我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結構亟待調整，數字化制造技術(shù)如何帶領(lǐng)制造業(yè)升級？

    制造業(yè)信息化技術(shù)在近二十年來(lái)，發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著(zhù)三維造型技術(shù)的發(fā)展，一系列基于三維模型的信息化應用迅速發(fā)展起來(lái)，包括快速成型、基于三維的交互式文檔發(fā)布系統，以及支撐企業(yè)進(jìn)行工藝設計、工藝驗證和工藝管理的數字化制造系統。調查研究表明：90%以上的生產(chǎn)故障可以通過(guò)工藝設計解決，因此數字化制造技術(shù)的應用，成為中國制造業(yè)提升制造能力的關(guān)鍵途徑之一。

    自從德國提出了“工業(yè)4.0”戰略之后，各國開(kāi)始大力發(fā)展制造業(yè)，我國頒布的《中國制造2025》可以視為中國版本的“工業(yè)4.0”。但是目前而言，我國制造業(yè)所處階段仍然較世界發(fā)達國家有一定的差距。2015-2017年中國數字化制造行業(yè)產(chǎn)值規模在低基數的基礎上實(shí)現了爆發(fā)性增長(cháng)，年均復合增速達11%，到2017年中國數字化制造行業(yè)產(chǎn)值規模達15230.7億元，較2016年增長(cháng)20.5%，增速較2016年同期增長(cháng)7個(gè)百分點(diǎn)。

    一、數字化制造技術(shù)已在我國獲大量應用

    我國政府組織實(shí)施了制造業(yè)信息化工程專(zhuān)項，推動(dòng)設計數字化、制造裝備數字化、生產(chǎn)過(guò)程數字化、管理數字化和企業(yè)數字化等方面的發(fā)展，數字化制造技術(shù)在我國已經(jīng)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(chǎn)、制作模式，已經(jīng)成為我國現代制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)特征;二是MRP/ERP的推廣應用;三是CIMS的推廣應用;四是網(wǎng)絡(luò )建設方面，近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)網(wǎng)絡(luò )迅猛發(fā)展。

    目前，數字化制造技術(shù)正在深入發(fā)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(yè)指導書(shū)為核心的設計與制造;二是并行和協(xié)同，通過(guò)產(chǎn)品、工藝過(guò)程和生產(chǎn)資源的建模仿真及集成優(yōu)化技術(shù)，提高多學(xué)科的設計與制造的協(xié)同性和并行性，實(shí)現產(chǎn)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(chē)間與數字化工廠(chǎng)，這是數字化制造技術(shù)在車(chē)間和和工廠(chǎng)集成應用和高效運營(yíng)的全新生產(chǎn)模式，為高效物流實(shí)施以及精益生產(chǎn)、可重構制造、元化制造等先進(jìn)制造模式提供輔助工具;五是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，由機器、設備組、設施和系統網(wǎng)絡(luò )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、我國數字化制造成效初現

    數字化制造具有柔性化和敏捷化的特征，能快速響應市場(chǎng)需求的變化，隨著(zhù)制造業(yè)從以生產(chǎn)為中心向以市場(chǎng)需求為中心的轉變，我國制造業(yè)數字化發(fā)展初見(jiàn)成效。首先，我國制造業(yè)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(fā)展，儀器儀表、數控機床、機器人等行業(yè)自主創(chuàng )新成效初現，3D打印等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速;再者，我國制造業(yè)管理數字化成效顯現，信息化技術(shù)在制造企業(yè)得到大量應用。

    三、我國數字化制造在制造業(yè)中比重有待提高

    近年來(lái)，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)在我國制造業(yè)增加值所占的比重增長(cháng)趨勢稍緩，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結構亟待調整。我國制造業(yè)與發(fā)達國家相比，創(chuàng )新能力不強，高新技術(shù)方面仍然處在追趕狀態(tài)，許多關(guān)鍵的核心技術(shù)還沒(méi)有掌握，制造業(yè)綜合競爭力較弱，總體上處于國際分工和產(chǎn)業(yè)鏈的中低端。目前，我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)占制造業(yè)的比重大約是美國的三分之一，我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結構有待優(yōu)化，數字化制造在制造業(yè)中的比重亟待提高。

