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第1篇

論文關(guān)鍵詞：Lycoming活塞發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)維修特性研究現(xiàn)狀綜述

 

發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。良好的配氣機(jī)構(gòu)不僅要求氣門開啟有盡可能大的時(shí)面值，而且要求其配氣正時(shí)在任何情況下都能使發(fā)動(dòng)機(jī)性能最佳。在設(shè)計(jì)中，配氣機(jī)構(gòu)的布置與發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)布置密切相關(guān)，要達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求，布置緊湊，協(xié)調(diào)合理。同時(shí)提高進(jìn)、排氣工作性能與改善機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性常常是設(shè)計(jì)中的主要矛盾。對(duì)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的分析研究，不僅能有效防止機(jī)械故障的產(chǎn)生．而且有利于維修方式從定期維修向“以可靠性為中心”的視情維修發(fā)展．控制維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、 國(guó)內(nèi)外對(duì)配氣機(jī)構(gòu)研究狀況

配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，配氣機(jī)構(gòu)的維修特性，直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性，并與發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音與振動(dòng)有著直接的關(guān)系。配氣凸輪、氣門，氣門彈簧是配氣機(jī)構(gòu)的心臟，在配氣機(jī)構(gòu)中起著決定性的作用，其維修特性對(duì)機(jī)構(gòu)的充氣性能和動(dòng)力性能具有決定性的影響。其維護(hù)與使用直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及維修特性指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，也包括運(yùn)轉(zhuǎn)性能，如發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲及排放指標(biāo)。此外，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性和可靠性也會(huì)產(chǎn)生直接影響。因此，研究發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)維修特性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展格外重要。隨著現(xiàn)代航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率逐漸要求更加安全可靠，配氣機(jī)構(gòu)各零件的負(fù)荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常機(jī)械論文，很可能使配氣機(jī)構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，直到發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。只有在知道了氣門及其驅(qū)動(dòng)零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)和載荷變化情況后，才能對(duì)其工作條件和日常維護(hù)做出正確結(jié)論。

人類對(duì)配氣凸輪機(jī)構(gòu)的使用要追溯到18世紀(jì)，直到19世紀(jì)末，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)還未曾有過具有詳細(xì)歷史記載的系統(tǒng)研究。隨著人類文明的進(jìn)步和工業(yè)化的逐步發(fā)展，對(duì)高效的自動(dòng)機(jī)械的需求大大增加。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)誕生之后，以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的機(jī)械逐漸增多，大大提高了人們對(duì)凸輪機(jī)械的重視程度。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力機(jī)械的逐漸普及和發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的特性對(duì)工作性能的影響逐步被認(rèn)識(shí)期刊網(wǎng)。在20世紀(jì)40年代以后，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，配氣凸輪乃至配氣機(jī)構(gòu)引起的故障日益增多，人們開始對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的深入研究。研究的方法也從經(jīng)驗(yàn)性的設(shè)計(jì)過渡到有理論依據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的分析研究隨著技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)也逐步得到了應(yīng)用。目前，配氣凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)己廣泛采用各種專用軟件借助計(jì)算機(jī)來完成，用數(shù)控機(jī)床完成加工。氣門和氣門座在工作中承受極高的機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷及腐蝕性氣體的沖刷，狀態(tài)極為不良，因而在工作中磨損比較嚴(yán)重，常造成氣門下沉，燃燒室的有害容積增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能變壞，嚴(yán)重時(shí)氣門一氣門座的密封作用失效，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和大修期，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠的重視。氣門和氣門座處于燃燒室和氣道之間，由于缺乏有效的油供應(yīng)，在氣門工作表面上不可能形成油膜，從而使摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損作用。通過對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模擬可以知道各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況和載荷變化規(guī)律;通過對(duì)氣門副破壞方式的分析與研究，找出其規(guī)律，以便對(duì)氣門副材料的選取、表面加工，以及對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和配氣間隙的調(diào)整提供更為有效的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這樣既研究了配氣機(jī)構(gòu)整體性又研究了配氣機(jī)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。

二、配氣機(jī)構(gòu)維修診斷特性現(xiàn)狀

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)新品種的不斷出現(xiàn)和新技術(shù)新產(chǎn)品的引進(jìn)，配氣機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)這樣或那樣的問題，據(jù)英國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)工程師和用戶協(xié)會(huì)提供的發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障表明，造成發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障的各種原因中，配氣機(jī)構(gòu)的故障在發(fā)動(dòng)機(jī)的故障中占有比例達(dá)11.9%。它也日益引起從事發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)、研究和有關(guān)教學(xué)方面的重視。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于配氣機(jī)構(gòu)的零星報(bào)導(dǎo)不少，但完整的資料或書刊卻未見到。航空配氣系統(tǒng)故障的原因往往是多方面的，而故障的發(fā)展也受多方面因素的影響。因此，航空的配氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)應(yīng)是針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的綜合診斷?，F(xiàn)在已經(jīng)投入實(shí)用的故障監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)大多功能單一，系統(tǒng)化、智能化水平低，診斷準(zhǔn)確度不高。目前與汽車及船用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)比較，使用在航空上的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)較少使用電子控制裝置，在使用過程中測(cè)量的參數(shù)也較少，維護(hù)檢修主要依靠維護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)和維護(hù)手冊(cè)提供的排故程序。根據(jù)這種情況，航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣系統(tǒng)故障診斷可以利用人工智能結(jié)合排故手冊(cè)和經(jīng)驗(yàn)豐富的維護(hù)人員的排故經(jīng)驗(yàn)開發(fā)采用基于故障樹的故障診斷系統(tǒng)，用于日常維護(hù)中故障的快速準(zhǔn)確的排除。由于發(fā)動(dòng)機(jī)自身的工作原理，凸輪與挺柱之間、氣門與氣門座圈之間不可避免的存在碰撞作用，配氣機(jī)構(gòu)工作條件十分惡劣;而且機(jī)械論文，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提提高，配氣機(jī)構(gòu)各零件的負(fù)荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常，很可能使配氣機(jī)構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，例如:凸輪與挺柱之間、氣門與氣門座圈之間的早期磨損;而且凸輪與挺柱之間的磨損將導(dǎo)致噪聲增加，甚至影響換氣性能;同時(shí)氣門與氣門座圈過早的磨損現(xiàn)象，會(huì)造成氣門強(qiáng)度降低，進(jìn)一步發(fā)生氣門掉頭，氣門頭與活塞運(yùn)動(dòng)干涉產(chǎn)生撞擊，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。利用試車臺(tái)測(cè)試的大量參數(shù)，采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種具有某些特征的動(dòng)態(tài)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行各種分析和處理、區(qū)分、識(shí)別并確認(rèn)其異常表現(xiàn)，預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)及潛在的故障，查明其產(chǎn)生原因、發(fā)生部位和嚴(yán)重程度，提出針對(duì)性的維修措施和處理方法。

