汽車制造工藝的意義范文

導語：如何才能寫好一篇汽車制造工藝的意義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：汽車制造；車身制造；工藝技術

汽車車身制造在汽車制造過程中占有主導地位，隨著人們對汽車質量的要求的多樣化，無論是在能量節約、材料耗損，還是在外型美觀等方面，車身制造都有很大的潛力。在激烈的競爭中，只有汽車的車身質量提高了，才能在市場中立于不敗之地，這就需要先進的制造技術的支撐。

一、汽車車身制造技術的特點

1.實用性

汽車車身制造技術首先要滿足人們的需求，依據汽車車身的自身需求而不斷發展的技術，具有很強的實用性。在這一方面來說，汽車車身制造不能盲目的只尋求技術的更新，更應該注重實際效果。扎實穩定的實際效果，能夠提高企業綜合效益，提升企業競爭力。

2.系統性

在汽車車身制造中，對信息的處理（生成、采集、傳遞、反饋、調整），以及在生產過程中，物質流和能量流的控制，都需要有先進的制造技術，這些技術是一項系統的工程，涉及了產品設計、加工制造、生產設備、銷售、售后等多個方面。

3.集成性

隨著技術的不斷提高，先進技術的不斷應用，學科界限已經逐漸消失或者淡化，多種專業的融合，多學科的交叉，車身制造技術已經發展成一種融合了電子、機械、材料、信息、管理等多種技術的交叉技術，具備一定的集成性，也就是常說的現代制造工程。

二、汽車車身制造技術的組成內容

1.沖壓

在汽車的整個車身，是由許多沖壓件通過焊接再進行涂裝而成的，沖壓工藝在其中所體現的重要性是不可或缺的，同時也是整個車身制造工序的第一步。而沖壓工藝裝備中最主要的有模具和沖壓機床。當前，用于沖壓成形的大型沖壓機床，主要向柔性生產大型壓力機生產線和大型多工位壓力機兩個方向發展。模具是一種成形裝備，主要用在壓力加工過程中，金屬材料向成品、半成品變形。在沖壓工藝中，幾乎無論哪一個工序首先都是沖壓成形，之后是沖孔、切邊和翻邊等工序。而這過程中所用到工件，每一件都有一個模具，只有這些模具的質量過硬，才能制造出高質量的工件，才能為車身，乃至整車的質量打下堅定的基礎。

2.焊接

在汽車車身制造過程中，所用到的焊接工藝主要包括電弧焊和電阻焊兩種焊接工藝。電弧焊工藝根據氣體保護的不同，分為金屬極惰性氣保護電弧焊、CO2氣體保護電弧焊、鎢極惰性氣保護電弧焊、金屬極活性氣體保護電弧焊等等。電阻焊工藝主要包括了電阻縫焊、電阻點焊、電阻閃光對焊和電阻凸焊。車身焊接工藝主要通過采用先進的焊接工藝，將各個部件、白車身總成等進行焊接或拼接。車身制造是汽車制造中高新技術應用集中地，主要體現在汽車車身焊接生產線的構成上，是由大量的焊接機器人和計算機控制的自動化焊接焊接設備組成。

3.涂裝

由于汽車車身結構的復雜多變，人們對裝飾性要求的提高，車身涂裝工藝相應的也是非常的復雜。通過涂裝，提高汽車的防腐蝕功能，提高汽車的美觀度。隨著高質量要求的不斷出現，環保意識的不斷深入，對排放的要求也越來越高，為了減少涂裝公害、降低涂裝成本的，整體改造了涂裝車間，推動涂裝工藝向二次電泳工藝和一體化涂裝工藝方向轉變。

4.總裝工藝

汽車總裝是汽車制造中的最后一個環節，也是汽車制造過程中的關鍵所在，裝配質量直接影響著汽車的行駛可靠性和使用壽命。汽車在進行裝配之前，必須對所有要裝配的總成進行試驗，并進行嚴格的檢查，各項都符合使用要求，都沒有任何問題的情況下才可以進行總裝。在裝配生產中，只有應用先進的生產方式，先進的管理體系，才能夠適應不斷發展的市場，提高總裝質量，保障企業在市場中的競爭地位。

三、車身制造技術的發展趨勢

隨著汽車市場需求的多樣化，人們對汽車功能的要求也越來越高，為了適應市場需求，在市場中立于不敗之地，汽車車身制造技術也在向虛擬化、智能化、數字化和綠色化發展。

虛擬化，縮短了新技術的研發周期，促進了企業生產力的轉化，為敏捷制造奠定了基礎，促進了產品的更新換代；智能化中的大量工業機器人的應用，能夠進行更復雜的操作，對工作環境沒有要求，工藝過程穩定，工藝質量高；數字化已經是汽車車身制造技術的核心，也是制造信息化的核心；綠色化使企業在生產過程中不忘環境保護，而且成為企業的長期發展，乃至生存具有戰略性意義。

總之，在日益激烈的世界市場中，我國從汽車制造大國向汽車制造強國發展，需要先進的制造技術進行支持，因此，我們要加強先進技術的研發，結合我國國情，建立產學研創新聯盟，團結一致，共同發奮。

參考文獻：

[1]許瑞麟，朱品朝，于成哉，熊萬里.汽車車身焊接技術現狀及發展趨勢[J].電焊機，2011，40（5）：1-18.

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（1.煙臺荏原空調設備有限公司，山東 煙臺 265500；2.山東貝格建筑設計有限公司，山東 煙臺 264000）

摘要：通過對常規空調系統和水蓄冷空調系統在工藝生產中應用的分析，指出水蓄冷空調系統在工藝生產中應用的優勢，并介紹了水蓄冷空調系統的運行策略，證明水蓄冷空調系統在一些具有較大消防水池的企業中使用的可行性。

關鍵詞 ：螺桿式電制冷機組；運行策略；自動控制；節能

0 引言

水蓄冷既可降低夏季空調系統用電對電網高峰負荷的沖擊，又可降低空調系統的運行費用，且其初期投資較冰蓄冷系統低，所以在國外已經得到了廣泛的應用，在國內南方和少數寒冷地區也在一些項目中得到了應用，并取得了很好的經濟效益。

1 項目介紹

1.1 項目所在地能源供應情況

1.1.1 市政熱網

該地區市政熱網系統沒有完善，缺乏蒸汽和熱水。

1.1.2 電力供應及非居民用電情況

該地區電力供應基本充足，非居民用電實行峰谷電價政策，具體電價如表1所示。

1.2 項目負荷情況及特點

1.2.1 空調負荷

該生產線最大需冷量2 500 kW，常年（四季）常規需冷量250 kW，夏季常規需冷量1 850 kW，需冷量均為24 h需冷，晝夜無差異。

1.2.2 冷媒參數

空調冷凍水供回水溫度7～12 ℃，蓄冷水溫度5 ℃。

2 冷源方案可行性分析

2.1 可供選擇的冷源方案

2.1.1 電制冷+水蓄冷系統方案（方案A）

該方案在此項目中初投資方面比常規電制冷方案多，而運行費用遠低于常規制冷方案。

2.1.2 常規制冷供冷方案（方案B）

該方案空調系統簡單，設備維護方便，初投資少。

2.2 方案A與方案B的經濟分析比較

2.2.1 設備選型及一次投資估算

2.2.1.1 方案A

（1）運行策略：

根據項目所在地區的氣候特點和汽車配件制造公司要求，4月—10月空調負荷為1850kW，余下月份空調負荷為250kW，生產工藝全天24 h運行，負荷無差異。運行策略滿足：

1）谷電時一臺668 kW螺桿式冷水機組滿載蓄冷，直至達到蓄冷總量要求，兩臺962 kW螺桿式冷水機組正常工作，滿足工藝生產需要；

2）尖峰時使用蓄冷設備供冷，使運行最經濟，起到削峰填谷的作用；

3）峰電時使用兩臺962kW螺桿式冷水機組供冷，同時盡量讓制冷機連續且在高負載下運行，以達到較高的制冷性能系數，減少頻繁啟停及長期低載造成的制冷機和水泵等附屬設備的磨損。