    第二節 我國數字化制造行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展規模分析：

    一、2015-2017年我國數字化制造行業(yè)市場(chǎng)規模及增速分析

    自從德國提出了“工業(yè)4.0”戰略之后，各國開(kāi)始大力發(fā)展制造業(yè)，我國頒布的《中國制造2025》可以視為中國版本的“工業(yè)4.0”。但是目前而言，我國制造業(yè)所處階段仍然較世界發(fā)達國家有一定的差距。2015-2017年中國數字化制造行業(yè)產(chǎn)值規模在低基數的基礎上實(shí)現了爆發(fā)性增長(cháng)，年均復合增速達11%，到2017年中國數字化制造行業(yè)產(chǎn)值規模達15230.7億元，較2016年增長(cháng)20.5%，增速較2016年同期增長(cháng)7個(gè)百分點(diǎn)。

圖表：2015-2017年中國數字化制造行業(yè)市場(chǎng)規模及增速

   二、影響我國數字化制造行業(yè)發(fā)展的因素分析

    1、固定資產(chǎn)投資對先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的影響主要體現在宏觀(guān)層面.首先，一國或地區經(jīng)濟社會(huì )對于固定資產(chǎn)的購買(mǎi)可以形成有效需求，有效需求能夠增加社會(huì )總需求，從而引起社會(huì )總產(chǎn)出的增長(cháng)，社會(huì )總產(chǎn)出的增長(cháng)帶動(dòng)經(jīng)濟的繁榮，處于經(jīng)濟社會(huì )中的先進(jìn)制造業(yè)的產(chǎn)品就更容易銷(xiāo)售掉。

    2017年全年完成固定資產(chǎn)投資(不含農戶(hù))631684億元，比2016年增長(cháng)7.2%，增加4.2萬(wàn)億元。其中，制造業(yè)投資193616億元，增長(cháng)4.8%，增速比1-11月份和2016年分別提高0.7和0.6個(gè)百分點(diǎn);對全部投資增長(cháng)的貢獻率為21%，比2016年提高4.1個(gè)百分點(diǎn)。制造業(yè)投資增速在企穩回升的同時(shí)，投資結構不斷優(yōu)化。

    2、高素質(zhì)人才是企業(yè)采用先進(jìn)制造技術(shù)生產(chǎn)制造與先進(jìn)管理技術(shù)管理的前提。先進(jìn)的管理技術(shù)是將管理過(guò)程通過(guò)計算機程序的形式加以實(shí)施的，這也要求企業(yè)的管理者和被管理者都會(huì )熟練操作計算機，并有現代管理學(xué)理論知識。高素質(zhì)人才是先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品更新的源泉，而人力資本投資的主要形式是教育投資。

    2017年，全國教育經(jīng)費總投入達42557億元，比2016年增長(cháng)9.43%。其中，國家財政性教育經(jīng)費為34204億元，比2016年增長(cháng)8.94%。2017年，全國幼兒園、普通小學(xué)、普通初中、普通高中、中等職業(yè)學(xué)校、普通高等學(xué)校生均教育經(jīng)費總支出均比2016年有所增長(cháng)，增幅分別為：13.21%、6.82%、9.60%、10.70%、8.11%、9.75%。

    3、數字化制造業(yè)的先進(jìn)性體現在技術(shù)的先進(jìn)性，包括使用先進(jìn)的制造技術(shù)與先進(jìn)的管理技術(shù)，生產(chǎn)制造具有先進(jìn)性的工業(yè)產(chǎn)品。數字化制造業(yè)獲得先進(jìn)的技術(shù)主要是通過(guò)企業(yè)自主研發(fā)。通常以研究與開(kāi)發(fā)(R&D)作為技術(shù)進(jìn)步的衡量指標。

    根據科技綜合統計年快報初步測算結果，2017年我國研發(fā)經(jīng)費投入總量為17500億元，比2016年增長(cháng)11.6%，增速較2016年提高1個(gè)百分點(diǎn)。研發(fā)經(jīng)費投入強度(研發(fā)經(jīng)費與國內生產(chǎn)總值之比)為2.12%，較2016年提高0.01個(gè)百分點(diǎn)。分研發(fā)活動(dòng)主體看，2017年企業(yè)研發(fā)經(jīng)費為13733億元，比2016年增長(cháng)13.1%，連續2年實(shí)現兩位數增長(cháng)。

    三、我國數字化制造行業(yè)市場(chǎng)飽和度分析

    最新統計數據顯示，2017年我國制造業(yè)產(chǎn)出占世界比約為27%，連續4年保持世界第一。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國有220多種產(chǎn)量位居世界第一。過(guò)去我國制造業(yè)主要依靠要素驅動(dòng)，但賴(lài)以保持競爭優(yōu)勢的多種要素約束日益趨緊。目前，國內對數字化制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展側重技術(shù)追蹤和技術(shù)引進(jìn)，而由于基礎研究能力不足和對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收力度不夠，導致產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平有較大差距，我國數字化制造行業(yè)仍處于初級階段。