航空使用及維修性能指標(biāo)主要是依據(jù)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放指標(biāo)。動(dòng)力性指標(biāo)主要以輸出的有效功率表示，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要用燃油消耗率表示，廢氣排放量指標(biāo)主要用C0，HC.NO、和碳粒表示。配氣機(jī)構(gòu)是的主要組成部分.在各種配氣機(jī)構(gòu)中，其主要零件都包括為氣門組和氣門驅(qū)動(dòng)組。氣門組包括氣門座、氣門、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧及座和鎖瓣等，其主要功用是維持氣門的關(guān)閉。氣門驅(qū)動(dòng)組是指從正時(shí)齒輪開始至推動(dòng)氣門動(dòng)作的所有零件，包括凸輪軸，氣門挺桿，推桿和搖臂等，其主要功用是定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和氣門間隙。配氣機(jī)構(gòu)的主要作用是按照每個(gè)氣缸的作功順序，按時(shí)打開和關(guān)閉各氣缸進(jìn)氣門和排氣門，以保證各氣缸及時(shí)吸入清潔空氣和排出廢氣;同時(shí)在壓縮和作功行程中維持燃燒室的密封，保證正常工作。實(shí)踐表明，航空功率下降、排氣冒黑煙、燃料消耗率增加等問題均與配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)緊密相關(guān)。而配氣相位和氣門間隙是配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的主要方面，對(duì)的工作可靠性能影響極大。由于的轉(zhuǎn)速較高，活塞每一行程所經(jīng)歷的時(shí)間極短，如Lycoming四沖程轉(zhuǎn)速20O0r/min時(shí)，一個(gè)行程時(shí)間只有0.01，再加上氣門開啟有一個(gè)過程，氣門全開的時(shí)間就更短，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，要使進(jìn)氣充足、排氣干凈是比較困難的，為了增加氣門開啟和時(shí)間斷面，并充分利用氣流的流動(dòng)慣性以及減少換氣過程的損失，從而改善換氣質(zhì)量，提高充氣系數(shù)，的進(jìn)氣門和排氣門都要“早開晚關(guān)”，即進(jìn)氣門要在活塞位于上止點(diǎn)前便提前打開，而推遲到下止點(diǎn)后再關(guān)閉;排氣門都是在活塞移動(dòng)到下止點(diǎn)前便提前打開，而推遲到上止點(diǎn)后才關(guān)閉。表示進(jìn)、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了時(shí)刻及其持續(xù)過程的曲軸轉(zhuǎn)角機(jī)械論文，稱為配氣相位。它是設(shè)計(jì)單位經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)而確定的，雖然近年來己可采用計(jì)算分析的方法來選擇最佳的配氣相位，然后經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但大多數(shù)配氣相位仍是經(jīng)過試驗(yàn)確定的。不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的，因結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，配氣相位也不同。正確的配氣相位應(yīng)能滿足下列要求:(l)良好的充氣系數(shù)，以保證的動(dòng)力性;(2)合對(duì)于上磨損故障，國(guó)內(nèi)外的科研工作者已經(jīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究與探索，取得了一定成果。其中，對(duì)于滑油零部件的磨損故障，已經(jīng)形成了較為成熟的監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)體系；而對(duì)于氣路磨損故障，尚未形成很有效的解決方法。適的充氣系數(shù)特性，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性的要求;(3)較小的換氣損失，以改善的經(jīng)濟(jì)性;(4)必要的燃燒室熱氣，適當(dāng)?shù)呐艢鉁囟?，以降低受熱零件的熱?fù)荷，保證運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。由上可見，正確的配氣相位是保證氣缸內(nèi)有足夠的空氣充量，以保證燃油的完全燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放為目的。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門實(shí)際開閉的時(shí)刻是由凸輪的形狀和配氣機(jī)構(gòu)各零件的正確裝配保證的。在使用和維修過程中，由于零部件制造偏差、使用過程產(chǎn)生的磨損偏差及修理裝配過程各種工藝誤差等，一般都不同程度地改變了原規(guī)定的配氣相位值，如氣門間隙調(diào)整過小或凸輪外形加工太肥，使氣門早開晚關(guān)，氣門開啟延續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)期刊網(wǎng)。配氣相位誤差將導(dǎo)致的動(dòng)力性下降、經(jīng)濟(jì)性變壞及排放惡化。相位差很大時(shí)，根本不能起動(dòng):嚴(yán)重時(shí)造成氣門和活塞碰撞，氣門桿頂彎、凸輪軸變形及打壞活塞。有資料顯示，某系列發(fā)動(dòng)機(jī)因配氣相位的誤差使最大功率下降13%，最大扭矩下降11%，最低燃油消耗率增加19%。我院Lycoming發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的結(jié)構(gòu)形式為頂置式和。氣門間隙是指氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門尾端與搖臂之間留有的一定間隙值。氣門間隙的作用是保證氣門、推桿等傳動(dòng)桿件受熱膨脹時(shí)留有余地，當(dāng)氣門在關(guān)閉時(shí)與氣門座緊密貼合，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)非常重要的因素，對(duì)其正常工作有很大影響。發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中，由于配氣機(jī)構(gòu)某些零件的磨損和緊固件的松動(dòng)，氣門間隙會(huì)發(fā)生變化，氣門間隙過大會(huì)使氣門遲開早閉，縮短開放時(shí)間，減小開啟高度，造成氣缸內(nèi)進(jìn)氣不足，廢氣排放不徹底，燃燒的準(zhǔn)備條件變壞，燃燒不完全，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性下降機(jī)械論文，起動(dòng)困難，怠速時(shí)發(fā)出“噠、噠、噠”氣門敲擊聲。隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高噪聲也隨之增大，單缸斷火試驗(yàn)時(shí)聲響不變。若氣門間隙過小或沒有(液壓式配氣機(jī)構(gòu)除外)，當(dāng)氣門及傳動(dòng)桿件受熱膨脹后氣門桿端抵觸搖臂，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)發(fā)生漏氣，造成氣缸壓縮壓力降低、氣門與氣門座容易燒損，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降，排放污染增加。

三、配氣機(jī)構(gòu)研究技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于專門用于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的研究，一直是該領(lǐng)域的研究前沿。研究

摘要進(jìn)一步了解配氣機(jī)構(gòu)各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，氣門彈簧的顫振和高次振型時(shí)配氣機(jī)構(gòu)的異常振動(dòng)，從而明確機(jī)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，單質(zhì)量模型則無能為力。因而隨后出現(xiàn)了多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)使用者目的的不同，有三質(zhì)量、四質(zhì)量、五質(zhì)量，以至更多質(zhì)量的模型。多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型的建立、參數(shù)的確定、方程的求解等雖然較困難，但它可以分析傳動(dòng)鏈中的各零件的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的影響，并能計(jì)算出氣門內(nèi)、外彈簧圈的大致振動(dòng)情況，使模擬值更接近實(shí)際情況，故近年來多質(zhì)量模型的應(yīng)用遠(yuǎn)比單質(zhì)量模型的應(yīng)用廣泛。為了進(jìn)一步提高配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模擬精度，有人采用變剛度、變搖臂比進(jìn)行多質(zhì)量模型的模擬計(jì)算。當(dāng)然其模擬精度又有一定程度的提高，多質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型也得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善

四、目前在配氣機(jī)構(gòu)維修特性方面存在的不足：

課題的難點(diǎn)是收集數(shù)據(jù)是一項(xiàng)艱難復(fù)雜的工作，本身發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引起失效的原因也復(fù)雜。維修特性技術(shù)在航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用理論體系不完整。磨損機(jī)理分析采集數(shù)據(jù)多為實(shí)驗(yàn)得，對(duì)于實(shí)際使用中以參數(shù)變化收據(jù)不足。

參考文獻(xiàn)

[1]Cessna172R飛機(jī)機(jī)型培訓(xùn)教材 中國(guó)民航飛行學(xué)院機(jī)務(wù)處, 2007

[2]吳增輝編,TB-20飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造講義,中國(guó)民航飛行學(xué)院,1990.

