方升研究 五种新制造技术将逐步替代落后的传统产能

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  今年，工信部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施建议》，聚焦未来制造、未来信息、未来材料、未来能源、未来空间、未来健康六大方向，引领未来产业全面落地和发展升级。

  其中，未来制造关乎我国制造产业体系的升级，涉及面广、影响力大。《意见》提出，要发展人机一体化智能系统、生物制造、纳米制造、激光制造、循环制造，推广柔性制造、共享制造等模式，推动工业互联网、工业元宇宙等发展。

  分别是人机一体化智能系统、生物制造、纳米制造、激光制造、循环制造，应用新制造技术形成新产能，将逐步替代落后的传统产能。

  人机一体化智能系统是全球制造业发展的一个总趋势，而智能制造装备技术是智能制造发展的基石，涉及数字控制机床、工业机器人、3D打印、智能检测、智能物流、智能化成套生产线等。近年来，机器人流程自动化、智能流程自动化和人工智能业务操作三方面都保持了持续增长。智能工厂成为新的制造业标杆，全球主要制造业发达国家都在推动灯塔工厂、智能工厂的建设，不断拓展新的智能制造应用场景。

  生物制造是指利用生物技术生产商品的过程，涉及食品、饮料、药品、生物燃料、化学品和工业用酶等领域。据麦肯锡咨询预计，全球60%的物质产品可由生物技术进行生产，未来生物制造每年将为全球带来2-4万亿美元的经济效益。目前，生物制造已为能源、医药、营养健康、农业、环保、新材料等多个领域带来增长机会，近年来在化妆品、营养健康、农业食品等领域的应用更是迅猛增长。

  纳米技术是21世纪高技术竞争的制高点，纳米制造是支撑它走向应用的基础。按加工方式，纳米制造可分为切削加工、磨料加工（分固结磨料和游离磨料）、特种加工和复合加工四类，也可大致分为机械加工、非物理性腐蚀、能量束加工、复合加工、隧道扫描显微技术加工等多种方法。纳米制造技术由于可加工尺寸小、精度高，在半导体等产业中存在广泛的应用。

  激光制造作为一种精密加工技术，主要是利用激光对材料来切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等，在汽车、电子、电器、航空、机械制造等产业领域得到普遍应用，形成了相对独立的产业体系。根据用途的不同，激光加工设施可以分为切割机、焊接机、打孔机、打标机、雕刻机、测距机等。我国激光设备产业规模位居全球首位，中低端产品具有非常大的优势，高端产品快速增长。

  循环制造即再制造技术，可延长设备平均常规使用的寿命2-3倍。随着我们国家制造业转变发展方式与经济转型，再制造行业迎来广阔未来市场发展的潜力。近年来，汽车零部件、冶金动力装备、工程机械等再制造发展最快，全国逐步形成多个再制造产业集群，如上海临港、江苏张家港、河北河间等。易点云推出办公IT服务模式，其PC再制造工厂的产能超过60万台，拥有批量检测设备、快速再制造工具以及创新的再制造技术。

  分别是柔性制造模式、共享制造模式，新制造模式将促进国内外制造产能整合，并更加适应产业布局调整和市场需求变化。

  柔性制造是一种灵活高效的生产方式，通过积木式模块拼接组成生产线，能够迅速转产换型。从全球化制造看，柔性制造能够最终靠模块化设备、数字化技术和智能化系统等手段，在不同地点之间实现生产资源的灵活配置和协调。从企业经营看，柔性制造能适应消费产品升级所需要的多样化、小批量、快速迭代的生产需求，可以支撑公司发展面向用户的个性化定制模式。

  共享制造模式是一种更广泛的代工模式，与智能制造技术的发展紧密相关，制造技术的自动化、数字化、智能化水平越高，越有助于构建共享制造工厂，比如激光制造、3D打印等新技术将更为适合共享制造模式。目前，依托交通运输快速响应的优势，或是面向规模巨大的区域制造业集群，搭建共享型的制造工厂、激光加工中心、3D打印服务平台等，已成为一种重要的制造业布局模式。

  分别是工业互联网、工业元宇宙，这种平台生态将有利于形成新的生产关系，促进区域产能重组升级和产业供应链优化。

  工业互联网通过对人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链连接的新型生产制造和服务体系。工业互联网主要从三个方面驱动制造业变革：一是面向工业现场生产的全部过程的优化，包括建模仿真、物料调度、作业排产、质量管控等；二是面向企业运营的管理决策优化，包括供应链管理、线上采购、协同设计、云端营销、远程服务等；三是面向产品全生命周期的管理与服务优化，比如产品溯源、迭代创新等。

  工业互联网能够在一定程度上促进采购、制造、物流、销售、服务等节点在企业内外部全面协同，催生智能化生产、个性化定制、服务型制造等新模式。举个例子，云汉芯城构建的产业网络站点平台，可以服务40多万家电子制造领域企业用户，这样的平台通过整合技术团队、电子元器件采购平台和小批量打样研发资源，从产品技术选型开始，利用共享制造平台优势，一路打通物料采购、结构组件、软件设计、生产组装、调节测试等供应链生产流程。

  工业互联网非常适合于赋能区域性的制造产业集群，因为服务半径和成本都比较低，更容易加速平台在区域落地。站在区域经济视角看，地方政府应积极利用工业互联网，促进区域产能重组升级和产业供应链优化，挖掘若干平台大规模应用场景，建立平台化服务的商业路径，促进平台应用推广。

  工业元宇宙通过XR、AI、IoT、云计算、区块链、数字孪生等技术，打通人、机、物、系统等的无缝连接，将数字技术与现实工业结合，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系。工业元宇宙通过构建数字孪生体，对物理世界中的产品、设备等做全面建模和仿真，为产品设计、研发、生产、运维等环节提供有力支持，从而缩短产品研制周期、减少相关成本、提高质量。

  工业元宇宙作为工业数字化转型的重要趋势之一，正逐渐改变着工业领域的运作方式和商业模式。以远程运维为例，工业元宇宙通过虚拟现实技术，实现设备正常运行状态的实时监控、远程诊断和维修，这有助于提高运维效率、减少相关成本、减少人力投入，同时为设备的稳定运行提供更可靠的保障。

  四川省发布《四川省元宇宙产业高质量发展行动计划(2023-2025年)》，计划以工业元宇宙为主线，构建人才、技术、产业、应用、生态“五位一体”的元宇宙产业创新发展体系。以工业元宇宙，促进AI、云计算、物联网、数字孪生、XR设备等技术群与实体工业经济深层次地融合。利用工业元宇宙技术为工业培训、工业产线巡检点检、工业设施维护等赋能，帮助制造企业降本增效。