（2）系統原理圖如圖1所示。

（3）設備選型及主要設備一次投資概算如表2所示。

2.2.1.2 方案B

（1）運行策略：

選用一臺668 kW螺桿式冷水機組和兩臺962 kW螺桿式冷水機組持續為工藝生產供冷。

（2）系統原理圖如圖2所示。

圖2 方案B系統原理圖

（3）設備選型及主要設備一次投資概算如表2所示。

2.2.2 運行能耗及費用估算

2.2.2.1 方案A

（1）4月—10月運行費用分析如表3所示。

4月—10月中該地區室外空調計算干球溫度為32.4 ℃，在實際運行過程中有50 780 h（4月—10月共計51 360 h）室外干球溫度低于32.4 ℃，特別是室外干球溫度低于25 ℃（含25 ℃）的小時數占到了4月—10月小時數的67.815%（共計34 830 h）。受室外氣溫和工廠生產影響，在整個空調運行過程中空調系統長時間處于中低負荷狀態，故在水泵受變頻器調節、冷卻塔變頻調節以及主機自控檢測水溫加減載等因素影響下，整個制冷站機房內運行費用會在以上計算費用的基礎上減少20%左右，4月—10月的運行費用估算為：7 584.314元/天×214天（日歷日）×80%≈129.843 4萬元。

11月—次年3月運行費用分析如表4所示。

在11月—次年3月空調系統運行費用：1 322.06元/天×151天（日歷日）≈19.96萬元。

（2）運行費用總結：

根據汽車配件制造公司提供的運行數據，由于整個空調系統在運行過程中有運行時間差和汽車配件制造公司無法提供系統運行時間表等問題，上述方案運行費用是按全年無休天數計算。同時，汽車配件制造公司未能提供空調負荷為2500kW時具體的運行時間和運行方案，故在上述估算中運行費用的基礎上乘以1.1的運行費用系數（該系數為估算系數，可能與實際運行有差別）。

水蓄冷空調系統一年運行費用為：（129.84＋19.96）×1.1=164.78萬元。

2.2.2.2 方案B

（1）方案B中4月—10月運行費用分析如表5所示。

采用普通制冷方式一天的運行費用為7990.66元。在4月—10月空調系統的運行費用估算為7990.66元/天×214天（日歷日）≈171.00萬元。

方案B中11月—次年3月運行費用分析如表6所示。

采用普通制冷方式一天的運行費用為1 619.71元。在11月—次年3月空調系統的運行費用估算為1 619.71元/天×151≈24.45萬元。

（2）運行費用總結：

因與水蓄冷空調系統相同的原因，常規空調系統的年運行費用在上述估算中運行費用的基礎上乘以1.1的運行費用系數（該系數為估算系數，可能與實際運行有差別）。

常規空調系統一年運行費用為：（171.00+24.45）×1.1≈214.99萬元。

3 綜合比較分析

由上述計算可得出一年水蓄冷空調系統比常規空調系統節省運行費用214.99-164.78=50.21萬元。則水蓄冷空調系統的投資回收期為：

投資回收期=水蓄冷多投入費用÷節省運行費用=64.00÷50.21≈1.27年

影響該項目投資回收期的主要原因是客戶需要在24h內不間斷供冷且蓄冷溫度為5℃，同時受工藝生產影響沒有夜間停產蓄冷的情況，這就造成在設備裝機容量上需要額外增加機組以滿足蓄冷需求。普通寫字樓、辦公樓或商場由于使用功能的影響，在夜間可以使用制冷機組進行蓄冷，無形之中就相對減少了機組的裝機容量，這樣在節省運行費用和初投資上就有很大的空間，投資回收期會有較大的縮短，一般在0.5～1年。

4 結語

從以上分析中，雖然項目全天24h不間斷供冷，但根據數據比較可以明顯看出，采用水蓄冷系統的方案從運行費用及對國家電網削峰填谷的作用上看優勢明顯。

當然，蓄冷系統還存在著一些問題，比如蓄冷水池的維護、自控系統的具體運行是否適合工藝生產需求等都需要進一步的討論和研究，待業主工藝生產達到滿負荷情況下進一步檢測系統的合理性和穩定性。綜合以上分析，總體來看，水蓄冷空調系統的制冷方案在一些項目中還是有較大的適用性，例如實行峰谷電價地區具有較大消防水池的企業、辦公樓等。

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參考文獻]

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[3]中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學建筑技術科學系.中國建筑熱環境分析專用氣象數據集[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

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關鍵詞：汽車生產；焊接技術；應用

中圖分類號：O434文獻標識碼： A

焊接技術作為生產汽車的必要技術，其存在很多的優勢，同時也面臨著諸多挑戰。一方面材料在新的時代已經產生了一些變化，實現了從黑色金屬向有色金屬的過渡，實現了從金屬材料向非金屬材料的過渡，材料的結構和功能也發生了一些變化，實現了從多維性材料向低維性材料的過渡。現在單一的材料已經不常見了，復合材料的應用在增多，新材料應用于汽車制造業必然對焊接技術提出了更高的要求。本文對焊接新技術進行分析，闡述焊接技術在汽車生產中的應用。

一、改革開放后引進的先進焊接技術

20 世紀80 年代末，一汽在CA141生產線上采用了兩臺點焊機器人，一臺為聯邦德國KUKA公司生產，一臺由廣州機床所生產，用于焊接駕駛室頂蓋和前后風窗。通過這兩臺機器人的使用，人們看到了焊接機器人生產的優點及應用前景，但由于投資及產品本身的原因，還不能大規模的使用機器人代替人工生產。80 年代后期上海大眾率先與國外合資生產轎車，雖然其焊接工藝方法與國外當時的汽車焊接技術水平相差甚遠，但其大工業化生產轎車的焊接裝配、物流的理念與技術給了我們很大的啟示，并且有了一個讓我們深入了解國外先進焊裝技術的“窗口”，使我們有了現代化轎車生產對總成尺寸精度、零件表面狀態、生產車間環境要求的全新概念。

20 世紀90年代初，一汽與德國大眾合資建設現代化的轎車生產基地，其焊裝線雖然是國外的二手設備，但其投入使用后的自動化程度、物流方式讓許多從事汽車焊接技術的人耳目一新，對現代化汽車生產線有了新的理解和認識。隨后，二汽在其載貨車、輕型車項目中都引進了國外的焊接機器人，其中還有一條無人焊接線，人們切實體會到了機器人焊接技術不僅僅是減少了操作者的數量和勞動強度，對提高產品質量、滿足高標準要求也是必不可少的。可以說，20 世紀90年代以來的技術引進及生產設備、工藝裝備的引進使汽車行業實現了轎車生產的規模化起步，對保證產品質量、實現平穩生產起到了重要作用。但這一結果對國內的焊接設備生產廠家造成了很大沖擊，國內廠家主要在載貨車生產線及轎車配套裝備和單工位焊機方面做了一些工作。

二、焊接技術在轎車生產中的應用

在汽車的生產過程中，人們運用電阻焊接的方法，這種方法運用電學、傳熱學和冶金學等多門學科，因此，要想使焊接質量提高，就必須對電學的相關因素進行控制。電阻焊接工藝是在制定參數的基礎上實現的，現在隨著計算機技術的高速發展，實現了數值模擬技術，計算機實現了對數據的篩選工作，人們在車間就不用再花費大量的時間來篩選數據，節約了大的人力、物力和財力，提高了汽車制造商的經濟效益。尤其是在近幾年來汽車制造業的蓬勃發展，在汽車車身的薄板結構的裝配過程中，使用電阻焊接的方法，采用鋁合金等新的復合材料，增強了焊接的性能。

三、汽車焊接工藝的應用領域分析

在汽車領域中，由于越來越多的高新技術被應用，使得汽車生活更加豐富。對于我國而言，隨著汽車保有量的不斷增加，汽車后市場出現了井噴的狀態。在汽車后市場中，汽車的維修與保養占據著非常重要的地位，也讓汽車的服務產業有了較大的發展。對于汽車的焊接工藝而言，最早是應用于汽車的車身焊接。但是，隨著技術的發展以及車身制造工藝的發展，汽車車身開始使用模具制作，從而降低了因為焊接而造成的車身問題。那么，對于現代化的汽車生產而言，汽車的焊接工藝主要應用于的領域。

第一，在汽車的維修領域中有非常廣泛的應用；汽車維修屬于汽車后市場領域，由于汽車駕駛的過程中，難免會出現碰撞的現象，從而造成了汽車車身或者是相關配件的損壞。因此，在這種情況下，就可以使用汽車的焊接工藝，將損壞的部分采用焊接的方式，從而進行汽車的維修工藝。