[3]萊康明《航空器》主要文獻(xiàn)匯編,中國(guó)民航飛行學(xué)院機(jī)務(wù)處編釋,1996.

[4]運(yùn)五(B)型飛機(jī)使用維修經(jīng)驗(yàn)匯編,中國(guó)民用航空總局適航司,1998.

[5]李柱國(guó)編著,機(jī)械與診斷,化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[6]民用航空器維修人員執(zhí)照基礎(chǔ)培訓(xùn)教材,中國(guó)民航學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,2002.

[7]楊可楨、程光蘊(yùn)主編,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),高等教育出版社,1989

[8]尚漢翼.配氣凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算.復(fù)旦大學(xué)出版社，1988

[9]TEXTRONLYCOMINGDIRECT DRIVE ENGINE OVERHAULMANUAL, 1999

[10]TEXTRON Lycoming AIRCRAFTENGINES IO-360 PARTS CATALOG ,2005;

[11]TEXTRON Lycoming AIRCRAFTENGINES IO-540 PARTS CATALOG ,2005;

[12]Lycoming Flyer TEXTRON Lycoming， 1996;

[13]TEXTRONLYCOMING SERVICE INSTRUCTION NO.1492C, 2000.

[14]TEXTRONLYCOMING SERVICE INSTRUCTION NO.1193A, 1970

[15]TEXTRON LYCOMING SERVICE LETTER SL - L180B, 2001.

[16]TB20 MAINTENANCE MANUAL EADS SOCOATA,2003;

[17]TEXTRONLycoming Aircraft EnginesOPERATORS MANUAL ，SERIES IO-540,1999;

[18]TEXTRONLycoming Aircraft EnginesOPERATORS MANUAL ，SERIES IO-360.1999;

第2篇

智能制造的歐美版本

在“中國(guó)制造2025”出臺(tái)以前，智能制造在國(guó)際已經(jīng)有多種版本，其中最主要的是歐美三國(guó)的版本，即德國(guó)的“工業(yè)4.0”、英國(guó)的“高值制造”、美國(guó)的“先進(jìn)制造”。

德國(guó)的“工業(yè)4.0”。“工業(yè)4.0”是德國(guó)面向2020年的高技術(shù)戰(zhàn)略，核心內(nèi)容是智能化生產(chǎn)系統(tǒng)，即在系統(tǒng)或產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)傳給產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，隨時(shí)通過數(shù)據(jù)優(yōu)化價(jià)值創(chuàng)造流。

根據(jù)《產(chǎn)品生命周期管理概論》作者烏爾里希·森德勒的觀點(diǎn)，理解“工業(yè)4.0”有四個(gè)要點(diǎn)，即第四次產(chǎn)業(yè)革命、信息物理融合系統(tǒng)(CPS)、物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)(IOTS)、機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信(M2M)。

“工業(yè)4.0”是第四次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命被稱為“工業(yè)1.0”，其標(biāo)志是蒸汽機(jī)和機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備；第二次工業(yè)革命被稱為“工業(yè)2.0”，其標(biāo)志是電動(dòng)機(jī)和大規(guī)模生產(chǎn)線；第三次工業(yè)革命被稱為“工業(yè)3.0”，其標(biāo)志是電子、信息技術(shù)和高度自動(dòng)化生產(chǎn)；第四次工業(yè)革命被稱為“工業(yè)4.0”，其標(biāo)志是信息物理融合系統(tǒng)(CPS)和智能化生產(chǎn)。簡(jiǎn)而言之，“工業(yè)1.0”是機(jī)械化時(shí)代，“工業(yè)2.0”是電氣化時(shí)代，“工業(yè)3.0”是信息化時(shí)代，“工業(yè)4.0”是智能化時(shí)代。

信息物理融合系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。信息物理融合系統(tǒng)也稱之為智能技術(shù)系統(tǒng)，它不是獨(dú)立設(shè)備的集合，也不是單純的互聯(lián)網(wǎng)，而是由具備物理輸入輸出功能且可相互作用的元件組成的網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)原來只限于傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在則是具備萬維網(wǎng)接口的任意設(shè)備。信息物理融合系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字通信技術(shù)，主要包括傳感器、執(zhí)行器以及網(wǎng)絡(luò)化的智能組件技術(shù)。智能工廠就是把若干信息物理融合系統(tǒng)整合起來，形成更大的系統(tǒng)。

物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，就是所有的產(chǎn)品和服務(wù)都配備一個(gè)IP地址，通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議彼此聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也和人聯(lián)網(wǎng)。物與服務(wù)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)質(zhì)是基于數(shù)字技術(shù)的智能化服務(wù)。

機(jī)器對(duì)機(jī)器通信是指終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。機(jī)器與機(jī)器之間的通信在電纜和傳統(tǒng)電器中早就存在，在“工業(yè)4.0”中，主要是增加了由無線服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議所建立的網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)德國(guó)《“工業(yè)4.0”白皮書》，實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容需要解決五個(gè)方面的問題：價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的水平整合，全生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性，垂直整合和網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)體系，新的工作基礎(chǔ)設(shè)施，跨領(lǐng)域技術(shù)。①

英國(guó)的“高值制造”。英國(guó)政府面向未來的戰(zhàn)略是“高值制造”?！案咧怠笔菑膬r(jià)值形態(tài)上說的，“高值制造”就是高附加值的制造?！案咧抵圃臁笔且粓?chǎng)制造業(yè)的革命，它的產(chǎn)業(yè)形態(tài)是按需制造、分布式制造和產(chǎn)品服務(wù)化，它的技術(shù)形態(tài)是新興技術(shù)群、數(shù)據(jù)網(wǎng)和智能基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)英國(guó)政府科學(xué)辦公室前瞻水平掃描中心的定義：“這場(chǎng)革命由新技術(shù)、新方法和新材料驅(qū)動(dòng)，同時(shí)伴之以基于三維打印技術(shù)的本地化定制生產(chǎn)，走向產(chǎn)品加服務(wù)的商業(yè)模式——‘產(chǎn)品服務(wù)化’?！雹?/p>

“高值制造”戰(zhàn)略的主題是資源效率、制造工藝、材料集成、制造系統(tǒng)、企業(yè)模式。在主題之下，又分為若干新興技術(shù)群和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。新技術(shù)、新工具、新方法、新材料使制造形態(tài)和商業(yè)模式發(fā)生變革。

數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二次互聯(lián)網(wǎng)革命的主要內(nèi)容?；ヂ?lián)網(wǎng)是第一步，數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二步。數(shù)據(jù)網(wǎng)為數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)文本添加結(jié)構(gòu)和意義，基于通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)、物體的互聯(lián)，同時(shí)把互聯(lián)網(wǎng)分成專屬的“網(wǎng)絡(luò)分區(qū)”，從而改變網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。

智能基礎(chǔ)設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)革命密切相關(guān)。互聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施特別是固定電話網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而互聯(lián)網(wǎng)的革命將深刻改變基礎(chǔ)設(shè)施，不僅是數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施，還包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和電力供應(yīng)，主要是智能電網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)的推廣和應(yīng)用，以及對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的“拆拼再利用”。

