超常态制造是制造业水平的表征
超常制造是制造业面对用户所使用的装备朝着大容量、高 参数发展，使用的工况条件朝着超常态变化的必然，是对 制造业的制造能力和水平的挑战。
超常态制造需向用户提供超乎常态的部件、设备，为此需 要超乎常态的制造技术和工艺，以及实现这些技术和工艺 的装备。
超常制造是一国制造业能力和水平的表征。
当代工业发展史上超常制造经典案例一
• 3D打印北斗和GPS天线
当代工业发展史上超常制造经典案例二
• 增材制造技术改造印制电路板行业（深圳微航）
印制电路板不用敷铜，用激光直写技术予以实现
美国的再工业化
美国在国际金融危机后提出“再工业化”，意在夺回美国制 造业在世界的优势。“再工业化”不是原有工业化的重复， 而是以高新技术注入制造业，形成美国制造业的优势。
可 再 生 能 源 的 转 变
分 散 式 生 产
储 存 （ 以 氢 的 形 式 ）
通 过 实能 现源 分互 配联 网 、
零 排 放 的 交 通 方 式
互联网技术
可再生能源
【美】杰里米·里夫金《第三次工业革命》，中信出版社
新工业革命
第一章：增长的机器 第二章：科技的力量 第三章：生活的调味品 第四章：自由联合 第五章：利基思维 第六章：环境驱动 第七章：中国的崛起 第八章：集群效应 第九章：未来工厂 第十章：新工业革命
模式 数字制造在小批量生产上胜出，大批量生产仍是传统的生
产模式
迎接第三次工业革命 值得关注的技术和生产模式
再生能源（新能源） 新材料：复合材料、各种材料的制粉技术 大容量储能技术（氢储能） 能源互联网（分布式电网） 分散式制造（网络制造、云制造）、定制化生产、集群效应、
利基思维 生物技术、纳米制造技术 数字制造技术、智能集成制造技术 增量制造技术（3D分层打印和LDS（电子产业领域增量制造））
启示
凡是预则立，不预则废。 (（礼记．中庸）)
人无远虑，必有近忧。 （《论语·卫灵公篇第十五》）
制造业是我国经济发展的强劲动力
改革开放以来的三十多年，制造业一直是我国经济发展的强劲动力。 经过近十年的快速发展，就总量和规模而言，我国制造业已位居世界 第一。
未来若干年内制造业的持续健康发展仍是我国经济发展的主要动力。 未来十年是我国制造业转型升级、从“制造大国”走向“制造强国”
以“人工智能＋机器人＋数字制造技术”打败“中国制造” 奥巴马说要以3D打印打败中国制造业
“第三次工业革命”热
英国《经济学人》杂志在4月22一27日周刊上刊登了关于 “第三次工业革命”的封面文章，并专门推出了英国经济 学家保罗·麦基利的特别报告。
美国未来学家杰里米·里夫金著《第三次工业革命》 英国彼得·马什著《新工业革命：消费者、全球化以及大规
我国快速成型制造发展迅猛
研究机构：清华大学、西安交大、华中科技、北航 、西北工大、中航工业北 京航空制造工程研究所等，西安交大至今已开发出5个品种、11个系列产品。
2011年中国十大科技进展之一，华中科技大学史玉升科研团队研制成功工业 级的1.2米xl.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备。这是世界上最大成 形空间的此类装备。2012年研制成1.4米xl.4米、四套系统可同时工作的装备。
智能制造系统在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、 推理、判断、构思和决策等。
自度量
自决策
自适应 自诊断
自修复 自学习
服务型制造
随着产品的生产变成大批量定制方式，产品的利润空间 越来越受到挤压，而服务的增值，在制造过程中所占的比 重越来越大，逐渐形成制造与服务相融合的新的产业形 态——服务型制造。
称谓
工业革命
标志性发明（产品）
瓦特的蒸汽机
运输革命
新的运输工具
科学革命 计算机革命 新工业革命
廉价的钢
电子计算机 及半导体
混合制造
注意混合制造新动向：
• 塑胶与金属混合制造技术 -----LDS（立体电路）
• 3D分层制造与3D表面电路结合 ----SLS+LDS
克里斯·安德森：创客——新工业革命
发电设备（万千瓦） 11994
金切机床（万台）
Hale Waihona Puke 58.6大中型拖拉机（万台） 37.1
2010年产量 62696 11830.0 24584.5 3138.3 99827.4 1826.5 12264.2 69.7 38.3
2011年产量 68388 12231.4 32036.7 3034.0 113257.6 1841.6 13998.7 86.0 40.2
国家统计局编《2012中国统计摘要》
2010年主要国家制造业产出所占比重
《新工业革命》，《赛迪译丛》第44期，2010.10.29
进一步发展面临的压力
资源难以支撑 环境压力加大 用户需求提高 贸易摩擦频发 市场竞争激烈 利润空间挤压 运营费用增加
转型升级 迫在眉睫
中国制造业的转型升级
