数字化制造技术对我国制造业有哪些影响

上世纪90年代，随着信息技术和人工智能的发展，数字化制造技术引起发达国家的关注和研究，美国、日本等国纷纷设立数字化制造研究项目基金及实验基地，数字化制造的研究及实践取得了长足进步。20世纪尤其是2008年金融危机以后，发达国家认识到以往去工业化发展的弊端，制定“重返制造业”的发展战略，同时大数据、云计算等一批信息技术发展的前端科技引发制造业加速向智能化转型，把数字化制造作为未来制造业的主攻方向，给予一系列的政策支持，以抢占国际制造业科技竞争的制高点。2017年全球数字化制造行业产值规模约为10815.8亿美元，较2016年增长17.3%，近三年间年复合增长超10%。

制造业信息化技术在近二十年来，发生了翻天覆地的变化。随着三维造型技术的发展，一系列基于三维模型的信息化应用迅速发展起来，包括快速成型、基于三维的交互式文档发布系统，以及支撑企业进行工艺设计、工艺验证和工艺管理的数字化制造系统。调查研究表明：90%以上的生产故障可以通过工艺设计解决，因此数字化制造技术的应用，成为中国制造业提升制造能力的关键途径之一。

自从德国提出了“工业4.0”战略之后，各国开始大力发展制造业，我国颁布的《中国制造2025》可以视为中国版本的“工业4.0”。但是目前而言，我国制造业所处阶段仍然较世界发达国家有一定的差距。2015-2017年中国数字化制造行业产值规模在低基数的基础上实现了爆发性增长，年均复合增速达11%，到2017年中国数字化制造行业产值规模达15230.7亿元，较2016年增长20.5%，增速较2016年同期增长7个百分点。

一、数字化制造技术已在我国获大量应用

我国政府组织实施了制造业信息化工程专项，推动设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化等方面的发展，数字化制造技术在我国已经取得大量应用：一是CAD／CAPP／CAE／CAM的推广应用，改变了传统的设计生产、制作模式，已经成为我国现代制造业发展的重要技术特征；二是MRP／ERP的推广应用；三是CIMS的推广应用；四是网络建设方面，近年来互联网技术的飞速发展，企业网络迅猛发展。

目前，数字化制造技术正在深入发展，呈现以下趋势：一是正由2D向3D转变，形成以基于模型的定义／基于模型的作业指导书为核心的设计与制造；二是并行和协同，通过产品、工艺过程和生产资源的建模仿真及集成优化技术，提高多学科的设计与制造的协同性和并行性，实现产品和工艺设计结果的早期验证；三是数字化装配与维修；四是数字化车间与数字化工厂，这是数字化制造技术在车间和和工厂集成应用和高效运营的全新生产模式，为高效物流实施以及精益生产、可重构制造、元化制造等先进制造模式提供辅助工具；五是工业互联网，由机器、设备组、设施和系统网络组成，能够在更深的层面将连接能力、大数据、数字分析、3D打印等结合。

二、我国数字化制造成效初现

数字化制造具有柔性化和敏捷化的特征，能快速响应市场需求的变化，随着制造业从以生产为中心向以市场需求为中心的转变，我国制造业数字化发展初见成效。首先，我国制造业设计数字化方面的投入不断加大；其次，我国数字化制造快速发展，仪器仪表、数控机床、机器人等行业自主创新成效初现，3D打印等新兴产业发展迅速；再者，我国制造业管理数字化成效显现，信息化技术在制造企业得到大量应用。

三、我国数字化制造在制造业中比重有待提高

近年来，高技术产业在我国制造业增加值所占的比重增长趋势稍缓，制造业产业结构亟待调整。我国制造业与发达国家相比，创新能力不强，高新技术方面仍然处在追赶状态，许多关键的核心技术还没有掌握，制造业综合竞争力较弱，总体上处于国际分工和产业链的中低端。目前，我国高技术产业占制造业的比重大约是美国的三分之一，我国制造业产业结构有待优化，数字化制造在制造业中的比重亟待提高。

2015-2017年我国数字化制造行业市场规模及增速分析

自从德国提出了“工业4.0”战略之后，各国开始大力发展制造业，我国颁布的《中国制造2025》可以视为中国版本的“工业4.0”。但是目前而言，我国制造业所处阶段仍然较世界发达国家有一定的差距。2015-2017年中国数字化制造行业产值规模在低基数的基础上实现了爆发性增长，年均复合增速达11%，到2017年中国数字化制造行业产值规模达15230.7亿元，较2016年增长20.5%，增速较2016年同期增长7个百分点。

图表：2015-2017年中国数字化制造行业市场规模及增速

影响我国数字化制造行业发展的因素分析

1、固定资产投资对先进制造业发展的影响主要体现在宏观层面.首先，一国或地区经济社会对于固定资产的购买可以形成有效需求，有效需求能够增加社会总需求，从而引起社会总产出的增长，社会总产出的增长带动经济的繁荣，处于经济社会中的先进制造业的产品就更容易销售掉。

2017年全年完成固定资产投资（不含农户）631684亿元，比2016年增长7.2%，增加4.2万亿元。其中，制造业投资193616亿元，增长4.8%，增速比1-11月份和2016年分别提高0.7和0.6个百分点；对全部投资增长的贡献率为21%，比2016年提高4.1个百分点。制造业投资增速在企稳回升的同时，投资结构不断优化。

2、高素质人才是企业采用先进制造技术生产制造与先进管理技术管理的前提。先进的管理技术是将管理过程通过计算机程序的形式加以实施的，这也要求企业的管理者和被管理者都会熟练操作计算机，并有现代管理学理论知识。高素质人才是先进制造业企业技术与产品更新的源泉，而人力资本投资的主要形式是教育投资。

2017年，全国教育经费总投入达42557亿元，比2016年增长9.43％。其中，国家财政性教育经费为34204亿元，比2016年增长8.94％。2017年，全国幼儿园、普通小学、普通初中、普通高中、中等职业学校、普通高等学校生均教育经费总支出均比2016年有所增长，增幅分别为：13.21％、6.82％、9.60％、10.70％、8.11％、9.75％。

3、数字化制造业的先进性体现在技术的先进性，包括使用先进的制造技术与先进的管理技术，生产制造具有先进性的工业产品。数字化制造业获得先进的技术主要是通过企业自主研发。通常以研究与开发（R&D）作为技术进步的衡量指标。

根据科技综合统计年快报初步测算结果，2017年我国研发经费投入总量为17500亿元，比2016年增长11.6%，增速较2016年提高1个百分点。研发经费投入强度（研发经费与国内生产总值之比）为2.12%，较2016年提高0.01个百分点。分研发活动主体看，2017年企业研发经费为13733亿元，比2016年增长13.1%，连续2年实现两位数增长。

我国数字化制造行业市场饱和度分析

最新统计数据显示，2017年我国制造业产出占世界比约为27%，连续4年保持世界第一。在500余种主要工业产品中，我国有220多种产量位居世界第一。过去我国制造业主要依靠要素驱动，但赖以保持竞争优势的多种要素约束日益趋紧。目前，国内对数字化制造装备产业的发展侧重技术追踪和技术引进，而由于基础研究能力不足和对引进技术的消化吸收力度不够，导致产业整体技术水平与世界先进水平有较大差距，我国数字化制造行业仍处于初级阶段。