江蘇鳳谷節能科技有限公司   中航工業副總經理張新國在《國際航空》上刊發署名文章《對準工業革命制高點，構建戰略轉型新架構》，為您解讀新一輪工業革命浪潮的共同基礎以及應對策略。中航工業微信將分5期進行刊登，與讀者共享。

進入21世紀以來，全球技術創新呈現出新的發展態勢和特征。以智能制造為核心，信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術廣泛滲透，帶動幾乎所有領域發生了以智能化、綠色化、服務化為特征的群體性跨領域技術革命。同時，世界制造業分工格局也開始面臨新的調整，高端制造領域出現向發達國家“逆轉移”的態勢。各個國家都發起了對制造業的重新思考和戰略布局，以搶占未來經濟科技發展的先機。美國提出了“再工業化”戰略計劃;德國發布了“工業4.0”戰略項目，形成了產、學、研高度共識的發展藍圖。制造業已經重新成為全球經濟競爭的制高點。

CPS系統在工業4.0的位置

為加速實現工業的轉型升級，我國在“十八大”提出信息化與工業化深度融合(簡稱“兩化融合”)。信息資源已成為重要的工業生產要素，只有信息化和工業化相融合，才能實現工業結構優化升級，實現可持續發展。兩化融合的本質就是實現工業過程中技術的顯性化、結構化和自動化，是信息技術在產品全生命周期、企業全業務流程和產業全價值鏈的應用。如今，兩化融合將要進入以賽博物理系統(Cyber-Physical System，CPS)為主導的新一輪工業革命。緊緊抓住新一輪工業革命與我國加快轉變經濟發展方式相交匯的歷史性機遇，將加快我國工業化和建設制造強國的進程。所以，深刻認識新一輪工業革命意義重大。

新一輪工業革命的共同基礎

美國：再工業化戰略

美國提出再工業化戰略，其內涵是為了重塑工業而進行國家資源再組織的經濟、社會和政治過程。2014年12月，美國國會已經通過立法“振興美國制造業及創新法案”。2012年3月，美國聯邦政府提出了一項旨在建立起全美產業界和學術界間有效的制造業研發基礎、解決美國制造業創新和產業化的相關問題的綜合性項目——國家制造創新網絡(NNMI)計劃。為促進多方合作，共同推進國家制造創新網絡的建立，美國商務部發起成立美國先進制造國家計劃辦公室(AMNPO)，由商務部、國防部、教育部、能源部、航空航天局、國家科學基金會等多個部門組成，其任務是協調聯邦政府各部門資源和項目，促進與制造相關的企業、大學、研究機構和地方政府之間的合作，推動新技術研發和轉移。

建立NNMI計劃的目的是填補制造技術基礎研究和商業化生產之間的空缺。制造創新過程分為：基礎研究、概念驗證、實驗室試制、原型制造能力、生產條件能力、生產率示范等6個階段。介于基礎研究和商業化生產之間研發投入的空缺被稱為“缺失的中間環節”(Missing Middle)。NNMI計劃的使命就是把美國在基礎研究方面的成果轉化為商業化應用。

增材制造

目前美國聯邦政府的目標是建立起由超過15個制造創新研究院(IMI)構成的制造創新網絡，從而建立起一個健全的國家創新生態系統，促使新的制造工序和技術能順利地從基礎研究過渡到制造應用?，F已建成增材制造、動力電子制造(power electronics)、數字化制造與設計、輕量化材料制造等4所制造創新研究院，并且正在建設集成光電子制造(integrated photonics)、柔性混合電子(flexible hybrid electronics)、新一代纖維及紡織品(revolutionary fiber and textile)等5所制造創新研究院。其中，國家增材制造創新研究院，亦稱“美國制造”(America Makes)研究院，早在2012年8月便正式啟動，是NNMI計劃的先鋒試點項目。

再工業化戰略中另一個典型項目就是美國國防預研局(DARPA)發起的自適應運載器制造(AVM)計劃。這個計劃的目的是通過再造復雜系統的開發和制造方式，重新發明(Reinvent)制造業本身，解決防務系統開發過程中成本和進度頻繁失控的問題，使防務系統的開發周期從10年下降至2年。借鑒集成電路(IC)開發和開源軟件項目的做法來改變傳統制造業，比如元(META)語言只用于描述產品的邏輯和功能而不是產品的物理實現，這樣的描述最后讓iFAB“代工廠”的指令和工藝自動生成。傳統的外包制造是機械加工的外包和外部資源的利用，但是集成電路在設計的時候就是按照設備的工藝指令來設計的，在設計階段就已經生成了制造需要的全部信息，這樣就改變了傳統機械制造的模式。將來的數字化制造是在前端的數字化設計階段就引入工藝過程的知識、數據和指令并生成后續制造的大部分信息，而不是設計完再去編工藝，這是制造業要進行的一場革命，所以DARPA提出未來運載器的制造概念，就是從產品的元表達(功能和邏輯表達)，到iFAB“代工廠”的工藝自動生成，再到機器指令的自動生成。重新發明制造業的本質就是設計模型化、工藝仿真化、制造分布式。

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