第二，人們對于汽車的裝飾和改裝越來越感興趣。雖然在汽車檢測的過程中，對于擅自改裝會進行處罰，但是有車一族們仍然熱衷于對于汽車的改裝和裝飾。其中，對于汽車尾翼的安裝非常常見。汽車安裝尾翼以后，就顯得非常運動動感，有一種非常霸氣的感覺。因此，為了讓汽車的外觀更加個性鮮明，需要對汽車的外觀進行相關的改裝，從而實現車主所需要的效果。而對于尾翼的加裝而言，就一定要采用焊接技術，從而使得汽車的尾翼牢固堅實。因為安裝尾翼還是存在一定的風險的，當車速達到一定程度的時候，就需要保證汽車的尾翼的穩定性。

第三，對于汽車的車身配件的焊接工藝；汽車在使用的過程中，經常需要在配件方面進行焊接，此外對于在配件之間的結合方面，也需要在適當的情況下使用汽車焊接技術。因此，對于汽車的焊接工藝而言，主要在車身焊接、汽車改裝以及汽車配件之間主要進行應用。

四、自動焊接技術的特征

自動焊鉗是由鉗身、電極、加壓器和安裝板等組成。電極直接應用于導電，形成焊接點，并可以發揮良好的散熱效果，根據焊接的位置和周圍工件形狀的差異，電極可以制作成彎形、直形和帽形，在進行焊接時，電極帽和電極桿要頻繁地與零件接觸，要承受焊接時帶來的壓力，因此，電極帽和電極桿容易發生變形和磨損，因此，需要經常更換電極帽和電極桿。為了在焊接過程中節約材料，要將電極進行分離式設計，將電極的夾頭和電極帽分開設計，夾頭和電極帽用椎體進行連接，這樣容易被磨損的電極桿就可以設計成能互換的通用件，這樣就提高了焊鉗的使用效率。

自動焊鉗有氣壓和油壓兩種加壓動力源，氣壓系統的結構特別簡易，且可靠性比較高，系統的反應速度快，系統的使用效率高，因此，氣動加壓的方法被汽車制造業廣泛應用。氣缸應該確保焊接時有充足的焊接壓力，它的大小應當根據焊接部位的沖壓件沒有壓痕為標準，同時要確保焊接的牢固，在對薄板進行焊接時，壓力一般在3000-5000N，為了保障氣缸的外形尺寸比較合理，一般在焊接時采用活塞增壓氣缸。在電極臂內應該設置冷卻水管，是焊鉗在工作時可以行使冷卻水循環的通路，確保電極具有良好的冷卻設施。安裝板是自動焊接技術與運動機構的結合體，整個焊接過程是通過安裝板的連接實現各點的連接的。安裝板與焊鉗之間的位置要根據焊接的要求來設定，在實際情況下，一定要保障

自動焊鉗與機械裝置之間是絕緣的，通過使用絕緣套和絕緣墊片來實現兩者的絕緣。

五、車身自動焊接技術分析

自動焊鉗通過安裝板與運動機構連接，采用機械裝置的驅動力來完成“原位―到位―焊接―移位―再焊接―回位”的操作，完成每個位置的焊接后，可以將自動焊鉗看作三自由度的機器人，這樣可以高效地對工件進行定位，同時又能提高焊接的效率，減少人力耗損。

（一）運動形式。自動焊鉗在車身的焊接工作中可以確定焊接點，也可以采用自動焊鉗進行多個焊接點的連接，自動焊鉗按照基座的運動形式可以分為固定式焊接、旋轉式焊接和移動式焊接。

在焊接的過程中，自動焊鉗的電極的閉合位置的確定應該根據工件數模的原理來確定，電極的方向必須與焊接處的工件面成垂直狀態，與焊接夾具的工作原理相同，自動焊鉗在不工作的時候，應該將工件取出。進行焊接時，可以按照固定的支架將自動焊鉗與焊臺連接，在實際的操作中常常避開與工件的干涉，將自動焊鉗移動。自動焊鉗在氣缸的驅動中進旋轉，這種措施比較簡單、可靠，已經被廣泛地應用于汽車制造中。

（二）自動焊接系統。自動焊接系統是由自動焊鉗、焊鉗變壓器、時間調節裝置和二次回路構成的，焊接的變壓器與整流器可以為焊接工作提供電力資源，一臺焊接變壓器只能給一把焊鉗提供電源。時間調節器將焊接電流的頻率改變，起到調節焊接時間的作用。二次回路實現了焊接變壓器與自動焊鉗的鏈接，使之形成焊接的二次回路，二次回路是由銅電極和二次電纜組成，銅電極和焊鉗的運行狀態是由行程開關控制的，形成開關對銅電極的運行狀態檢測后將檢測信號發送到主控制系統，協調焊鉗的運行，整個焊鉗在主控制系統的控制下實現自動的焊接。驅動氣缸為焊鉗提供驅動力，速度的調整采用的是出口節流的方式，保證焊鉗具有較大的啟動速度，可以平穩地運行，焊鉗具有較強的緩沖能力。加壓氣缸為自動焊鉗提供了加壓力。焊鉗的壓力與焊點處部件的厚度密切相關，因此，要對減壓閥進行控制，從而對進氣壓力進行調節。

六、現代科技在汽車焊接工藝中的應用

隨著現代科技的不斷發展，汽車焊接工藝中也不斷的引入了現代的科技技術。其中最為重要的就是計算機技術，計算機的單片機遠程通信技術以及3Dmax 等技術開始不斷應用到汽車的焊接工藝中。由于人工焊接技術容易在焊接的過程中出現失誤，無法實現循跡操作，從而造成焊接的不完美。因此，采用計算機單片機技術，可以進行程序編譯，將需要焊接的部分利用3Dmax 進行仿真，從而保證在焊接的過程中，其能夠實現完美的循跡焊接，降低了焊接過程中出現的失誤。此外，在焊接的工藝方面，又引入了一些工藝以及化工技術。傳統的高溫焊接技術，不僅僅容易造成傷害，更是對操作人員有一定的影響。因此，使用現在的氬弧焊焊接技術，雖然溫度更高，但是焊接的質量有所提高。對于焊接的接口以及焊面的平整度，都有了顯著的提高。因此，隨著現代科技的不斷發展，促進了多個行業工藝的提升。對于汽車的焊接工藝而言，引入計算機技術并且實現真正的智能化以及自動化焊接，從而讓焊接工藝更加安全方便，有效的提升焊接的效率，保證在焊接的過程中，達到質量的提升以及客戶的滿意提升。總之，要充分適應時代的發展，讓更多的現代科技不斷的應用到汽車的焊接工藝之中，從而保證其在不斷的發展過程中，符合現有時代的發展理念，滿足客戶不斷提升的硬性要求，實現現代化的汽車焊接工藝。

激光焊接過程檢測原理示意圖

七、焊接技術在汽車制造業中應用的趨勢

現在，機器人焊接技術已經廣泛應用于汽車制造業，汽車的底盤、導軌和座椅的框架都需要焊接技術。自動化柔性生產技術的發展，使機器人焊接技術集靈活性和自動化于一體，實現了焊接生產線的自動化。機器人焊接技術安裝了焊鉗存儲庫，焊接工人可以根據焊接的不同位置從存儲庫中自行選擇合適的焊鉗，傳輸設施已經實現了無人駕駛的柔性化更好的感應型導向車。隨著汽車制造業的不斷發展，汽車車身的焊接技術也實現了自動化發展，現代化的管理方法與先進的焊接技術的統一，對汽車制造業的發展具有重大的意義。

八、未來汽車工業發展對焊接技術的需求

汽車技術向著節能、安全、環保的方向發展，凡是對汽車的動力性、經濟性、可靠性、耐久性、操縱穩定性、安全性、低排放等方面有利的焊接技術都將有廣泛的應用空間。如現在載貨車廠也要達到“2mm工程”的目標，轎車車身的生產廠進一步提高了要求。據相關人員介紹，車身上600個激光焊點用一個激光頭只需12min就可以全部焊完。激光焊出的車身整體性好，對減振、安全都有利，但設備投資太大，對零件和維護人員的要求也很高，因此應降低成本，提高普及率。原有的工藝技術水平也有待于進一步提高，如很多汽車零件中對摩擦焊都有相位要求，國內相位摩擦焊技術不過關，引進國外設備價格又非常昂貴，并且擔心維護及改造問題，使得這一工藝的應用受到限制。

