一、制造業數字化的戰略意義

　　全球制造業的競爭從20世紀初期的規模化及降低產品成本、20世紀中后期的提高企業整體效率及產品質量，至20世紀后期的交貨期、質量、價格和服務等方面的競爭，進入21世紀以來，已經發展至創新能力的競爭。這種態勢導致制造業競爭焦點集中在產品研發速度和創新能力上，為提高創新能力和效率，數字化戰略已成為跨國制造企業產品創新的首選戰略。

　　(一)制造業數字化的內涵

　　數字化是以數字的生成、加工、傳輸、使用、修改和儲存為基礎，以數字樣機為核心，以單一數據源管理為紐帶，在設計、制造和管理過程中用數字量取代模擬量、用數字技術取代傳統技術，并以數字量作為設計、制造和管理的唯一依據。

　　制造業數字化的核心是數字化制造技術，數字化制造是指在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶需求，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、規劃和重組，對產品設計和功能的仿真以及原型制造，快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。

　　(二)制造業數字化是制造業信息化發展的新階段

　　數字化生產方式是先進制造業的重要發展方向。制造業數字化是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發展與應用的結果，也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢。隨著信息技術的發展，制造業的數字化不斷加強，制造技術與信息技術交叉融合，制造業數字化成為信息技術改造傳統產業和實現信息化帶動產業升級的突破口。

　　(三)我國制造業數字化的發展進程亟待加快

　　隨著美國“制造業回歸”強力推動以及國內勞動力土地成本上升，我國制造業依賴傳統比較優勢參與國際競爭的局面難以為繼。當前，在全球經濟緩慢復蘇、國際制造業競爭加劇、傳統比較優勢難以持續、新工業革命正在孕育的復雜背景下，中國制造業面臨著嚴峻挑戰和重大機遇，加快我國制造業數字化的發展進程，培育和發展新優勢，在新一輪國際產業競爭中贏取主動，成為促進中國工業轉型升級的重大戰略抉擇。

　　二、我國制造業數字化的現狀與趨勢

　　改革開放30多年來，中國制造業生產總值已發展成為世界第一，未來數十年我國將實現從工業大國向工業強國的轉變，提高技術創新能力和產品質量水平成為我國制造業發展的迫切需要。加快制造業數字化的變革，推動從“中國制造”到“中國智造”的轉型升級，我國經濟發展方式將發生根本性變化。

　　(一)數字化制造技術在我國已經取得大量應用

　　我國政府組織實施了制造業信息化工程專項，推動設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理數字化和企業數字化等方面的發展，數字化制造技術在我國已經取得大量應用：一是CAD/CAPP/CAE/CAM的推廣應用，改變了傳統的設計生產、制作模式，已經成為我國現代制造業發展的重要技術特征;二是MRP/ERP的推廣應用;三是CIMS的推廣應用;四是網絡建設方面，近年來互聯網技術的飛速發展，企業網絡迅猛發展。

　　目前，數字化制造技術正在深入發展，呈現以下趨勢：一是正由2D向3D轉變，形成以基于模型的定義/基于模型的作業指導書為核心的設計與制造;二是并行和協同，通過產品、工藝過程和生產資源的建模仿真及集成優化技術，提高多學科的設計與制造的協同性和并行性，實現產品和工藝設計結果的早期驗證;三是數字化裝配與維修;四是數字化車間與數字化工廠，這是數字化制造技術在車間和和工廠集成應用和高效運營的全新生產模式，為高效物流實施以及精益生產、可重構制造、元化制造等先進制造模式提供輔助工具;五是工業互聯網，由機器、設備組、設施和系統網絡組成，能夠在更深的層面將連接能力、大數據、數字分析、3D打印等結合。

　　(二)我國制造業數字化初見成效

　　數字化制造具有柔性化和敏捷化的特征，能快速響應市場需求的變化，隨著制造業從以生產為中心向以市場需求為中心的轉變，我國制造業數字化發展初見成效。首先，我國制造業設計數字化方面的投入不斷加大;其次，我國數字化制造快速發展，儀器儀表、數控機床、機器人等行業自主創新成效初現，3D打印等新興產業發展迅速;再者，我國制造業管理數字化成效顯現，信息化技術在制造企業得到大量應用。