美國(guó)的“先進(jìn)制造”。美國(guó)面向未來的戰(zhàn)略是高端制造。根據(jù)美國(guó)科技顧問委員會(huì)的定義，“先進(jìn)制造系指一組活動(dòng)，它們依賴于信息、自動(dòng)化、計(jì)算、軟件、傳感和網(wǎng)絡(luò)等的采用與協(xié)調(diào)，并運(yùn)用物理學(xué)和生物學(xué)開發(fā)的前沿材料和新興能力，例如納米技術(shù)、化學(xué)和生物學(xué)。它既包括以新穎方式來生產(chǎn)已經(jīng)有的產(chǎn)品，也包括制造基于新興前沿技術(shù)的新產(chǎn)品”。③簡(jiǎn)言之，“先進(jìn)制造”是指采用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并利用新材料等新興技術(shù)生產(chǎn)新產(chǎn)品的系列活動(dòng)。

“先進(jìn)制造”與數(shù)字革命相聯(lián)系。美國(guó)工程院認(rèn)為當(dāng)前正在發(fā)生的數(shù)字革命有三個(gè)特征：計(jì)算能力的持續(xù)增長(zhǎng)，通信和分析能力快速提高，機(jī)器人技術(shù)和控制系統(tǒng)的進(jìn)步。數(shù)字革命使高速計(jì)算機(jī)、先進(jìn)傳感技術(shù)和先進(jìn)材料不斷進(jìn)入生產(chǎn)過程，這必將變革價(jià)值創(chuàng)造方式和就業(yè)格局，極大地提高生產(chǎn)率。美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)建議支持“數(shù)字驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新”，包括數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理、分析、使用和傳播等技術(shù)研發(fā)。

據(jù)中國(guó)專家的實(shí)地調(diào)研，美國(guó)正在進(jìn)入“新硬件”時(shí)代。“新硬件時(shí)代，是以美國(guó)強(qiáng)大的軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，由極客和創(chuàng)客為主要參與群體，以硬件為表現(xiàn)形式的一種新產(chǎn)業(yè)形態(tài)。這里說的新硬件，不是主板、顯示器、鍵盤這些計(jì)算機(jī)硬件，而是指一切物理上存在的，在過去的生產(chǎn)和生活中聞所未聞、見所未見的人造事物?！?/p>

上述智能制造的三種版本，“工業(yè)4.0”最優(yōu)。各個(gè)版本雖然表述、重點(diǎn)有所不同，但我們由此可以得出三點(diǎn)基本結(jié)論：

第一，人類正在發(fā)生產(chǎn)業(yè)革命，這場(chǎng)革命不是把互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單應(yīng)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，而是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)三位一體的革命，智能制造是這場(chǎng)革命的典型表現(xiàn)。

第二，此次產(chǎn)業(yè)革命的根本特征是智能化，即原子世界與比特世界全面融合，人與人、人與物、人與服務(wù)、物與物、物與服務(wù)全面鏈接，基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)過程和價(jià)值構(gòu)成重新整合。

第三，數(shù)字技術(shù)是智能化的使能技術(shù)(或關(guān)鍵技術(shù))。數(shù)字技術(shù)使云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用、智能工廠、機(jī)器人、增材制造和軟件設(shè)計(jì)等眾多新技術(shù)成為可能，而眾多新技術(shù)的突破又反過來為進(jìn)一步數(shù)字化提供物理和生物基礎(chǔ)。

智能制造與新產(chǎn)業(yè)革命

一段時(shí)間以來，智能制造成為熱詞，但同時(shí)也在很大程度上被簡(jiǎn)單化。很多人以為只要把互聯(lián)網(wǎng)引入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，智能制造就實(shí)現(xiàn)了。這是從傳統(tǒng)發(fā)展方式理解的智能制造，而不是從新產(chǎn)業(yè)革命的意義上理解的智能制造。作為新產(chǎn)業(yè)革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產(chǎn)業(yè)革命的三個(gè)要件不可分割的。這三個(gè)要件，也可以說是智能制造的三大支柱，就是勞動(dòng)力知識(shí)密集化、勞動(dòng)工具數(shù)字化、勞動(dòng)對(duì)象服務(wù)化。

勞動(dòng)力知識(shí)密集化。所謂勞動(dòng)力知識(shí)密集化，是指勞動(dòng)力不僅接受過專業(yè)教育，而且還具有即時(shí)學(xué)習(xí)的能力，從而使專業(yè)知識(shí)交叉融合、知識(shí)與操作交叉融合。

在傳統(tǒng)工業(yè)化的發(fā)展方式中，研發(fā)、設(shè)計(jì)、銷售、服務(wù)等知識(shí)密集環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)相對(duì)分離，學(xué)科之間、理論與實(shí)操之間線性接續(xù)，互不交叉，因而需要的是專業(yè)型的員工。智能制造產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠蔷€性的、矩陣式的，各個(gè)環(huán)節(jié)平行運(yùn)行、交互作用、協(xié)同優(yōu)化，生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性增強(qiáng)；由于分布式制造和產(chǎn)品服務(wù)化，產(chǎn)業(yè)鏈已不僅限于企業(yè)內(nèi)部，而是跨企業(yè)、跨地域的。這就要求勞動(dòng)力既要具有專業(yè)知識(shí)，同時(shí)又要有跨學(xué)科知識(shí)；既要有理論知識(shí)，又要有實(shí)際操作能力?？鐚W(xué)科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的復(fù)合型、主動(dòng)型人才成為主要需求。這種新型的勞動(dòng)力既是設(shè)計(jì)者、研發(fā)者，又是協(xié)調(diào)者、操作者；既懂軟件和硬件技術(shù)，又懂機(jī)械和制造技術(shù)。與自動(dòng)化相適應(yīng)的是專業(yè)化的人才，與智能化相適應(yīng)的是復(fù)合型人才和能力型人才。

需要說明的是，智能制造并不取消專業(yè)性，而是在專業(yè)性的基礎(chǔ)上要求全面性，能夠融會(huì)貫通，理解全局。這種全面性之所以可能，是由于互聯(lián)網(wǎng)使海量知識(shí)資源能夠即時(shí)共享，只要愿意，人們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲取所需的知識(shí)。E學(xué)習(xí)、APP學(xué)習(xí)、微信學(xué)習(xí)、游戲?qū)W習(xí)等新型學(xué)習(xí)、教育方式，為勞動(dòng)力知識(shí)密集化提供了新的途徑和機(jī)遇，據(jù)《歐洲產(chǎn)業(yè)和企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型》報(bào)告，E學(xué)習(xí)市場(chǎng)在未來十年間將增加15倍，占全部教育市場(chǎng)的30%。

勞動(dòng)力知識(shí)密集化在就業(yè)結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)明顯。據(jù)美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)的一份報(bào)告，美國(guó)高端產(chǎn)業(yè)雇傭了全美80%的工程師。美國(guó)由“從事科學(xué)和工程學(xué)、建筑與設(shè)計(jì)、教育、藝術(shù)、音樂和娛樂的人們”構(gòu)成的“創(chuàng)意階層人士”，2000年已經(jīng)占到就業(yè)人口的近1/3，歐洲平均也在25%～30%。美國(guó)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的薪酬占到全美所有產(chǎn)業(yè)薪酬的將近一半，相當(dāng)于制造業(yè)和服務(wù)薪酬的總和。⑤2011年，勞動(dòng)年齡人口受過高等教育的人口比例，美國(guó)為61%，俄羅斯為54%，日本為41%。可以說，科學(xué)家、工程師等專業(yè)人員在就業(yè)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)居于主導(dǎo)地位。