目前，國內的焊接裝備生產廠家綜合技術實力不足，不具備設計制造高水平的成套焊裝線的能力。面對汽車行業的激烈競爭又不允許國內的汽車生產廠家用國產的裝備進行試驗，只好成套引進，使得國內焊接裝備生產廠家近年來與國外水平的差距越來越大，一些較大的焊機廠連生存都遇到了問題。國內汽車焊接生產水平與國外逐漸接近，而國內焊接裝備制造水平與國外差距逐漸加大，這一矛盾目前應當予以考慮，僅靠國內焊機廠自身的力量難以解決。總之，汽車制造技術的發展是相當快的，為焊接工作者帶來了挑戰與機遇。

結束語

近年來，國內外都比較重視焊接技術的發展和改善，焊接技術的發展對提高產品質量和性能，提高制造業生產效率，減少生產過程中成本的消耗具有深遠的意義。焊劑技術作為汽車制造業不可或缺的加工技術，在迅猛發展的同時也受到了信息化巨浪的沖擊。我國為了促進汽車制造業的進一步發展，應該將計算機技術與焊接技術統一，改進對焊接程序的編制，減少現場調試的時間，通過計算機技術高效而準確地獲取焊接的信息，以此來提高我國汽車制造業的水平，使汽車制造業的經濟效益和社會效益有所提高。

參考文獻

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[2]袁綺聲, 苗振. 汽車制造中的焊接技術[J]. 電焊機,1994,（03）.

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關鍵詞：汽車；生產；制造管理；質量管理

中圖分類號： F253 文獻標識碼： A

引言：一個汽車產品的好與壞主要取決于其生產過程的穩定性和波動性，汽車生產質量控制好快直接體現著設計者的初衷，還影響著汽車在面市之后的銷量，是產品質量形成的關鍵步驟。一個汽車在生產組裝完畢之后，其質量就已固定，我們再進行抽檢的目的僅是界定次此批產品質量水準如何，但是其設計及工藝缺陷是不會變化的，會在儲存、運輸以及使用中不斷暴露出來，所以可以確切的說汽車的質量主要是由制造過程質量控制好壞決定的。本文將簡要介紹汽車制造質量管理基礎及系統模式。

一、 汽車制造質量管理基礎

1、 汽車制造過程工藝介紹

汽車在制造過程中主要有四大工藝，即沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝以及總裝工藝。沖壓工藝，主要內容是汽車車身的加工，如車頂、外包圍和車門等的加工，是汽車制造工藝的第一道工序；焊接工藝，主要進行門蓋以及車身的焊接加工，如頂蓋總成焊接、左右側總成焊接、門蓋總成焊接下車身總成焊接等工段；涂裝工藝，主要是對車身表面進行噴漆，包括前處理、打磨、底涂、上膠、噴涂等工段，它直接體現著汽車的外觀質量；總裝工藝，主要是將汽車零部件裝配成整車，并對汽車的性能進行檢測，是汽車制造的最后一個工藝環節，也是汽車質量形成的最后階段。

2、 汽車制造質量控制特點

汽車的生產工藝特征決定了它有屬于自己的獨特的質量控制特點，具體在以下幾個方面體現：（1）靈活性。汽車生產規模大，流程復雜，這也直接導致汽車質量控制的繁瑣。所以，要想對汽車產品的質量進行全面控制，就必須建立靈活的質量控制模式，滿足不同生產過程的質量管理需要。（2）穩定性。為了保證產品質量，汽車生產線必須按照節奏連續進行，因此質量控制系統對故障的反應要快，對于某些情況必須做到可預測或者確定，從而保障產品質量的一致性和穩定性。（3）集成性。汽車在生產過程中工位分散，各種分析儀信息記錄儀等都分布在不同的網絡站點上，這就需要系統能夠對各個站點信息進行集中控制[3]。（4）決策智能性。隨著IT技術的不斷發展，信息處理能力也愈發強大，可以利用生產過程中保留下來數據信息，再結合工作人員的經驗，構建汽車生產過程質量控制決策哭，提高汽車質量控制管理的決策水平。

二、制造業質量控制理念的發展

我國制造企業的生產模式，是在20世紀50年代學習前蘇聯的基礎上發展起來的，基本與單一品種（少品種）大批量生產方式相適應。近年來，我國制造企業開始面臨多樣化市場需求環境，面對新形勢，我國制造企業應更新觀念，積極采用先進的生產方式。

1.促進制度化建設

文件化是質量體系建立的一個重要特征，自主研發機構依據ISO9001標準建立質量體系文件，為企業制度化建設打下重要基礎，使得與汽車研發機構相關的各項質量工作更加程序化和規范化，最大可能地提高工作效率和節省資源。

2.提高產品質量

建立ISO9001質量管理體系可以在提高工作效率和降低浪費的情況下，逐步降低研發成本，提高產品質量，進而提升自主研發機構的競爭能力。產品質量的穩定提高，對消費者利益是一種最有效的保護，也增加消費者（采購商）選購合格產品的可信程度。

3.提升企業形象和競爭力

通過質量管理體系的認證，向外界表明了自主研發機構的質量態度和保證能力，能大大提高社會形象，提升競爭地位。同時，貫徹和有效實施質量管理體系標準為國際經濟技術合作提供了國際通用的共同語言和準則，已成為參與國內外貿易，增強競爭能力的有力武器。

4.提高人員質量意識

在建立和運行質量管理體系過程中，通過對員工開展各種類型的質量理論和標準培訓，有助于員工提高質量意識、服務意識和顧客意識。

三、質量工作和安全工作的共同點

第一，意識問題。要提高產品質量，搞好安全生產，首要的任務就是提高職工特別是管理者的質量意識和安全意識。

第二，都具有全員性的特點。全面質量管理的一個基本要求就是全員性，也就是人人關心產品質量，全員參與質量管理。安全工作的全員性也是一樣。所謂安全，首先是人的安全，每個職工都存在安全問題，只有全員參與，安全才有保障。由于某個人的失誤引發一場事故的案例并不少見。

第三，都需要領導重視。ISO9000：2000規定的質量管理八項原則第二項就是“領導作用”。安全也一樣，領導不重視，不抓落實，是最大的安全隱患。

第四，對組織都具有生死興衰的作用。質量是組織的生命，對組織的作用和意義很明白。但相當多的組織卻沒有將安全當作組織的生命。為了趕進度，為了“節約”成本，違規生產，違規操作，往往是造成安全事故的根本原因。由于發生安全事故造成企業停產、破產和被政府強行關閉的并不少。

第五，都必須從技術和管理兩個方面下功夫。在一個技術落后、管理混亂的組織，質量上不去，安全出問題，正如一臺年久失修的機器一樣，既不能保證質量，也不能保證安全，可以說是必然的事。

第六，都強調按規章制度辦事。違反規章制度，違反操作規程，不僅可能引發質量問題，而且可能引發安全事故。因此，質量工作和安全工作都必須用規章制度來進行管理。質量管理中的標準化與安全管理中的各種規章制度是一個道理。

第七，都面臨著事故處理問題。不管是質量還是安全問題，都可能造成嚴重后果。處理質量事故和安全事故，都必須堅持“四不放過”的原則。不管是質量事故還是安全事故，嚴重的都可能觸犯刑律，都可能被追究刑事責任

四、研發質量的策劃

研發質量的策劃即PDCA環中的P部分（計劃部分）、包括質量目標及規劃和策略。研發質量的目標不是一成不變的，所以研發質量管理也需要符合公司和部門的長遠發展。研發質量的長期規劃，為研發質量的遠景設定目標和方向，并保證所有的業務部門都符合公司級別質量管理要求。研發質量的短期策略，就是將長期規劃變成每年的實施。

其具體具體做法，是經由研發質量管理部門與業務部門質量管理角色討論，年度制訂未來幾年的研發質量路線圖。需要考慮的主要包括如下五大部分：一是研發質量組織。為了確保研發質量信息的高效共享，并建立有針對性的質量能力規劃。由研發質量管理部門組織，建立并維護跨全業務部門的研發質量組織結構，并需要規劃質量角色的能力矩陣、質量保證團隊及一些質量工具團隊等。二是研發流程。研發流程的規劃包括研發流程及其體系的規劃，根據市場需求，公司不斷有新產品的產生，何時采用怎樣的研發流程體系？是借用現有的流程還是建立符合自己業務模式的流程？由于法律法規不斷的推陳出新，所以研發流程也要做調整。三是研發技術。每個業務部門要考慮研發技術的提升規劃和策略，包括基于技術能力建設要求的新技術，以及針對售后投訴問題的技術升級等。四是研發質量能力建設。流程、制度，最終需要人來操作，人的業務技能，職業素養是保證產品質量的重要因素。所以 ，還需要考慮業務部門自身研發能力的建設，包括領導和員工的能力建設。五是質量工具、質量保證。