　　(三)我國數字化制造在制造業中的比重有待提高

　　近年來，高技術產業在我國制造業增加值所占的比重呈下降趨勢，制造業產業結構亟待調整。我國制造業與發達國家相比，創新能力不強，高新技術方面仍然處在追趕狀態，許多關鍵的核心技術還沒有掌握，制造業綜合競爭力較弱，總體上處于國際分工和產業鏈的中低端。目前，我國高技術產業占制造業的比重大約是美國的三分之一，我國制造業產業結構有待優化，數字化制造在制造業中的比重亟待提高。

　　三、我國制造業數字化發展的制約因素

　　在當前復雜的國際國內環境下，為提升我國制造業在全球產業價值鏈中的地位，解決制造業大而不強的問題，必須促進從工業大國向工業強國的轉變。從傳統生產方式向數字化生產方式轉變，跨越難度大，面臨嚴峻困難。

　　(一)制造業數字化是長期的“再造”過程，推廣周期漫長從傳統制造方式轉向數字化制造方式，將是動搖現有制造流程的“再造”過程，從基于2D的傳統制造方式向基于3D的新型數字化生產方式轉換是一場長期的改革

　　舉例而言，從美國戰神航天飛行器數字化制造全流程看，突破由3D實體模型向可用于制造和車間轉移的轉折難點有：一是3D模型的可制造化;二是3D設計向3D工藝的轉換;三是將3D產品和工藝信息向制造作業的工人傳遞;四是制造作業現場的數字化數據采集和反饋;五是數字化智能和依從性文檔的管理。目前看，我國制造業數字化任重道遠，主要原因是核心能力不強，具體表現為：一是技術創新能力不足，具有自主知識產權和高附加值的產品少;二是產品質量不高，產品的質量水平和可靠性有待提高;三是制造水平不夠，環境和成本的問題日益突出。

　　(二)數字化制造的核心軟件和關鍵設備的自主品牌不足，推廣成本巨大

　　我國缺乏自主品牌的數字化制造軟件和關鍵設備，核心軟件和關鍵設備仍然主要依賴國外�，F階段，數字化制造對于大多數國內企業而言，采購軟件和裝備的投資成本要靠增量效益來消化，普通低附加值行業難以承受，難以得到廣泛應用。亟待發展自主品牌的數字化制造軟件和設備、提高國內產品的質量水平和可靠性，發展能夠大規模推廣的數字化制造軟件和裝備。

　　(三)缺乏基礎數據資源和共享管理機制，專業化標準化艱巨，缺乏豐富的基礎數據資源和共享管理機制，是中國制造業推廣數字化制造技術的難點

　　當前，我國制造業數字化在專業化、標準化等方面仍存在以下難點：第一，多數復雜制造企業沒有數據標準，這是中國制造業數字化進程中的阻礙;第二，豐富的數據資源是制造業數字化的基礎，而現有數據資源的可利用率不高，降低了數字化的實用價值;第三，缺少統一規劃和認證，各行業系統數據之間缺乏統一標準，形成了眾多的“信息孤島”，數據開放度低，給制造業數字化發展造成阻礙;第四，制造業數字化的法律法規不完善，推動公共基礎數據建設、知識產權保護和隱私保護方面的法規仍需健全，數據資源開放和共享仍存在種種障礙;第五，數控設備利用率不高。

　　(四)數字化生產方式將改變權力的本質關系，面臨改革阻力制造業數字化不僅是技術變革，還會導致現有的企業管理模式和政府管理機制改變

　　第一，制造業數字化將導致企業的主體結構從“分層”轉向“結網”，產業組織模式將轉型為合作式、分散化的扁平結構，由金字塔形向扁平結構的轉變將改變企業管理模式，而且對商業模式也將產生影響;第二，伴隨制造業數字化而來的是海量數據，大數據將成為制造業發展的重要資源，企業發展更加透明，信息、知識進一步開放與流動;第三，制造業數字化將促進生產與消費的智能化;第四，制造業數字化將導致政府管理機制變革。