生產(chǎn)工具數(shù)字化。所謂生產(chǎn)工具的數(shù)字化，是指數(shù)字程序控制的生產(chǎn)工具和生產(chǎn)工具的虛擬化，以及生產(chǎn)工具與虛擬生產(chǎn)工具之間的交互結(jié)構(gòu)。例如，數(shù)控機(jī)床就是生產(chǎn)工具由數(shù)字程序控制；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)就是生產(chǎn)工具的虛擬化。

工業(yè)文明的生產(chǎn)工具是大機(jī)器，而且是自動(dòng)化的機(jī)器，生產(chǎn)裝置在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)運(yùn)行，從而把人從繁重的體力勞動(dòng)和有害的環(huán)境中解放出來。

這種情況在新產(chǎn)業(yè)革命中改變了。按照IBM工業(yè)研究院哈德·鮑姆的觀點(diǎn)，智能制造或第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)是五種技術(shù)創(chuàng)新，即移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、社會(huì)化媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、分析和優(yōu)化技術(shù)。它們相互影響，從根本上改變了增值、商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，也改變了生產(chǎn)工具的形態(tài)。機(jī)器裝備等勞動(dòng)工具普遍使用信息技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成信息物理融合系統(tǒng)，包括高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等。數(shù)字化工具在生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和生活的全部過程，實(shí)時(shí)感知、分析、處理和控制，相互交流并與周圍環(huán)境交流，自動(dòng)更改配置并存儲(chǔ)信息，分布式地自我組織，提供和執(zhí)行全流程最優(yōu)化方案。

生產(chǎn)工具的數(shù)字化使軟件具有了戰(zhàn)略意義，軟件的研發(fā)成本也占據(jù)了重要份額。西門子公司軟件研發(fā)的支出占了整個(gè)集團(tuán)研發(fā)預(yù)算的大約40%，達(dá)到了40億歐元。據(jù)國(guó)外專家估計(jì)，當(dāng)前純工業(yè)軟件的世界市場(chǎng)份額已達(dá)180億歐元，預(yù)測(cè)未來每年還將上升8%；工業(yè)型軟件在有關(guān)物流、安全和能源管理領(lǐng)域的額度已超過1000億歐元。⑥

生產(chǎn)工具的數(shù)字化也使生態(tài)文明成為可能。數(shù)字化使技術(shù)體系能夠通過提高單位資源效率的方法來增加產(chǎn)品總量，在生產(chǎn)、分配、交換和消費(fèi)等全部經(jīng)濟(jì)、社會(huì)過程中減少資源消耗和廢物產(chǎn)生，對(duì)廢物進(jìn)行資源化和再利用，把物質(zhì)消耗和環(huán)境污染維持在自然界自我修復(fù)能力的范圍以內(nèi)。

勞動(dòng)對(duì)象服務(wù)化。所謂勞動(dòng)對(duì)象的服務(wù)化，是指勞動(dòng)對(duì)象特別是勞動(dòng)產(chǎn)品從物質(zhì)單體變成從物質(zhì)單體誕生直至回收的系統(tǒng)，而服務(wù)是該系統(tǒng)的主要部分。

工業(yè)化發(fā)展方式中的勞動(dòng)對(duì)象，從動(dòng)力上看，是大規(guī)模的化石能源特別是石油、天然氣和煤炭；從原材料上看，是大規(guī)模的鋼鐵、水泥等礦物質(zhì)材料；從最終產(chǎn)品上看，是大規(guī)模的實(shí)物商品，所有產(chǎn)品都是物質(zhì)實(shí)體，從研發(fā)、設(shè)計(jì)開始，在制造終端完成。

而在新產(chǎn)業(yè)革命中，產(chǎn)品變成與服務(wù)一體化的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包括實(shí)體產(chǎn)品，以及圍繞實(shí)體產(chǎn)品的服務(wù)。據(jù)陜汽公司提供的數(shù)據(jù)，目前平均一輛卡車的售價(jià)為30萬元人民幣，但卡車使用以后產(chǎn)生的成本是500萬，在卡車整個(gè)生命周期內(nèi)，服務(wù)的價(jià)值占絕大部分。所謂整個(gè)產(chǎn)品生命周期，是指產(chǎn)品系統(tǒng)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)開始，經(jīng)過制造、售后，直至回收再制造的全過程。

產(chǎn)品系統(tǒng)中的服務(wù)，主要包括單體產(chǎn)品服務(wù)——產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后服務(wù)等，以及單體產(chǎn)品衍生服務(wù)——服務(wù)是主體，單體產(chǎn)品是載體或工具，還包括無產(chǎn)品服務(wù)——與單體產(chǎn)品無關(guān)、但經(jīng)濟(jì)上有關(guān)的結(jié)構(gòu)。其中單體產(chǎn)品服務(wù)是最核心的服務(wù)，產(chǎn)前服務(wù)是指產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)，這是一個(gè)以產(chǎn)品為核心，制造商、供應(yīng)商、用戶、創(chuàng)新者、投資者等利益相關(guān)者參加的設(shè)計(jì)、研發(fā)圈；產(chǎn)中服務(wù)主要是廠內(nèi)和社會(huì)的相關(guān)生產(chǎn)；產(chǎn)后服務(wù)則是從產(chǎn)品誕生直到實(shí)體產(chǎn)品消失為止的服務(wù)“長(zhǎng)尾”。據(jù)麥肯錫全球研究院的一份報(bào)告，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體制造業(yè)服務(wù)類投入占到制造業(yè)產(chǎn)出的20%～25%，制造業(yè)崗位中30%～55%具有服務(wù)性職能，若加上外包服務(wù)，美國(guó)制造業(yè)服務(wù)類崗位已超過生產(chǎn)類崗位。據(jù)筆者實(shí)地調(diào)研，2014年，中國(guó)智能制造走在前列的陜西汽車股份公司，利潤(rùn)的44%來自于產(chǎn)品服務(wù)。2005年世界著名傳統(tǒng)制造公司利潤(rùn)的50%以上來源于服務(wù)活動(dòng)，全球500強(qiáng)企業(yè)中56%的公司從事服務(wù)業(yè)。而且制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)，越來越依靠金融、電信、物流等服務(wù)性企業(yè)，據(jù)美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)的一份研究報(bào)告，美國(guó)高端產(chǎn)業(yè)每個(gè)工人每年從其他商業(yè)服務(wù)中采購(gòu)23.6萬美元的商品和服務(wù)，而其他產(chǎn)業(yè)的采購(gòu)僅為6.7萬美元。

智能制造與中國(guó)機(jī)會(huì)

以智能制造為重要內(nèi)容的產(chǎn)業(yè)革命，向包括中國(guó)在內(nèi)的所有國(guó)家都敞開了窗口。同時(shí)，向中國(guó)敞開的還有另外兩個(gè)窗口，一個(gè)是巨大的經(jīng)濟(jì)存量的轉(zhuǎn)型，另一個(gè)是工業(yè)化和城市化中后期帶來的經(jīng)濟(jì)增量。如果說經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期與前期刺激性政策消化期在同一時(shí)間重合出現(xiàn)，是老的三期疊加，那么，新產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)生期、新發(fā)展方式的形成期、全面小康社會(huì)的建成期同時(shí)重合出現(xiàn)，則是新的三期疊加。如果說老三期疊加困難不少，那么新三期疊加則是機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。