在產品開發過程中，員工會碰到這樣和那樣的質量問題，需要借助有效的工具來進行系統化的分析，尋找問題的根本原因并解決問題。在解決問題的同時，為了預防問題的再次發生，會定義和實施長期預防措施；在質量管理控制階段，針對由熱點矩陣發現的系統性的質量薄弱點，就必須定義和實施長期的解決方案。

通過研究質量工作和安全工作的共同點，一方面可以加強質量管理部門和安全監督部門的協同合作，另一方面又為雙方互相借鑒創造了前提條件。

結語：“質量是設計出來的”，作為研發部門，質量管理尤為重要。公司應根據自身情況，培養既懂研發也懂質量管理的人員，結合質量管理標準如IS0/S16949及相關體系如CMMI制定適合研發部門的質量管理體系，并保證有效的監管執行，這樣研發質量才有保障。

參考文獻：

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創建本土研發新模式，初步實現中國汽車自主開發

1997年，通用汽車和上海汽車工業（集團）總公司合資成立了中國首家汽車技術研發中心――泛亞汽車技術中心。泛亞汽車技術中心注冊資本5000萬美元，通用汽車和上汽集團各占50％；2004年，雙方再次對泛亞汽車技術中心增資約21億元人民幣，進一步加快了它的發展。

泛亞汽車技術中心是中國實力最雄厚的汽車技術研發中心，也是中國首家中外合資的汽車研發中心，它開創了中國合資企業在引進技術的同時，引進技術研發中心的先河。泛亞汽車技術中心一舉打破了在華汽車合資企業連換螺絲釘都要得到外方批準的尷尬局面，并對提升中國汽車工業核心競爭力、形成轎車整車自主開發能力和設計能力、初步實現中國汽車的自主開發等方面均起到了積極的推動作用，為中國汽車工業的大發展做出了卓越貢獻。

1999年，在成立了才兩年的泛亞汽車技術中心，第一輛由中國設計師設計的概念車――“麒麟”便誕生了，這是根據中國顧客需求，由中國人設計，在中國制造，面向中國市場的第一輛自主開發的概念車。中國人第一次試探著完成了從市場調查到自主設計出概念車的過程，在中國汽車設計史上樹立了一座重要的里程碑，從此，中國汽車工業初步具備了自主開發能力。接著，泛亞汽車技術中心又完成了別克電子商務概念車、“鳳凰”燃料電池概念車、“鯤鵬”微型概念車的設計開發工作，引起了業界的極大關注。

而上海通用汽車別克君威系列轎車的推出，正式宣告了中國汽車整車制造能力的初步形成。別克君威轎車是在通用汽車的Regal平臺上，以中方為主開發的新車型，充分利用了通用汽車系統內的設計信息和數據庫，充分行使了產品權，進行工藝設備技術的自主開發，使新產品的整車性能和質量高于北美同類產品水平。新產品開發周期從造型凍結到投產18個月，達到了通用汽車全球整車開發的先進水平，初步形成了轎車整車自主開發能力。值得一提的是，由上海通用汽車和泛亞汽車技術中心完成開發的別克君威系列轎車獲得了2004年中國汽車工業科技進步一等獎的驕人榮譽。

除了泛亞汽車技術中心外，通用汽車在中國還積極探索和國內高校之間的合作模式，并逐步建立了上海交通大學車身制造衛星實驗室、上海交通大學動力總成技術研究所、上海交通大學PACE中心、清華大學技術研究院、通用汽車-中國研究機構材料與摩擦學合作研究聯合體、上海同濟大學PACE中心等多家頗有知名度的汽車研究機構。這些汽車研究機構在某些相關技術的研究上，已經取得了相當多的成就，例如上海交通大學車身制造衛星實驗室在2毫米工程、尺寸分析系統的建立和完善、沖壓及國產化技術、車身制造工藝及設計、車身制造技術創新性研究等課題的研究上均獲得了巨大的成果。

推進產學研合作步伐，共同研發汽車新技術

目前，通用汽車和包括26個高校以及7個國家重點實驗室在內的48個合作伙伴開展了183個項目合作，項目投入總額高達6000多萬元人民幣，展開了深入而廣泛的技術合作，夯實了中國汽車技術研究基礎。引人注目的是，共有7個院士領導的45個教授、200多位科學家參與到了這些項目中來，大大提升了這些項目的實施效果。目前，共有17項國際專利、100多篇專業論文從中誕生，同時也產生了3項國家科技進步獎和10項省部級獎。

汽車材料鎂合金的研發達到世界先進水平。通過與上海交通大學4年合作、5個合作項目的實施、6個通用汽車專家的參與，研制成功的新型鎂合金，能夠滿足汽車鎂合金壓鑄生產工藝的要求，已經達到了國際先進水平，形成了具有中國特色的鎂合金研制開發技術路線。因此，鎂合金及其關鍵應用技術獲得2003年國家科技進步獎二等獎。

轎車車身制造質量控制技術接近世界先進水平。2000年，通用汽車與上海交通大學合作成立了車身制造衛星實驗室，并和上海通用、泛亞汽車技術中心等進行了10項合作項目，使別克轎車減少車身制造誤差35%，提高通過率10%；上海通用汽車制造的所有轎車，在尺寸偏差控制方面接近于2毫米的世界先進水平。因此，轎車車身制造質量控制技術榮獲國家科技進步獎二等獎。

另外，在汽車新能源技術的研發中，通用汽車在中國也取得了令人矚目的重大成果。2001年，中國第一輛燃料電池概念車――“鳳凰”由泛亞汽車技術中心設計開發成功，這個項目獲得了中美兩國政府官員的高度稱贊。同時，通用汽車還攜手上汽集團，把當時公司最先進的氫動三號電池燃料車引入到了中國，共同舉行了這款高科技概念車的前期示范運行 ；并投資數百萬美元，邀請來自北美、歐洲的技術專家參與，共同開展燃料電池前期商業化示范項目，推動新能源汽車在中國的發展。

引進開發新技術，促進汽車零部件產業升級

通用汽車為中國市場引進了比其他任何一家汽車生產廠商更為全面的產品組合，包括別克、雪佛蘭、凱迪拉克、薩博、歐寶、五菱六大品牌在內，其產品系列涵蓋了中高檔轎車、多功能旅行車、緊湊型轎車、休閑旅行車、SUV和微型車等各個細分市場。

豐富的產品線和巨大的產銷量，使零部件供應商的品質顯得尤其重要，為此，通用汽車通過各種合作渠道，積極扶持零部件供應商的發展。公司消化引進先進的汽車零部件制造技術，共涉及國內數百家汽車零部件生產企業，從而直接推動了中國汽車零部件產業的升級以及中國汽車行業的技術進步，促進了中國汽車產業的快速發展。這些先進的技術包括：轎車液力變矩器的研發并形成有自主知識產權的制造技術、汽缸蓋鑄造新工藝以及汽車鋁活塞鑄件模具CAD/CAE/CAM技術開發等。

上海離合器總廠在未引進技術情況下，和吉林大學、上海交通大學聯合，開發了別克轎車液力變矩器，屬于自主知識產權的高科技含量的制造技術，建成了國內第一條年產10萬套的批量生產線，結束了中國不能批量生產轎車液力變矩器的歷史。2000年，通過了通用汽車的正式認證，批量用于上海通用汽車別克轎車，獲得了顯著的經濟效益和社會效益。別克轎車液力變矩器項目獲得2001年中國汽車工業科技進步一等獎，液力變矩器焊接關鍵裝備及其相關技術獲得2001年中國汽車工業科技進步二等獎和2001年上海市科技進步一等獎。

上海皮爾博格有色零部件有限公司為別克系列轎車及商務車的發動機國產化開發的新工藝，使得鑄件的綜合合格率達到96％以上，通用汽車對新工藝進行了認證并為上海通用汽車進行配套，應用汽缸蓋鑄造新工藝效果良好。別克轎車V6汽缸蓋鑄造新工藝獲得了2004年中國汽車工業科技進步二等獎。

