人口紅利逐漸喪失，粗放經營走到拐點，制造業大國要轉向制造業強國，轉型升級成為必然。盡管新一輪科技和產業革命尚需時日，但以信息技術與制造技術融合為核心的智能制造、數字制造、網絡制造等新型制造模式，正在加速制造業的發展。

隨著網絡信息技術的不斷融合，三維數字設計已經不再僅僅是制造的工具和手段。它取代了規模、效率、設備、工藝等舊的核心元素，成為制造企業本身的核心資源，催生和建立了新的生產方式和組織方式，成為制造業新的靈魂。

事實上，3D打印的產業鏈條正在形成，DIY、創客、云設計、云制造……使得制造業的形態和全球格局正在改變。并非每個人都能使用3D軟件進行產品設計，也并非每個人都要擁有價格不菲的3D打印機，但隨著“開源”和“社交”等互聯網理念和平臺的日漸成熟，這些問題很快就可以迎刃而解。

中國制造業急需轉型升級

數據表明，在現代工業制造中，70%的錯誤都產生于設計階段，而80%的錯誤往往在生產或是更后續的階段，才被發現并進行修正。“中國設計亟待變革升級！在目前中國處于工業化、信息化、全球化、城市化和市場化‘五化’結合的獨特形勢下，要推動產業轉型升級，從‘中國制造’走向‘中國創造’，中國創新設計必須實現從科學技術創新、文化藝術創新到用戶服務創新與產業模式創新的集成創新變革。”中國工程院常務副院長潘云鶴說。

在他看來，有別于以往的工業設計，創新設計要充分發揮設計者的創造力，利用已有的科技成果進行創新構思，融合信息技術、材料技術、色彩造型、制造工藝等多種學科，設計出具有科學性、創造性、新穎性及實用性的成果。這樣的創新設計將成為制造業轉型升級的最有效抓手。

然而，當前的中國制造業普遍存在對設計研發與創新的重視與投入不夠，缺乏新型高水平創新設計人才，大學教育方式和課程設置錯位等問題，嚴重制約了設計創新的發展。楊海成說：“當前的中國企業發展很不平衡，差距主要是對技術和人才的認識不足和準備不夠。認識不足主要表現在重研究開發、輕工業應用；準備不夠主要表現在新技術的應用推廣不夠，新型應用人才不足，人才培養的方式亟待變革。”

他認為，創新設計引領制造業升級需要社會各界的參與和推廣。多年來，中國科協組織了各種活動，通過科普推廣宣傳，有效提升了公眾創新設計與轉型升級的意識。同時，國家制造業信息化科技工程、兩化融合發展研究院、3D動力、中國圖學學會與光華設計基金會等共同組織的全國三維數字化創新設計大賽也進行得如火如荼，極大地激發和釋放了高校師生、年輕技術人員和設計從業人員的學習興趣和創造潛能，有力促進了全民創新。

潘云鶴表示，創新設計要從中國新型工業化舞臺的邊緣走向中央，不緊要成為中國經濟結構調整升級的利器，還要成為世界設計界的先鋒。通過組織創新設計大賽和論壇結合等形式，促進設計切磋，交流設計思想，把理論研究和人才培養很好地結合起來。

流水線的生產模式正在遭遇挑戰

工業時代，當一雙黑乎乎的挖煤工人的手，也能造出“神秘的汽車”時，就意味著一個最普通的體力勞動者的工作效率，被提高到了技術工人的水平之上。體力勞動者的生產效率因流水線這一生產方式而得到體現。但在知識經濟時代，流水線的生產模式開始顯得落伍—當社會進入了一個市場需求向多樣化發展的新階段，相應地要求工業生產向多品種、小批量的方向發展，單品種、大批量的流水生產方式的弱點日漸明顯。

為此，汽車行業的研制模式正在流水線的基礎上發生改變，“平臺化生產”、“柔性生產”都是近年炙手可熱的創新理念。

在汽車行業，大眾是第一個使用“平臺化生產”的巨頭。“平臺化生產”這一概念是指車廠將可以共用大部分零件、有著相似車身結構和生產工藝的車型研發模板歸類為一個“平臺”。同一“平臺”上誕生的車型擁有共同的“平臺基因”，但并不意味著不能擁有自己的個性。實際上，基于同一平臺的不同車型，往往會根據自身的特點和需求會不同的設定，非常靈活。上海通用相關人士也表示，隨著近幾年汽車發動機、變速箱技術的突飛猛進，體積更小、重量更輕、性能更強的產品不斷涌現，這給了底盤設計更大的空間，使得一個平臺的衍化能力更強。

福特表示，到2017年，福特全球“柔性生產”的產能將進一步擴大，全球平均每一家福特工廠能生產四款不同的車型，從而更加靈活地應對消費者的需求變化。屆時，福特目前擁有的15個核心平臺將削減為9個，而未來所有的車型均衍生自這9個平臺。

未來制造工廠將走向數字化

數字化就是將許多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據，再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理，這就是數字化的基本過程。計算機技術的發展，使人類第一次可以利用極為簡潔的“0”和“1”編碼技術，來實現對一切聲音、文字、圖像和數據的編碼、解碼。

各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實現了標準化和高速處理。數字化制造就是指制造領域的數字化，它是制造技術、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，其內涵包括三個層面：以設計為中心的數字化制造技術、以控制為中心的數字化制造技術、以管理為中心的數字化制造技術。

在數字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現實、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，根據用戶的需求，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，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。

數字化制造中“制造”有兩種理解，