新發(fā)展方式形成期提供的第二窗口。新發(fā)展方式形成期的機(jī)遇首先是大規(guī)模實(shí)體經(jīng)濟(jì)提供的載體空間。我國(guó)具有世界最大規(guī)模的實(shí)體經(jīng)濟(jì)，面臨轉(zhuǎn)變發(fā)展方式。物質(zhì)消耗和環(huán)境容量已經(jīng)走到臨界區(qū)域；低端外部需求已經(jīng)接近極限；單純以廉價(jià)勞動(dòng)力、廉價(jià)商品和薄利多銷為內(nèi)容的向下競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)走到盡頭，加速形成新的發(fā)展方式上升為剛性需求。巨大的經(jīng)濟(jì)存量要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式必須從以物質(zhì)資源投入為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀肆椭R(shí)資源投入為主，即用無形資本替代有形資本，真正轉(zhuǎn)型為一個(gè)知識(shí)型、創(chuàng)新型、服務(wù)型的經(jīng)濟(jì)體，實(shí)現(xiàn)智能型增長(zhǎng)。

其次是大規(guī)模城市化提供的增量空間。2014年我國(guó)城市化率已經(jīng)超過54%。如果按照每年轉(zhuǎn)移1000萬農(nóng)村勞動(dòng)力的速度計(jì)算，10年后還會(huì)有1億人口城市化。城市化必然引起經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)總量的巨大增長(zhǎng)，也必然引起我國(guó)消費(fèi)規(guī)模的巨大增長(zhǎng)和消費(fèi)水平的大規(guī)模升級(jí)，相應(yīng)地也將對(duì)智能制造產(chǎn)生巨大需求。我國(guó)的城市化是在發(fā)達(dá)國(guó)家城市化完成以后開始的，又是人類歷史上最大規(guī)模的城市化，有條件不重復(fù)、也不應(yīng)該重復(fù)先發(fā)國(guó)家傳統(tǒng)城市化的老路，即先污染后治理、先粗放后集約、先發(fā)展后轉(zhuǎn)移的道路，而必須一開始就以智能制造、生態(tài)經(jīng)濟(jì)支撐。

全面小康社會(huì)建成期提供的第三窗口。我國(guó)已經(jīng)度過了溫飽階段，實(shí)現(xiàn)了整體小康，正在建設(shè)全面小康。2012年的統(tǒng)計(jì)公報(bào)反映，城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民消費(fèi)的恩格爾系數(shù)都在下降，而且兩個(gè)數(shù)值越來越接近。從經(jīng)濟(jì)規(guī)律來看，在溫飽問題尚未解決的階段，人們的需求主要集中在生活資料領(lǐng)域，生產(chǎn)和消費(fèi)水平比較粗放；而在溫飽問題解決以后，人們的物質(zhì)消費(fèi)不僅有較大的增長(zhǎng)，而且會(huì)出現(xiàn)重大的升級(jí)，同時(shí)人們的非物質(zhì)性消費(fèi)也大幅度增長(zhǎng)、升級(jí)。這就為智能制造、高端服務(wù)開辟了新的領(lǐng)先市場(chǎng)。

新三期疊加放大了智能制造的機(jī)會(huì)窗口。有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為我國(guó)制造業(yè)整體水平處于中低端，發(fā)展很不平衡，存在大量“工業(yè)2.0”產(chǎn)業(yè)，因此，中國(guó)智能制造只能分兩路走。一路是大多數(shù)弱勢(shì)產(chǎn)業(yè)，必須循序漸進(jìn)，從“工業(yè)2.0”上升到“工業(yè)3.0”，然后到“工業(yè)4.0”；另一路，是少數(shù)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，有可能直接從“工業(yè)3.0”進(jìn)入“工業(yè)4.0”。

除了上述兩路大軍以外，還有一路大軍，他們已經(jīng)處于智能制造階段，雖然水平不一定是世界最高的。如華為、中興、陜汽、海爾，等等，他們是我國(guó)智能制造的第一方陣。

處于“工業(yè)2.0”階段的產(chǎn)業(yè)，以及城市化形成的增量產(chǎn)業(yè)，不一定按部就班地從“工業(yè)2.0”到“工業(yè)3.0”再到“工業(yè)4.0”，雖然也有這種可能性。由于新三期疊加，放大了智能制造的機(jī)會(huì)窗口，出現(xiàn)了“畢其功于一役”的現(xiàn)實(shí)可能性，即三路大軍幾乎同時(shí)進(jìn)入智能制造階段。我們既要看到老的三期疊加，同時(shí)又要看到新的三期疊加，而且我國(guó)經(jīng)過30多年的高速發(fā)展，已經(jīng)處于新的歷史起點(diǎn)：整體上已經(jīng)渡過溫飽階段，進(jìn)入工業(yè)化和城市化的中后期，科教興國(guó)和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略帶來的科技人力資源紅利正在顯現(xiàn)，只要戰(zhàn)略選擇得當(dāng)，經(jīng)過扎實(shí)工作，三路大軍完全可以平行實(shí)現(xiàn)智能制造。

智能制造的中國(guó)戰(zhàn)略

新三期疊加的窗口已經(jīng)打開，必須采取必要的戰(zhàn)略，為智能制造準(zhǔn)備充分而必要的條件，否則也可能喪失機(jī)遇。

人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略。人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略，就是在從2016年到2025年10年左右的時(shí)間內(nèi)，通過投入和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，急速使我國(guó)新增勞動(dòng)人口普及高中階段教育，55%達(dá)到大專及大專以上文化程度。

如果持續(xù)使新增勞動(dòng)人口的55%達(dá)到大專及以上文化程度，就要求高等教育入學(xué)率，即在校大學(xué)生占該年齡段人口的比例，必須達(dá)到55%。國(guó)際上通常認(rèn)為，高等教育大眾化階段的毛入學(xué)率在15%～50%，普及化階段的毛入學(xué)率在50%以上。高等教育毛入學(xué)率超過50%的國(guó)家，全球有54個(gè)；⑦經(jīng)合組織國(guó)家高等教育毛入學(xué)率為55%。

人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略具有現(xiàn)實(shí)可能性。一是由于新增勞動(dòng)人口的減少，中國(guó)勞動(dòng)適齡人口已經(jīng)處于一個(gè)加速減少的時(shí)期。據(jù)專家預(yù)測(cè)，中國(guó)勞動(dòng)適齡人口在2015年達(dá)到峰值，此后將開始減少，2020年后減少甚至?xí)铀?。?shí)際上，從2012年開始，我國(guó)勞動(dòng)適齡人口已經(jīng)連續(xù)3年減少，分別減少了345萬、244萬、371萬。新增勞動(dòng)人口的減少是個(gè)劣勢(shì)，但又是個(gè)優(yōu)勢(shì)，即縮小了受教育人口的基數(shù)。二是我國(guó)具有適當(dāng)擴(kuò)大教育規(guī)模的公共財(cái)力和社會(huì)資本。新增勞動(dòng)人口的減少和教育規(guī)模的適度擴(kuò)大，使較大幅度提升入學(xué)率成為可能。

2013年我國(guó)高中階段教育毛入學(xué)率為86.0%。十一五期間，高中階段教育毛入學(xué)率平均每年增加近6個(gè)百分點(diǎn)，十二五前三年增速放緩，每年增加1個(gè)百分點(diǎn)強(qiáng)。根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》，2020年高中階段教育毛入學(xué)率達(dá)到90%，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過努力工作，每年增加2個(gè)百分點(diǎn)，到2025年普及高中階段教育是可以做到的。