上海科爾本施密特活塞有限公司與上海交通大學使用國際先進的CAD/ CAE/CAM軟件，以上海科爾本施密特活塞有限公司生產的活塞鑄件模具為對象開發的鑄件模具CAD/CAE/CAM集成系統，使得中國活塞鑄件生產技術提高到一個新水平，成功地為上海通用汽車主機廠配套。汽車鋁活塞鑄件模具CAD/CAE/CAM技術開發獲得了2002年中國汽車工業科技進步二等獎。

培養本土力量，構筑中國汽車人才高地

通用汽車通過支持人才培養機構完善以及創立科技人才獎勵基金，為中國汽車工業營造了良好的人才培養基礎和氛圍。同時，也為公司在華業務的快速發展提供了充足的人才儲備支持。

在支持汽車人才培養機構的完善過程中，通用汽車主導的教育推進伙伴計劃（PACE）在交通大學和同濟大學的先后實施，無疑將對中國汽車行業的人才培養產生最重大的深遠影響。教育推進伙伴計劃（PACE）由通用汽車于1999年主導發起，是一項旨在將汽車產品生命周期管理（PLM）融入全球具有戰略意義的高等院校的教學課程中，從而為未來工程師們提供必需的教育與實踐經驗的教育推進計劃。

此計劃已經在美國、加拿大、墨西哥與39所高校開展合作，總捐贈價值逾60億美元。此前，在2002年6月，通用汽車等企業已在上海交通大學設立了亞太地區第一所“教育推進伙伴計劃（PACE）”中心。該中心成立五年來，已經為中國汽車產業培養了超過5000名優秀的汽車專業人才。

同濟大學是進入該計劃的全球第40所院校，也是迄今為止在整個亞太地區捐贈額度最大的一所院校。通用汽車今年5月份向同濟大學提供的教育軟硬件和培訓總價值超過4.7億美元，包括超過700套UGS產品生命周期管理軟件和50臺工作站等硬件設備，以及通用汽車提供的先進技術培訓。通過該計劃提供的軟硬件及相關培訓，學生們可以在學校里與在試驗室里的通用汽車工程師使用同樣的軟、硬件進行產品的設計、制造和檢驗，在畢業后將能更好地適應現實環境中的挑戰，縮短產品開發周期和加速生產力發展。

另外，通用汽車在1996年設立了通用汽車中國科技成就獎，專門用于獎勵推動中國汽車工業發展的中青年科學家和工程技術人員，并且出資828萬元，用于交通與安全、環境與健康等領域的基礎研究工作。據統計，共有 51名國內科學家獲得過此殊榮，而他們中的大部分獲獎人員已經成為目前中國學術界、工業界的骨干力量。

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關鍵詞：鋁合金復合材料；汽車輕量化；運用

0 引言

汽車輕量化不僅是汽車行業立足的內在需求，更是持續發展的必然選擇，因此當下越來越多的企業將目光轉移至輕量化研究與創新中，其中鋁合金復合材料因易加工、質量輕、強度高、耐腐蝕等顯著優勢已在汽車輕量化中得以廣泛應用，相信隨著科技的不斷發展，鋁合金復合材料將會有更大的技術進步和應用市場。

1 發展汽車輕量化的現實意義

汽車的廣泛應用既是現代化物流的重要工具，也是公眾追求高品質生活的一種體現，而且近年來汽車產量和銷量一直在持續增加，雖然極大的方便了人們出行，推動了社會經濟發展，但同時也存在一定的負面影響，特別是油耗和環保問題。而汽車輕量化理念的推廣和實踐，不僅有助于節約油耗、減少排量、保護環境，而且對提升汽車行駛性能和安全性能也有所幫助。因為汽車質量與油耗關系密切，若汽車質量降低，在節約油耗的同時也能減少二氧化碳以及氮化物、硫化物等物質的排放，可見有利于改善環境質量，而且事實證明，汽車質量的減輕還可以減少汽車加速時間，降低動力及其傳動負荷，在較低的牽引負荷狀態下汽車能夠展現同樣甚至更好的性能[1]。故輕量化是汽車發展的必然趨勢和現實選擇。

2 鋁合金復合材料的優勢所在

而在汽車輕量化中強調運用鋁合金復合材料，與其自身特點有很大關系。具體而言，鋁合金復合材料是一種生命力強大的材料，不僅密度低、尺寸穩定、強度較高，而且耐磨性好、抗斷抗疲勞，還具有良好的塑性與模量等諸多優點。其中鍛造鋁合金材料優勢更為突出，即表面光、潔熱鍛不氧化，加工余量小、無缺陷，強大的剛度可與合金鋼相媲美等，經高強度熱處理后的鋁鍛件在汽車輕量化中的運用越來越廣泛。如豐田公司曾在發動機活塞制備中使用鋁合金復合材料，較之鑄鐵活塞不僅質量減輕了5%-10%，還提高了4倍左右的導熱性[2]。雖然如此，但在我國汽車輕量化發展中，鋁合金復合材料尚未得到有效推廣，畢竟鋁材成本較高，既需要大量的研發費用和維修成本，在深沖、彈性模量等部分力學性能方面還有待改善，致使其使用效果和應用范圍難以達到預期效果。

3 鋁合金復合材料在汽車輕量化中的運用

3.1 在車身中的運用

在汽車質量中車身質量約占30% ，而且70%左右的油耗是用于承載車身質量的，可見將鋁合金復合材料運用至汽車車身制造中十分必要，或者說勢在必行。如早在90年代初世界第一輛全鋁車身框架轎車-奧迪A8第1代便誕生了，奧迪公司通過采用ASF車身結構，其以鋁板元件為架構支撐，且基于所承擔的任務采用不同形狀和橫截面積的元件，在保證低質量基礎上獲得最佳功能，具體可從車身構造中的A、B、C柱內部發現，不僅減輕了40%左右的質量，使得油耗和排放得以大幅降低，而且抗扭轉剛度的提高可在一定程度上改變碰撞后的吸能路徑，有助于最大限度的保護乘員，故整車的安全性能得到了明顯改善[3]。發展至今，奧迪A8整車質量和輕量化結構系數分別達到了250kg和1.5，可以說是汽車輕量化的一大重要成果。

再如Ford?P2000基于沖壓焊接制造的鋁制車身骨架，結合使用現有鋼板加工工藝，使得自車身質量低至135.6kg，整車質量和百公里油耗分別減少了32.8%和22.8%，由此可知，鋁合金復合材料在汽車車身輕量化中的合理運用發揮了良好的節能降耗效果，值得進一步研究和推廣。

3.2 在發動機中的運用

發動機在汽車質量中的比例約為20-30%，顯然運用鋁合金復合材料意義重大。目前最常見的是缸體缸蓋、活塞、曲軸箱、油底殼以及連桿等部位，在此就活塞和缸體缸蓋作重點分析。隨著汽車制造工藝和性能要求的不斷提高，越來越多的發動車活塞采用了鑄鋁合金材料，這是因為作往復運動的活塞需要借助減重降低慣性，達到降低曲軸配重提高工作效率的目的，且要求具有小的熱膨脹系數和良好的導熱性，并在350℃環境下能夠發揮良好的力學性能，而鑄鋁合金不僅能夠滿足上述要求，而且輕質密度低，有助于減少發動機噪音和振以及油耗，故得以應用于活塞及連桿中[4]。再者發動機缸體缸蓋在導熱性、抗腐蝕性等方面對材料的要求極高，故運用性能優良的鋁合金復合材料也是必然的，當下很多國外汽車公司紛紛制備了全鋁型缸體缸蓋，如日產VQ、凌志IMZ-FEV6等型號的發動機油底殼采用的便是鑄造鋁合金復合材料，但從樣本機看，與傳統材料相比其質量降低了20%左右。

3.3 在底盤中的運用

其實在汽車輕量化實踐過程中，底板系統不僅容易實現，而且潛力較大。對于懸掛系統來說，鋁合金復合材料是替代鋼鐵的首選材料，如福特公司經使用鋁合金制動盤取代原鑄鐵盤，雖然成本有所增加，可是降低了2/3的質量，并提高了2倍的使用壽命；Neod Lite 車底盤在運用鋁合金零部件后，使得轉向機殼、萬向節、下控制臂、轉向軸以及后制動轂等質量均有所降低，顯然符合輕量化要求；此外克爾維特與凱迪拉克等車輛經采用鋁合金復合材料制備的零部件也取得了良好的效果。

