三维数字成为新型制造业的灵魂

三维数字成为新型制造业的灵魂

人口红利逐渐丧失，粗放经营走到拐点，制造业大国要转向制造业强国，转型升级成为必然。尽管新一轮科技和产业革命尚需时日，但以信息技术与制造技术融合为核心的智能制造、数字制造、网络制造等新型制造模式，正在加速制造业的发展。

“特别是制造业的网络化、智能化、柔性化、服务化的进程，对中国制造业的发展模式和转型升级产生着深刻的影响。三维数字化设计技术透过网络，最大化地对产品创意进行用户沟通和仿真设计，并直接实现数字化制造。综合材料结构、力学工程等多门技术为一体，三维数字设计已经嵌入到工业的整个流程，包括工业设计、工程设计、模具设计、数控编程、仿真分析、虚拟现实、艺术展示等，成为推动信息化与工业化两化融合的发动机，是促进产业升级和自主创新的推动力。”国家制造业信息化工程总体专家组组长、863计划先进制造技术领域制造服务主题专家组召集人、中国航天科技集团总工程师杨海成说。

在他看来，基于网络的数字化三维技术把社会的各种优势资源汇集到一起，对整个制造业创新设计、产品功能优化分析、产品设计理念和模式创新，都具有必然的支撑作用。从传统的以大规模标准化生产转向大规模个性化生产，为制造业带来根本的变革。

事实上，3D打印的产业链条正在形成，DIY、创客、云设计、云制造…………使得制造业的形态和全球格局正在改变。并非每个人都能使用3D软件进行产品设计，也并非每个人都要拥有价格不菲的3D打印机，但随着“开源”和“社交”等互联网理念和平台的日渐成熟，这些问题很快就可以迎刃而解。

随着网络信息技术的不断融合，三维数字设计已经不再仅仅是制造的工具和手段。它取代了规模、效率、设备、工艺等旧的核心元素，成为制造企业本身的核心资源，催生和建立了新的生产方式和组织方式，成为制造业新的灵魂。

“走向智造”先要“走向设计”

数据表明，在现代工业制造中，70%的错误都产生于设计阶段，而80%的错误往往在生产或是更后续的阶段，才被发现并进行修正。“中国设计亟待变革升级！在目前中国处于工业化、信息化、全球化、城市化和市场化“五化”结合的独特形势下，要推动产业转型升级，从“中国制造”走向“中国创造”，中国创新设计必须实现从科学技术创新、文化艺术创新到用户服务创新与产业模式创新的集成创新变革。”中国工程院常务副院长潘云鹤说。

在他看来，有别于以往的工业设计，创新设计要充分发挥设计者的创造力，利用已有的科技成果进行创新构思，融合信息技术、材料技术、色彩造型、制造工艺等多种学科，设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用性的成果。这样的创新设计将成为制造业转型升级的最有效抓手。

然而，当前的中国制造业普遍存在对设计研发与创新的重视与投入不够，缺乏新型高水平创新设计人才，大学教育方式和课程设置错位等问题，严重制约了设计创新的发展。杨海成说：“当前的中国企业发展很不平衡，差距主要是对技术和人才的认识不足和准备不够。认识不足主要表现在重研究开发、轻工业应用；准备不够主要表现在新技术的应用推广不够，新型应用人才不足，人才培养的方式亟待变革。”

他认为，创新设计引领制造业升级需要社会各界的参与和推广。多年来，中国科协组织了各种活动，通过科普推广宣传，有效提升了公众创新设计与转型升级的意识。同时，国家制造业信息化科技工程、两化融合发展研究院、3D动力、中国图学学会与光华设计基金会等共同组织的全国三维数字化创新设计大赛也进行得如火如荼，极大地激发和释放了高校师生、年轻技术人员和设计从业人员的学习兴趣和创造潜能，有力促进了全民创新。

潘云鹤表示，创新设计要从中国新型工业化舞台的边缘走向中央，不紧要成为中国经济结构调整升级的利器，还要成为世界设计界的先锋。通过组织创新设计大赛和论坛结合等形式，促进设计切磋，交流设计思想，把理论研究和人才培养很好地结合起来。

人才培养方式亟待变革

中国制造行业目前数字化3D设计技术应用人才的缺口约为800万人，未来的需求还在加速攀升。经济的发展和技术的进步呼唤一种比传统模式更加自由、灵活和有效的教育变革。潘云鹤强调，要造就帅才，不但能与各种工程师、设计师、艺术家、市场经理协作和交流，而且能组织他们一起为产品创新而协同工作。

从“杂志缝里找课题”还是走进企业实际需求中去，对大学教师而言，一直是很纠结的问题。从课程设置上来说，传统的课程体系不能适应新型实用人才的培养，但是不按照传统大纲、另辟途径到企业的实战教学，又得不到学分。而在教与学的方式上，“填鸭式”的教学让学生为了学历无奈地被动学习。

对此，杨海成也疾呼，设计教育亟待变革，培养学生不但要让他们掌握有关科技创新、艺术创新、服务创新、市场模式创新的知识、方法和工具，还要有能将它们集成、服务市场的能力，以及与多领域专家协同创新的素质。

他强调，3D“e”教育通过构建网络化的教育体系，使学习方式由被动式向主动式、互动式转变，从知识传授转向能力培养，让泛在学习、移动学习、个性化学习成为现实。这种方式适应了未来基于网络的智能制造，让人的智力和知识在虚拟空间得到大规模复制生产。随着数字样机、虚拟制造、智能制造的发展，传统的制造业将不断产生新的业态形式。以往由企业少数设计师控制的设计工作将被互联网上各领域专才互动融合的大众设计所替代。按需定制、个性化生产、“人人都是设计师”将在中国制造业的转型升级中变成现实。