2013年，中國(guó)高等教育毛入學(xué)率達(dá)到34.5%，與全球平均水平(2012年為32%)⑧相當(dāng)。從2014年開始，全國(guó)本?？普猩傄?guī)模已達(dá)到當(dāng)年年滿18歲人口的46%。如果全國(guó)本?？普猩藬?shù)每年保持在700萬，那么到2020年，全國(guó)本專科招生總規(guī)模占當(dāng)年年滿18歲人口的比例將超過55%，當(dāng)年的高等教育毛入學(xué)率也將超過50%。十二五前三年高等教育毛入學(xué)率平均每年增加近3個(gè)百分點(diǎn)。2020年以后，若使高等教育毛入學(xué)率每年增加1個(gè)百分點(diǎn)，到2025年中國(guó)高等教育毛入學(xué)率可以達(dá)到55%。

人力資源超增長(zhǎng)具有重大戰(zhàn)略意義，不僅可以使我國(guó)獲得自主創(chuàng)新所需的人力和社會(huì)基礎(chǔ)，而且還能夠使這種基礎(chǔ)從此長(zhǎng)期延續(xù)。當(dāng)新增勞動(dòng)力資源50%受到大專以上教育以后，即使全社會(huì)勞動(dòng)力走出減少期、再度進(jìn)入增長(zhǎng)期，新增勞動(dòng)力受教育水平仍將保持在50%以上的高位水平，不會(huì)降低。這種社會(huì)遺傳機(jī)制，是人類文明進(jìn)步規(guī)律之一。

實(shí)施人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略的主要政策包括：

第一，實(shí)行中等專業(yè)學(xué)校義務(wù)教育。凡中等專業(yè)學(xué)校教育一律免費(fèi)，爭(zhēng)取在較短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)行12年義務(wù)教育。

第二，發(fā)展多層次應(yīng)用型大學(xué)。除211等高校按研究型大學(xué)重點(diǎn)支持外，其他普通高校和大量高職高專院校都應(yīng)向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)變。吸引社會(huì)資金特別是企業(yè)參加興辦多種所有制的高等職業(yè)和高等專業(yè)技術(shù)學(xué)校。應(yīng)用型大學(xué)對(duì)人才的培養(yǎng)和科研活動(dòng)經(jīng)費(fèi)少部分來自財(cái)政撥款，絕大部分是市場(chǎng)化的，根據(jù)企業(yè)訂單培養(yǎng)人才，根據(jù)企業(yè)合同開展設(shè)計(jì)、研發(fā)等創(chuàng)新服務(wù)。

第三，建立全民即時(shí)學(xué)習(xí)平臺(tái)。依托國(guó)家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))，整合大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)和職業(yè)教育優(yōu)質(zhì)資源，建立全民素質(zhì)教育平臺(tái)，普遍開展學(xué)歷和非學(xué)歷的自學(xué)教育，隨時(shí)隨地向全體公民開放，三網(wǎng)融合，免費(fèi)學(xué)習(xí)，知識(shí)共享，最大限度增強(qiáng)科學(xué)文化的正外部性，使一切有學(xué)習(xí)意愿的人，特別是廣大農(nóng)民、工人、戰(zhàn)士、老少邊窮地區(qū)人民、低收入人群能夠與條件優(yōu)越的人群一樣擁有優(yōu)質(zhì)教育機(jī)會(huì)。

第四，建立復(fù)合型人才教育模式。中學(xué)教育廢除文理分科，大學(xué)教育、科研、實(shí)習(xí)采取矩陣模式，學(xué)生可以跨專業(yè)、跨學(xué)科選課，也可以跨院系參加科研項(xiàng)目，跨領(lǐng)域參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和綜合解決問題的能力。鼓勵(lì)大學(xué)依托企業(yè)建立教學(xué)、科研、實(shí)習(xí)基地，企業(yè)依托大學(xué)建立人才培養(yǎng)基地。社會(huì)教育、職業(yè)教育學(xué)用結(jié)合，以用為主，為制造業(yè)源源不斷地輸送適用人才。

輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略。輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略，就是把知識(shí)性、技術(shù)性資產(chǎn)置于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首位，優(yōu)先投資，優(yōu)先形成生產(chǎn)能力，優(yōu)先市場(chǎng)準(zhǔn)入，使創(chuàng)新型企業(yè)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、專利、版權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)、品牌、培訓(xùn)、服務(wù)等方面的輕資產(chǎn)投資超過設(shè)備、材料等重資產(chǎn)投資。

輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)，是國(guó)際經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基本趨勢(shì)。在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，重資產(chǎn)已經(jīng)下沉到低端，而輕資產(chǎn)則上升到高端，而且以輕資產(chǎn)為核心的無形資產(chǎn)投資占比超過有形資產(chǎn)。據(jù)美國(guó)《科學(xué)與工程指標(biāo)2014》顯示，知識(shí)與技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)占GDP的比例，美國(guó)高達(dá)40%，歐盟、加拿大、日本和韓國(guó)等主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體為30%左右，而我國(guó)僅為20%左右。據(jù)英國(guó)學(xué)者的一份研究報(bào)告，2007年，英國(guó)私營(yíng)部門無形資本投資為1330億英鎊，而有形資本投資為950億英鎊，無形資本投資占比58%，物質(zhì)資本投資占比42%，前者高出16個(gè)百分點(diǎn)。2000年至2007年，英國(guó)私人部門生產(chǎn)率增長(zhǎng)的2/3來源于無形資本投入。

我國(guó)具有輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)的知識(shí)和技術(shù)資源。科技人力資源總量已經(jīng)超過7000萬，世界第一；年研究與試驗(yàn)發(fā)展(R&D)經(jīng)費(fèi)支出超過13000億人民幣，居世界第二；高等學(xué)校2500多個(gè)，科研機(jī)構(gòu)3600多個(gè)，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)30000多個(gè)；2014年受理發(fā)明專利申請(qǐng)92.8件，連續(xù)4年位居世界首位；PCT專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)強(qiáng)勁，位居世界第三，占全球總量的11.9%；2004年至2014年(截至2014年9月)我國(guó)科技人員共發(fā)表國(guó)際論文136.98萬篇，位居世界第2位。

我國(guó)已經(jīng)具有充裕的公共財(cái)力和社會(huì)資本。經(jīng)濟(jì)總量位居世界第二，2014年財(cái)政收入11140億元，外匯儲(chǔ)備38430億美元；24個(gè)省市的地方總產(chǎn)值過萬億。此外，還有龐大的民間資本。

實(shí)施輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略的主要政策包括：

第一，發(fā)展技術(shù)密集型、知識(shí)密集型的制造業(yè)。圍繞新產(chǎn)業(yè)革命開展國(guó)家計(jì)劃項(xiàng)目、地方計(jì)劃項(xiàng)目布局，特別是開展科研體系、科技人才和基礎(chǔ)設(shè)施的布局，引導(dǎo)企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和其他社會(huì)力量，積極投入輕資產(chǎn)，把科技要素轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)性、創(chuàng)新性資產(chǎn)。