3.4 在車輪中的運用

對于汽車車輪質量而言，輪轂質量占到了70%的比例，試驗表明，如果每減輕1kg的輪轂質量，在同樣耗費1L汽油的情況下汽車行使距離可增加800m，或者說在節約1L油量的情況下，則有2.5kg的碳無法得到排放，所以輪轂輕量化既便于普及，也有著較高的鋁化率和節能環保功效。同時運用鋁合金復合材料的輪轂還可發揮良好的減震、抗腐蝕、散熱作用，且經久耐用、容易制造，對于改善汽車安全性和舒適性意義重大。預計在日后的發展中，鋁合金輪轂在我國的需求量會飛速增長，故有著廣闊的發展空間。

3.5 發展要點分析

由上可知，在汽車輕量化中的運用鋁合金復合材料已經取得了不小的成績，而且隨著鋁合金復合材料種類的豐富、生產工藝的進步和綜合性能的提高，其會展現出越來越大的優勢和影響。但縱觀我國市場，其尚未得到有效普及，究其原因與高成本有很大關系。這就要求我們充分認識鋁合金復合材料作為一種相對成熟的輕量化材料，對于實現節能環保、提高汽車安全性能有著至關重要的影響，而且鋁資源豐富、供應充足、回收價值率高，完全能夠適應汽車輕量化發展形勢，因此政府和相關部門應立足長遠視角予以政策鼓勵和科研支持，聯合汽車行業成立研發機構，加快鋁合金復合材料創新和應用，注重新合金、新工藝、高性能研發，并適當提高鋁合金性價比，以此推動我國鋁合金復合材料能夠順利推廣，更好的運用于汽車輕量化發展之中。

4 結束語：

總之，無論是站在節能環保的視角，還是縱觀汽車行業的長遠發展，輕量化已是大勢所趨，不容置疑，而其能否順利達成這一目標的關鍵在于鋁合金復合材料的生產技術。這就要求我們進一步加強材料研究和技術創新，盡快提升鋁合金復合材料工藝技術，以期使其更好的服務于汽車輕量化發展。

參考文獻：

[1]鐘奇，施 毅，劉博. 鋁合金在汽車輕量化中的應用[J]. 關注，2015，02：23-24.

[2]尚雪梅，任曉莉. 鋁合金材質在汽車輕量化中的應用及其成形技術探析[J]. 科技視界，2014，09：450-451.

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關鍵詞：機械自動化；水平；提高途徑

現階段，自動化是人們生活中常見的技術手段，通過機械設備中對自動化技術的應用，對人們的生活造成巨大影響，即實現產品的自主生產與加工。機械自動化主要以自然、技術以及經驗等為研發基礎，通過對機械制造技術的優化與升級，以此完成機械設備的自動化運轉。在改革開放以后，機械制造業的迅速崛起，帶動自動化技術與水平的提升，但是，與國外發達國家相對比，國內的自動化水平仍然處于落后階段，對此，采取有利的手段，提升機械自動化水平，是目前人們首要關注的對象。

1 對機械自動化技術進行分析

1.1 自動化技術在機械制造行業中的應用價值

基于制造業快速發展的背景下，通過產品生產中機械自動化的運用，有效地提升產品生產效果與生產質量，從而為機械自動化的發展帶來有利條件。機械自動化管理工作是當前企業生產中的關鍵步驟，利用機械運轉的連續性、均衡性特點，強化機械設備管理工作的重要性，配以規范性操作流程，結合機械設備定期保養，確保機械設備運行狀態良好。機械設備中對自動化技術的應用，其作用主要有以下幾點：首先，提高產品生產的總體效率、產量，甚至在改善產品生產質量等方面也具有一定的優勢；降低企業資金投入問題，確保企業資金周轉正常，增加企業經濟效益。其次，實現安全、高效的產業鏈。在產品生產過程中，采用落后的機械設備與生產技術，則會出現人員傷亡與設備事故等多種問題，在較為嚴重的情況下，還會造成環境污染。由此，在制造業產品生產過程中，采用安全與凈化的機械制造技術，能夠改善落后技術中存在的不足，降低事故發生幾率。

1.2 機械自動化技術發展現狀

我國自動化技術在應用過程中，還存在許多不足之處需要改善，其具體發展現狀為：第一，缺乏管理力度。受到全球經濟一體化的影響，產業化的發展逐漸走向智能化，其實質為利用產業技術和自動化技術的整合，實現產業化的高效發展。而機械自動化技術運用過程中，為提高產品生產精益求精的價值，采用先進的制造思想，促進高質量產品的輸出。但是，在實際的企業產品生產中，關于機械自動化技術的管理工作仍然與發達國家的差距較大，僅有少數的大型企業能夠自主利用機械自動化技術，卻無法離開實際經驗對機械自動化設備管理的運用。第二，機械自動化水平整體降低。“實踐才是檢驗真理的唯一標準。”由于發達國家對機械自動化技術的應用長達數十年，其不僅擁有豐富地實踐經驗，還能根據自身發展的需要，對機械自動化技術進行適當地優化與整改，使其滿足時展的需求。但是，我國的機械自動化技術處于傳統設計的階段，加之制造工藝的匱乏，難以實現產品生產的高效運轉。

2 改善機械自動化整體水平的有效途徑

我國想要改善機械自動化整體水平，不僅需要對技術方面進行充分考慮，而且還應結合我國國情，以實現可持續發展為目的，根據機械制造行業實際發展現狀，使機械自動化水平得到明顯提高。

2.1 適用性自動技術

近年來，機械制造行業的快速發展，不僅改善了企業經濟效益，而且加大了企業發展規模，但是機械自動化技術比較薄弱，需要對其進行重點加強。通常來講，機械制造行業發展規模，會對自動化水平帶來直接影響，并在某種程度上是對我國機械制造行業實力的展現。在我國改革政策不斷深入下，我國科技水平得到明顯提高，加之相關先進技術的應用，促使機械自動化得到有效改善。可是和其他發達國家相對而言，我國整體水平還是比較落后，基于此，應對機械自動化技術進行重點強化，以實現企業、市場要求為發展目標，為提升企業經濟效益奠定良好基礎。

2.2 對機械設計方法進行創新

在提高水平的過程中，可以重點對機械設計相關技術進行優化，積極對其進行創新，改善機械設計整體水平。我國制造行業發展較晚，所以一直處于落后階段，尤其是機械自動化的發展，例如：中國汽車制造行業，因自動化技術沒有進行充分應用，所以對汽車制造行業的發展帶來一定阻礙，同時還會降低我國汽車實際銷售量。根據以上問題，相關機械設計人員需要不斷豐富自身設計知識，借鑒更多先進設計方法，對傳統設計進行不斷加強，使自動化技術充分發揮自身價值，進而提高機械自動化整體水平。

2.3 節能型自動化技術

國內目前的經濟水平處于持續上漲的趨勢，但是能源過度消耗問題可謂是有過之無不及，在人口數量增長的過程中，人均資源持有量正在逐漸下降，為了有效地改善這一問題，應在機械自動化技術運用過程中，注重技術的節能減排功能，以最少資金投入換取最大的經濟收益。在制造業中，其企業在產品生產設備選擇中，往往側重于通用性機械設備，通過對國外相關機械設備研究經驗，以自身發展為切入點，以原有機械設備為基礎，對機械設備的自動化運用進行詳細分析。另外，對于企業而言，應不斷地吸引優秀人才的加入，通過優秀人才創新能力的發揮，將機械自動化理念運用至產品生產環節中，從而構建以技術為主，以人為輔的企業產品生產鏈。

2.4 強化網絡信息的重要性

在機械自動化運用階段，不可盲目追求高效率的自動化技術，而是應從實際發展的角度出發，采用低投資、高效率的機械自動化技術，才是時代與企業發展的需要。因此，在信息化高速運轉的今天，制造業應逐漸向網絡化方向邁進，通過自身運營模式的轉變，實現高質量的產品生產。走向網絡化的制造業，在產品生產中也逐漸實現多元化的構建，例如：產品樣式與圖案、用料與零件構造等，利用網絡的信息化渠道，產品設計人員能夠真正實現思想與行為上的溝通，從而提升機械自動化水平。除此之外，因為機械制造行業經常受到技術較差等因素的干擾，所以，在機械自動化水平提高的過程中，可以結合我國國情，大量生產工藝較為成熟的產品，使自動化技術得到有效改善，例如：焊接和鍛造等技術，這些技術我國可以對其有效運用。

