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

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

　　而“設(shè)計(jì)與制造并行”，表現(xiàn)為設(shè)計(jì)與制造的一體化，一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造可以在同一時(shí)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(gè)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(guò)程變?yōu)樵O(shè)計(jì)與制造“并行”創(chuàng)新過(guò)程，制造直接成為創(chuàng)新的一部分，制造現(xiàn)場(chǎng)如同實(shí)驗(yàn)室一樣，成為創(chuàng)新的場(chǎng)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(jì)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(jì)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(dòng)多為重復(fù)性和機(jī)械式的，勞動(dòng)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(dòng)、降低人工成本；新產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，操作型員工、技能型員工向知識(shí)型員工轉(zhuǎn)變，使得勞動(dòng)力資源的重要性不降反升，這時(shí)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(chǎng)需求，這種創(chuàng)造性勞動(dòng)不僅是經(jīng)營(yíng)成本，更是企業(yè)創(chuàng)新的戰(zhàn)略性資產(chǎn)。

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

　　“設(shè)計(jì)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(duì)傳統(tǒng)的大規(guī)模流水線實(shí)施改造，形成全新的制造系統(tǒng)。目前超級(jí)計(jì)算、云計(jì)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(jì)算等能力，“設(shè)計(jì)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(guò)程中精密化、柔性化、智能化的任務(wù)，可將決策、管控、檢測(cè)、優(yōu)化等任務(wù)融為一體，達(dá)到新產(chǎn)業(yè)革命對(duì)制造自動(dòng)化要求的新水平。

　　3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)是“設(shè)計(jì)與制造并行”的產(chǎn)物，美國(guó)國(guó)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(gè)工廠（或產(chǎn)業(yè)集群）中集中生產(chǎn)，再通過(guò)物流手段在全球分銷，如，將機(jī)器零部件在我國(guó)長(zhǎng)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(chǎng)區(qū)域，減少?gòu)?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(dòng)力，其實(shí)質(zhì)是“減材制造”，如有些機(jī)械產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程需要鑄造毛坯、切削加工、做成零件、裝配成品，生產(chǎn)過(guò)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(lái)完成加工制造，其實(shí)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(jì)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(jià)值、創(chuàng)造價(jià)值、獲取價(jià)值的方法，說(shuō)白了就是企業(yè)通過(guò)為用戶提供有價(jià)值的產(chǎn)品并盈利。而“設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)價(jià)值的原始初級(jí)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(duì)企業(yè)產(chǎn)品本身的變革。而新產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)價(jià)值表現(xiàn)為：由企業(yè)自身產(chǎn)品的完善，向面向用戶個(gè)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(yíng)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(jì)研發(fā)、加工制造等資源和流程，精確地瞄準(zhǔn)市場(chǎng)用戶，以用戶的價(jià)值需求為導(dǎo)向，進(jìn)行價(jià)值發(fā)現(xiàn)、價(jià)值創(chuàng)造、價(jià)值獲取——運(yùn)用“設(shè)計(jì)與制造并行”商業(yè)模式，調(diào)動(dòng)企業(yè)設(shè)計(jì)與制造體系，幫助用戶達(dá)成價(jià)值目標(biāo)，為用戶提供整體解決方案及實(shí)物產(chǎn)品，并由此使企業(yè)自身價(jià)值獲得實(shí)現(xiàn)。

　　設(shè)計(jì)與制造并行:促進(jìn)我國(guó)新產(chǎn)業(yè)革命

　　我國(guó)應(yīng)當(dāng)在“設(shè)計(jì)與制造并行”趨勢(shì)興起、世界各國(guó)仍大致處于同一起跑線之際，通過(guò)大力發(fā)展一大批新興企業(yè)，戰(zhàn)勝老牌強(qiáng)勢(shì)企業(yè)，改變我國(guó)制造業(yè)在國(guó)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(jì)與制造并行”的服務(wù)平臺(tái)。在傳統(tǒng)研發(fā)手段占主導(dǎo)地位的我國(guó)制造業(yè)，要盡快使企業(yè)成為創(chuàng)新主體，需要搭建能夠?yàn)槠髽I(yè)服務(wù)的“設(shè)計(jì)與制造并行”平臺(tái)，使“專、精、特、新”中小企業(yè)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)在第三方信息平臺(tái)、數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)的支持下快速反應(yīng)、適應(yīng)市場(chǎng)，使得地理上遠(yuǎn)離信息服務(wù)平臺(tái)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(chǔ)、計(jì)算應(yīng)用等能力，從而使“設(shè)計(jì)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(zhǎng)。

　　二是在我國(guó)培育“設(shè)計(jì)與制造并行”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)水平低、研發(fā)能力弱，是我國(guó)制造企業(yè)的通病，要建設(shè)“設(shè)計(jì)與制造并行”體系，必須彌補(bǔ)設(shè)計(jì)研發(fā)的短板。為此，可以扶持一批面向我國(guó)制造業(yè)的網(wǎng)上設(shè)計(jì)招投標(biāo)、設(shè)計(jì)軟件開(kāi)源型的企業(yè)，集聚社會(huì)的設(shè)計(jì)力量，共同提升制造企業(yè)研發(fā)能力。同時(shí)學(xué)習(xí)德國(guó)、意大利等工業(yè)強(qiáng)國(guó)廣大民眾富有的“工匠”精神，在我國(guó)青年和學(xué)生中弘揚(yáng)動(dòng)腦設(shè)計(jì)、動(dòng)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(jì)與制造并行”的工程師隊(duì)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(kāi)源設(shè)計(jì)軟件包內(nèi)置于智能設(shè)備之中，并使之即時(shí)更新，通過(guò)多方努力，形成我國(guó)“設(shè)計(jì)與制造并行”的設(shè)計(jì)研發(fā)體系。

　　三是大力推廣“設(shè)計(jì)與制造并行”商業(yè)模式。我國(guó)許多產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)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(duì)用戶千變?nèi)f化的個(gè)性化、時(shí)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(jiàn)長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的商業(yè)模式，同時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)金融等新型資本力量，積極支持“設(shè)計(jì)與制造并行”企業(yè)的借貸、擔(dān)保、租賃等經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，扶持其上市、控股、參股等企業(yè)股權(quán)運(yùn)營(yíng)。

　　通過(guò)推廣普及“設(shè)計(jì)與制造并行”，打破跨國(guó)公司幾十年來(lái)主導(dǎo)的“母國(guó)設(shè)計(jì)研發(fā)+國(guó)外制造發(fā)包+全球渠道銷售”的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈統(tǒng)治，改變我國(guó)目前設(shè)計(jì)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(guó)際產(chǎn)業(yè)分工局面，逆轉(zhuǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家將我國(guó)制造業(yè)鎖定在組裝加工的低端環(huán)節(jié)的態(tài)勢(shì)，推動(dòng)“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型。

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