蒸汽动力
20世纪
城郊大片地产、工业区
第二次工业革命 电信技术与燃油内燃机的结合
21世纪 第三次工业革命
现存的大楼转变成为 住房和微型发电厂
互联网信息技术与 可再生能源的结合
化石能源
机械化大量 生产时代
化石能源
批量工业制 成品时代
可再生能源
分布式定制 生产时代
第三次工业革命的支柱
第三次工业革命
新经济模式
服务型制造向客户提供的不仅仅是产品，还包括依托产品 的服务，或整体解决方案，也包括围绕产品生产的各类服 务。
由生产型制造到服务型制造
产品全生命周期的增值服务——由“前半生”到“全生命 周期”，由局域到全球，由离线到在线，由被动到主动。
生产型制造向服务型制造的转变——由产品到产品与服务 的融合，由制造为主体到解决方案为主体，由满足功能要 求到实现价值。
3D打印应用领域分析
《Wohlers Report 2010》
全球生产和销售3D打印装备数量统计
截至2010年初，中国自己生产的3D打印制造装备仅占世界总量的3%
引自华中科技大学魏青松、吴澄《推进我国3D打印技术发展的建议》
3D打印与大批量生产的成本
密切关注对我国制造业未来发展 影响较大的领域
中国制造业未来趋势 （兼谈下3D打印）
根据朱森第文改写
2013年4月18日
引人深思
柯达公司由发明家乔治·伊士曼始创于1880年，是世界上最大的影像产品及相关服务的 生产和供应商，一百多年来布助无数的人们留住美好回忆、交流重要信息以及享受娱 乐时光。但是随着数码技术的崛起，柯达公司于2012年1月19日申请破产保护。
“Niche thinking”—— Niche为壁龛，意为嵌入、缝
隙，比喻适当的地位
彼得·马什《新工业革命》，耶鲁大学出版社
彼得·马什的新工业革命说
时间
第一次工业革命 1780~1850 第二次工业革命 1840~1890 第三次工业革命 1860~1930 第四次工业革命 1950~2000 第五次工业革命 2005~2050
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融合型制造
学科——不同学科的交叉 工艺——多种工序、多种工艺的复合 技术——不同技术的融合，与信息技术、激光技术、生物
技术、纳米技术的融合 材料——各种新材料的应用 系统——单元、系统、流程的融合集成 文化——智慧、情感需求、文化的融入
产品和装备的数字化
产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提供智能化 生产工具，从而提高我国社会生产力水平、提高我国装备 制造业国际竞争力。
模生产的终结》 美国克里斯．安德森著《创客-新工业革命》
保罗·麦基利的三次革命说
第一次 工业革命
第二次 工业革命
第三次 工业革命
18世纪下半叶 工厂取代作坊
20世纪初 流水线普遍应用
21世纪初 数字化制造
机械化生产 大规模生产 定制分散生产
杰里米·里夫金的三次革命说
19世纪 第一次工业革命
密集的城市核心区、经济公 寓、街区、摩天大楼、工厂
培育和发展战略性新兴产业——高端装备 加快发展先进制造业——数字化制造技术、增量制造、生
物制造、微纳制造 两化深度融合——综合集成、精益企业 新能源和能源结构的改变——风、光、微网 城镇化——基础设施、环境生态 农业现代化——设施农业、微灌、痕灌 医疗卫生与老龄社会——医疗设备、老龄服务
第一次工业革命 第二次工业革命 第三次工业革命
1950年左右
1900年前后
20世纪 90年代至今
蒸汽动力船舶和铁路的发展 蒸汽动力船舶和铁路的发展 蒸汽动力船舶和铁路的发展
人
类 生 命 的 影 响 来 衡
革 命 的 效 果 以 对
量
创客（MAKERS)——每一个进行或参与创造的人都可以被称做“创 客”。
全国累计生产各类设备约1000多台。 2012年国家科技三大奖之一：北航王华明团队之金属粉体快速成型。 湖南华曙高科制成的3D打印机器出口美国。 中山盈普光电之3D打印机器实现大幅面、高精度并出口国外。 深圳微航磁电获得“立体电路制造工艺”发明专利，定义了“SLS+LDS”工
艺 并在立体电路粉体上提出权益要求：抢占了电子工业领域增材制造领地
三星集团成立于1938年，创办人为李秉，公司最初主要出口 朝鲜南半岛的鱼干、蔬菜 和水果，1950年代逐步扩展为制 糖、制药、纺织等制造业，并确立为家族制企业
深圳微航磁电技术有限公司，是一家小企业，但是其独创的特殊电子元件开始批量武 装手机产业，并研制出6轴联动激光机，技术超越了很多从事同行的上市企业。
服务
超常
绿色制造
产品——节能，节水，对环境友好 设计——便于维修、拆解、回收，轻量化 材料——对人体、环境无害，可降解，可回收 制造——制造工艺少无污染，制造过程少无废弃物，精确成形 包装——可重复使用，包装材料可降解 循环——废弃物和副产品成为其他产业的原料，再制造