1、1数字化制造需要新思维数字化设计与制造及其平台是制造业的关键共性技术，也可称之为竞争前技术，不可能单靠一家企业来完成。 从北京到上海、广州的航班中有一款机型是波音 777，这个机型是全世界数字化制造的典范。这款飞机全部由计算机进行数字化设计，广泛采用模拟仿真技术，没有图纸和画版。 波音公司最新推出的梦幻型飞机 787 更是前进了一大步。不仅是全寿命周期设计数字化，而且研发（R&D）全过程数字化，制造全过程数字化。就是说，波音公司已经把数字化的作用发挥到淋漓尽致。在保证质量的前提下，大大缩短了这两款飞机的研发周期，明显地降低了研发费用。 举这个例子是想说明数字化制造的含义，应该是广义的。制造含义
2、本身包含设计在内，就是广义的“Manufacturing” ，包含设计（Design） 、成形制造（Materials processing）及加工制造（Machining）全过程。为强调设计的重要性，中国工程院的多项咨询报告，就特别提出数字化设计与制造是信息化促进工业化的关键共性技术。 近年来，我们又面临着工业发达国家提出“重振制造业”的新挑战，中国海外市场与国际竞争力均遇到更强的竞争。 美国政府启动了“先进制造伙伴计划（Advanced Manufacturing Partnership） ”，其中一个重要目标就是要缩短产品研发周期一半，降低2研发费用一半（Half the time， h
3、alf the cost） 。同时， “第三次工业革命”也把数字化制造放在极为重要的地位。 现在，国内大力提倡用信息化来推进工业化。工业化要与信息化深度融合，但在认识方面却还有待深化。不少企业把信息化理解为管理、营销、招标等的信息化。应该指出，设计与制造过程的数字化是信息化推动工业化的核心内容，难度也最大。 目前我国在这方面与工业发达国家相比有相当的差距。早在 1979 年，我第一次去参观全球工程机械老大美国卡特彼勒公司铸造厂。铸造厂就有一个很大的计算机房，他们那时已经广泛地使用计算机来辅助完成管理、调度、生产等方面的工作。十几年后，我再次去卡特彼勒时，他们已经用计算机真三维技术来模拟完成铸造
4、工艺过程，而且是在真三维虚似环境下实施。他们让我戴上 3D 眼镜，可以虚拟地站在铸型直浇口下面，观看铁水自上奔腾而下的浇铸、凝固全过程。 近年来，国内在数字化设计与制造方面也取得了突出进展，特别是在航空及航天工业。最近，汽车工业已经意识到了数字化设计与制造的重要性，正在加大投入、加强研发。例如，中国第一汽车集团公司，正在全力打造数字化设计与制造平台，取得了很大的进展。 国家大力提倡要用信息化促进工业化的发展，我建议：一要加大研发投入，二要加强数字化设计与制造关键共性技术的研究，三要真正做好产学研的结合。 竞争前技术 我国已是制造大国，工业增加值已位于世界第一，但还不是制造强3国。我国 2012
5、 年的研发投入是 GDP 的 1.97%。2006 年颁布的国家中长期科学和技术发展规划纲要指出，到 2010 年我国研发投入占 GDP 比重达 2%，到现在尚没有达到。 但是，美国等工业发达及创新型国家的研发投入与 GDP 的比都要大于 2.5%，创新能力较强的瑞典、芬兰等国都已大于 3.5%。 再看我国企业。最近几年，我国汽车行业的研发投入占销售收入比大约是 1.5%左右。然而，国外福特汽车、通用汽车等著名企业的比例都在 3%左右，甚至大于 3%。我国企业要真正成为技术创新的主体，不仅要成为需求的主体和研发成果实施的主体，而且要大大加大研发经费的投入，成为研发投入的主体。 数字化设计与制造
6、及其平台是制造业的关键共性技术，也可称之为竞争前技术，不可能单靠一家企业来完成。目前我国共性技术研究缺位，严重地影响制造业竞争能力和创新能力的提升。因此，国家要从战略高度出发，组织企业、院所、高校组成共性技术创新联盟。联盟要充分利用和继续发挥原来行业的大院、大所的作用，要继续能为全行业提供关键共性技术。目前，上海已经在推动和重组产业共性技术研究院，为企业提供关键共性技术。 我国企业对共性技术的研究也存在一些误区，区分不了竞争技术与竞争前技术。例如汽车轻量化铝、镁合金的基本力学、物理、化学等性能与数据库，属关键共性技术，完全靠单个企业自己来做，是少慢差费的坏办法，不利于实现质的突破。 在这方面，
7、国外经验值得借鉴。例如，美国乌斯特工学院（WPI）牵4头建立的汽车轻量化铝合金共性技术创新联盟，美国通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司都是联盟成员，由企业组成理事会，决定课题立项及经费使用，研究成果向全体成员提供。 产学协作 我国产学研的结合很多停留在形式上，没有做到真正的结合。例如，企业申请课题，找一个院所或高校，而高校申请课题也愿意找一个企业合作。但是，课题一经立项，经费一经分配，就各做各的，互不关联，没有做到真正的结合。 也有个别企业埋怨某些高校老师，只注意论文，没有真正协助企业解决工程技术难题。他们埋怨在个别项目上，一些高校老师虎头蛇尾；而对于研究生毕业，更没有做到精益求精。我认为这只不
8、过是个别事例，不能因噎废食，总体上看我们的高校还是在不断进步的。 2007 年，在中国机械工程学会召开的学术年会上，我做了“加强产学研结合，提高自主创新能力”的邀请报告。 在这次报告中，我介绍了若干个成功案例：一是中国二重集团采用清华自主研发的模拟软件优化了铸造工艺，在国内首次浇铸成功长江三峡水轮机不锈钢叶片，打破了国外企业对这一技术的垄断，新华社为此专门做了报道。二是东方汽轮机集团公司铸钢厂要浇铸 40 吨大型汽轮机缸体铸件，而工厂的钢液总容量只有 32 吨。铸钢厂根据清华提供的模拟分析报告，采用先浇铸 32 吨钢液、再进行间隔小于 60 分钟的二次补浇的铸造方案，一次浇铸成功大型汽轮机缸体铸件。三是 2003 年马鞍山钢铁公司铸造厂采用清华数字化铸造技术，在 10 个月内成功浇铸了 18 个5重 218 吨的轧钢机机架铸件。这些不仅为企业获得了显著的经济和社会效益，也提高了企业的竞争和自主创新能力。 我经常去企业，再三建议和强调：企业要重视数字化设计与制造，要加大研发投入，要和院所、高校做到真正的结合。这样就一定能极大地提高企业的竞争力和自主创新能力。
