迫性刻不容缓重要性意义深远未来十年先进制造业发展重点领域n 1、智能制造n 2、增量制造n 3、工业机器人

19、n 4、激光加工n 5、集成电路制造n 6、显示器件制造n 7、光电子器件制造n 8、物联网智能 终端设备制造n 9、生物制造n 10、微纳制造n 11、新材料装备制造业的两化深度融合从生产到营销从生产到营销从检测到维修从检测到维修从技术到管理从技术到管理从培训到服务从培训到服务从设计到调研从设计到调研从主机到配套从主机到配套从单个企业到企业间从单个企业到企业间从各项业务到企业发展从各项业务到企业发展设计设计 过渡过渡实验和验证实验和验证 虚拟仿真虚拟仿真技术技术 系统集成系统集成流程和流程和 的并行的并行从区域面从区域面 全面协同全面协同两化深度融合两化深度融合两个“两化融合”国家层面两化融

20、合新型工业化道路企业层面两化融合数字化智能化企业从精益生产到精益思维精益企业精益思维对生产过程“精简、消肿”精益生产对企业的活动进行全面的、整体的优化“精益求精”的管理思想在物料、信息以及服务领域都要精简一切不必要的过程和环节，减少浪费，节约资源，达到生产过程和服务的有效性与经济性。数字化工厂n 数字化工厂是利用数字化技术，特别是泛在网络（包括互联网、物联网和无线网）技术，实时获取工厂内外相关数据和信息，集成相关人员知识，智慧地进行产品设计、生产、管理、销售及服务的现代化工厂模式。透明集成智慧供应链、工厂和加工单元的效率最高对环境的不良影响最小员工和用户的满意度最高引自中国机械工程技术路线图“

21、十二五”能源发展规划与能源结构2005年年2005年年占比占比2010年年2012年年2015年年2015年年占比占比装机总容量装机总容量（亿千瓦）（亿千瓦）5.21009.711.414.9100水电（亿千瓦）水电（亿千瓦）1.223.12.22.592.919.5火电（亿千瓦）火电（亿千瓦）3.9757.18.099.664.4核电（万千瓦）核电（万千瓦）6851.31082125440002.7风电（万千瓦）风电（万千瓦）1260.2431006300100006.7天然气发电天然气发电（万千瓦）（万千瓦）26425600太阳能发电太阳能发电（万千瓦）（万千瓦）862100引自“十二五”

22、能源发展规划新中国的城镇化发展四阶段引自中国工程院中国特色城镇化道路发展战略研究综合报告农业现代化n 集约农业大型农业作业机械n 设施农业农作物工厂化生产设备n 节水农业漫灌微灌痕灌n 农业信息化订单+农户n 农村现代化能源，供水，污水处理n 农产品深加工保鲜，加工n 土壤检测传感器，远程检测n 农资可降解、低成本的薄膜、农药地表滴灌地下滴灌微喷灌涌泉灌深圳雷柏科技股份有限公司n 创建于2003年8月，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高新科技企业，产品线覆盖2.4G无线键鼠、蓝牙无线键鼠、游戏键鼠、无线音频、有线键鼠五大领域。n 自2002年雷柏成立到2012年，雷柏经历了从ODM到自主品牌再到成功上市并开始国际化的“三级跳”，最终成为无线外设行业领导者，创造了业界惊奇的“雷柏模式”。雷柏迎接第三次工业革命n 雷柏引进一批ABB公司工业机器人，同时通过一系列技术改造，三年里，产值增加了两倍多，而工人数量从3000多人下降到1500多人，已站在第三次工业革命兴起的潮头浪尖。陈祎淼智能化来袭 中国企业要关注变革先机，中国工业报2030年中国将成为世界第一大经济体n 2012