在保證研發(fā)投入穩(wěn)定增長(zhǎng)的同時(shí)，大力激發(fā)全社會(huì)非研發(fā)的創(chuàng)新投入，包括創(chuàng)意設(shè)計(jì)、技術(shù)轉(zhuǎn)移、技術(shù)改造、知識(shí)服務(wù)、人員培訓(xùn)、品牌開發(fā)、市場(chǎng)營(yíng)銷等方面的投入。特別是鼓勵(lì)制造與服務(wù)的融合，支持按需制造、分布式制造、產(chǎn)品服務(wù)化等方面的技術(shù)創(chuàng)新，支持基于知識(shí)的管理模式、商業(yè)模式創(chuàng)新。

第二，發(fā)展知識(shí)密集型服務(wù)業(yè)特別是創(chuàng)新服務(wù)業(yè)。所謂知識(shí)密集型服務(wù)業(yè)，就是通過服務(wù)的科技化和科技的服務(wù)化而形成的服務(wù)業(yè)，包括金融服務(wù)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)、電子商務(wù)服務(wù)業(yè)等。其中創(chuàng)新服務(wù)業(yè)是知識(shí)最為密集的服務(wù)業(yè)，包括設(shè)計(jì)研發(fā)服務(wù)業(yè)、技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)(轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、孵化)業(yè)、技術(shù)改造服務(wù)(節(jié)能、環(huán)保、信息化等)業(yè)、知識(shí)服務(wù)(云計(jì)算、檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量認(rèn)證、戰(zhàn)略咨詢等)業(yè)等。

創(chuàng)新服務(wù)業(yè)無論是內(nèi)資外資、國(guó)有民營(yíng)，都是低投入、低消耗、低排放和高技術(shù)、高效益的行業(yè)，可以吸收大量的科技人力資源就業(yè)，具有強(qiáng)大的輻射帶動(dòng)作用。大量的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、中小企業(yè)、本土企業(yè)以及落后地區(qū)的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)落后、生產(chǎn)粗放，是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式的短板，而且在這些領(lǐng)域市場(chǎng)往往失靈，特別需要?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)業(yè)提供支持。

第三，以知識(shí)和技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)城市化。城市化必須注意轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，避免走產(chǎn)業(yè)外延擴(kuò)張、城市集中建設(shè)的老路。城市化每走一步，綠色產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)就擴(kuò)大一步，步步為營(yíng)，扎實(shí)推進(jìn)。發(fā)展以生物資源為原料、生態(tài)化生產(chǎn)為特征的綠色產(chǎn)業(yè)，包括生態(tài)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)；發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，包括生產(chǎn)質(zhì)能、太陽能產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)等；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，在企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)單元之間、上下游企業(yè)之間、園區(qū)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)之間建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈；推廣使用新能源交通工具，興建新能源和節(jié)能環(huán)保住宅，推行垃圾分類回收和低碳消費(fèi)模式，建設(shè)綠色社區(qū)。大力發(fā)展商業(yè)、旅游、養(yǎng)老等第三產(chǎn)業(yè)，形成持續(xù)的人流、物流、資金流和信息流。

政企合作的創(chuàng)新戰(zhàn)略。政企合作的創(chuàng)新戰(zhàn)略，或公私合作(PPP)創(chuàng)新戰(zhàn)略，就是以企業(yè)為主體，發(fā)揮政府與企業(yè)兩個(gè)積極性，項(xiàng)目來源于企業(yè)用戶的有效需求，公開征集、公開招標(biāo)；招標(biāo)成功后立項(xiàng)，政府與企業(yè)根據(jù)項(xiàng)目合同共同投資、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享收益，共同完成國(guó)家也即企業(yè)的具體創(chuàng)新目標(biāo)。

政企合作之所以是重大創(chuàng)新戰(zhàn)略，是由我國(guó)的特殊國(guó)情決定的。我國(guó)的優(yōu)勢(shì)是政府動(dòng)員能力、組織能力、執(zhí)行能力強(qiáng)大，能夠集中力量辦大事，這是其他國(guó)家無法做到的；劣勢(shì)是企業(yè)主體能力不強(qiáng)，科技與經(jīng)濟(jì)脫節(jié)，很多科技成果不能應(yīng)用。政企合作能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，放大我國(guó)的優(yōu)勢(shì)，克服我國(guó)的劣勢(shì)。在未來的發(fā)展中，要反對(duì)把政府與市場(chǎng)對(duì)立起來的機(jī)械論觀點(diǎn)，堅(jiān)持以企業(yè)為主體，政府與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。

政企合作模式在發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐已經(jīng)取得了成功經(jīng)驗(yàn)。由于政企合作模式提高了公共資金使用效率，有效化解和分散了創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，增加了社會(huì)對(duì)創(chuàng)新的投資，既實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益最大化，又保證了企業(yè)和社會(huì)資本有利可圖，許多國(guó)家稱之為公共項(xiàng)目管理的最佳模式。

傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目的目標(biāo)是單維的技術(shù)目標(biāo)，而政企合作項(xiàng)目的目標(biāo)則是三維的工程目標(biāo)，涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)整個(gè)創(chuàng)新過程，既包括技術(shù)目標(biāo)，也包括產(chǎn)品性能、市場(chǎng)占有和行業(yè)能力等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，以及綜合目標(biāo)和總體解決方案。傳統(tǒng)的科技計(jì)劃項(xiàng)目往往是科研導(dǎo)向，而政企合作項(xiàng)目則是企業(yè)用戶導(dǎo)向，項(xiàng)目則來源于企業(yè)用戶的具體需求，一開始就在需求中研發(fā)，研發(fā)完成之日就是技術(shù)應(yīng)用之時(shí)，也是國(guó)家目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之時(shí)。傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目是政府投入、企業(yè)配套，而政企合作項(xiàng)目則是企業(yè)投入、政府配套，還有大量社會(huì)資本進(jìn)入，投入結(jié)構(gòu)多元化。傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目重立項(xiàng)、輕結(jié)果，而政企合作項(xiàng)目則重視商業(yè)成功，共同投資、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享收益。

實(shí)施政企合作創(chuàng)新戰(zhàn)略的主要政策包括：

第一，在科技創(chuàng)新類計(jì)劃項(xiàng)目中實(shí)施。除基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目外，在重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)專項(xiàng)(基金)、基地和人才專項(xiàng)等各類技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃中，如果項(xiàng)目數(shù)額較大，均應(yīng)采取政企合作模式。

第二，探索多種政企合作創(chuàng)新形式。對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)前技術(shù)(戰(zhàn)略前沿技術(shù))，政府與大中型企業(yè)合作。由政府根據(jù)國(guó)家需要征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上通過招標(biāo)、邀標(biāo)等方式，與某個(gè)大型企業(yè)，或分別與一些大型企業(yè)簽訂創(chuàng)新項(xiàng)目合同。對(duì)于關(guān)鍵共性技術(shù)，政府與企業(yè)伙伴合作。先由若干企業(yè)用戶按照共同需求，簽定協(xié)同創(chuàng)新合同，結(jié)成創(chuàng)新伙伴關(guān)系。政府根據(jù)國(guó)家需求向企業(yè)伙伴征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上通過招標(biāo)、邀標(biāo)等方式與這些企業(yè)伙伴總體簽訂項(xiàng)目合同。對(duì)于技術(shù)轉(zhuǎn)移，政府與轉(zhuǎn)移伙伴合作，先由中小企業(yè)與大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)簽定研發(fā)、設(shè)計(jì)、許可等技術(shù)轉(zhuǎn)移合同，然后政府向轉(zhuǎn)移伙伴征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，通過入門遴選等方式與轉(zhuǎn)移伙伴簽訂項(xiàng)目合同。