3 結束語

綜上所述，我國科學技術快速發展下，自動化技術在機械制造行業中的應用逐漸變得廣泛起來，為了提高我國機械自動化整體水平，應該傳統機械設計進行優化，將自動化技術合理應用其中，合理引用先進技術，使機械自動化更具創新性。而在機械自動化水平提高過程中，應堅持遵守相關規定，結合我國基本國情，選擇最適合的改善措施，促進我國機械自動化長遠發展，從而實現可持續發展戰略。

參考文獻

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篇8

一、第三次工業革命的主要觀點和判斷

（一）第三次工業革命提出的背景和環境

第一，在國際金融危機的影響和沖擊下，主要經濟體增速明顯下滑，國際貿易保護抬頭，全球治理結構深刻調整，世界經濟發展的不確定性和不穩定性因素顯著增多，正進入一個新的發展周期。

第二，支撐第二次工業革命的石油和其他化石能源正日漸枯竭，那些靠化石燃料驅動的技術已陳舊落后，以化石燃料為基礎的整個產業結構也運轉乏力。根據經濟學家估計，到本世紀中葉，石油資源將會開采殆盡，屆時其價格升高將不適于大眾化普及應用。

第三，由前兩次工業革命所帶來的二氧化碳過度排放也使得全球氣候變化日漸明顯，生態災難增多，給人類社會的可持續發展帶來嚴峻挑戰。

第四，世界各國為應對國際金融危機沖擊，紛紛加大科技創新投入，在全球范圍內引發了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術創新浪潮，新一代信息技術、新能源、智能制造、新材料等一些重要領域和前沿方向已經出現革命性突破的先兆。

基于此，美國著名未來學家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工業革命的概念，并于2011年出版《第三次工業革命》的專著，迅速引起了國際上的廣泛關注。2007年5月，歐盟議會了一份正式文件，宣布第三次工業革命作為歐盟的長期經濟愿景和路線圖。2011年5月，里夫金教授在巴黎第50屆OECD會議上作“第三次工業革命”的專題報告，有34個成員國的首腦參加。至此，關于第三次工業革命的討論在全球范圍內快速擴散。

（二）關于第三次工業革命的主要觀點

當前，國內外對于第三次工業革命特征、內涵及影響的主要觀點和判斷有以下幾種：

1、美國未來學家杰里米·里夫金：“新能源+互聯網”催生第三次工業革命美國學者里夫金最早提出了第三次工業革命即將來臨的觀點，他的主要判斷如下：

第一，新工業革命的本質在于新通信革命和能源革命的結合。里夫金認為，每一次工業革命都是能源與信息的交匯。第一次工業革命時期（18世紀60年代～19世紀40年代），通信技術發生了革命性變化，從手工印刷到蒸汽機動力印刷，后者可以實現低成本大量印制和傳播信息，隨后出現公立學校，大量識字勞動力，人們利用新的通信系統去管理以煤炭為基礎的新能源系統。第二次工業革命時期（19世紀70年代～20世紀初），通信與能源再度攜手，表現為集中的電力、電話以及后來的無線電和電視機，可以管理更復雜的石油管道網、汽車路網，進而為城市文化的興起提供了可能。因此，歷史上新通信技術與新能源系統的結合，往往預示著重大經濟轉型時代的來臨。

第二，第三次工業革命需要五大支柱來支撐。煤炭、石油、天然氣等化石能源的不可持續性必將導致第二次工業革命的終結。第三次工業革命就是建立在互聯網和新能源相結合基礎之上的一次革命。在“新能源+互聯網”的支撐下，每個家庭、每個建筑不再是單純的能源消費者，而是能夠參與能源生產，甚至能夠輸出能源。并將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。具體來說，第三次工業革命由五大支柱構成，分別是：

1 向可再生能源轉型；

2 以建筑為單位的小型電站；

3 擴展到所有基礎設施上的能源生產和儲存；

4 充電式交通系統從互動式電網中獲取電能；

5 能源互聯網。

里夫金還認為，這五個支柱如果分別孤立地存在，是毫無意義的，只有互相配合，相互聯系，建立起一個集成的基礎系統，才有意義。

第三，第三次工業革命將給人類社會帶來深刻變革。“新能源+互聯網”并不等同于智能電網。因為智能電網僅是電網管理模式上的革新，解決不了化石能源日益稀缺、開發利用低效的根本問題。互聯網技術與可再生能源相結合，能夠在能源開采、配送、利用上從石油世紀的集中式變為智能化分散式，將全球的電網變成能源共享網絡，最終會讓我們的商業模式、社會模式乃至地緣政治發生翻天覆地的變化。比如，以化石燃料為基礎的第一和第二次工業革命要求大規模的中央集權、自上而下的組織結構；第三次工業革命則是一種以節點組織式的、水平分布式的、網絡擴散式的合作型商業實踐，原有的縱向權力等級結構正向扁平化方向發展。又如，在第一次和第二次工業革命中，形成了基于石化燃料的地緣政治世界，地球被看作一個容器（資源庫），充滿著支撐經濟活動的各種有用資源；新工業革命發生后，能源體系從石化燃料向分布式的可再生能源的轉變，將按照生態思想的方式重新界定國際政治關系。再如，新能源與互聯網的結合還帶來了分享協作機制，隨著3D打印等先進制造技術的日趨成熟，每個人都可以成為生產者，改變了制造、營銷、運輸、物流和服務。同時，里夫金還認為，前兩次工業革命都花了40～50年時間，第三次工業革命應該更快，因為通信系統已經就緒，從上世紀70年末期到現在互聯網已經存在、發展很久了；但可再生能源落后了很多。美國卡特總統的時候由于石油禁運才開始談可再生能源。德國如果按現在的速度發展，會輕松地在2030年左右準備好五大支柱。

2、英國《經濟學家》雜志：制造業數字化引領第三次工業革命浪潮今年以來。英國《經濟學家》雜志連續刊出了一系列關于“第三次工業革命”的文章，主要觀點是：制造業數字化將引領第三次工業革命浪潮。

第一，為什么說新工業革命就是第三次工業革命？《經濟學人》的劃分標準：第一次工業革命是在18世紀后半葉，以英國紡織機械化為標志的第一次工業革命。我們通常說是蒸汽機，其實蒸汽機最后真正變得工業化是用在紡織機上，然后才引起了一系列的變化。第二次工業革命，是以福特汽車工廠在20世紀初，采用大規模流水線生產為標志。這兩次工業革命都改變了社會，改變了歷史，也改變了各國的形態。第三次工業革命，就是以3D打印機為標志的工業革命。

第二，制造業數字化將是一場波及全球的產業革命。制造業的數字化進程正從5個方面向前推進：一是更聰明的計算機軟件。如，通過虛擬技術，可以在電腦上對產品進行檢測并開發新功能，類似的軟件同樣可以應用于規劃廠房的布局和為生產機器編程。二是新材料的出現。如碳纖維已被廣泛應用于山地自行車、釣魚竿、航空器和越來越多的汽車之上。三是更靈巧的機器人。今天的工業機器人，就是像曾經的大型計算機；下一代機器人就如同現在的個人電腦，將非常適用于中小型企業。四是基于網絡的制造業服務商。通過互聯網，一家歐洲公司可以從另一家位于美國的公司那里獲得設計圖紙和樣品，并在中國找到一家加工企業。五是新的制造方法。如傳統制造模式是集中式、追求規模經濟的“減式制造”，生產過程中產生了大量的浪費；而3D打印技術可以一層一層地將產品“堆砌”出來，是便于分散化、低成本的“增式制造”，材料沒有損失。

第三，“中國制造”的崛起可能被第三次工業革命所終結。新工業革命帶來的影響將是顛覆性的，如同紡織廠消滅了手工織布技術，福特“T”轎車讓傳統手工鐵匠下崗。第三次工業革命不僅影響到產品的生產方式，還將影響到產品的生產地點。隨著生產成本快速上升和勞動力短缺的出現，傳統制造業將大批轉移到像越南、孟加拉國、印度這樣的國家，而更新更高端的產品，由于有新的數字化制造革命，又會回到發達國家。因此，第三次工業革命對中國這樣的制造業大國來說有著相當大的負面影響。

3、中國學者：數字化、智能化

制造成為新工業革命的靈魂國內學者普遍認為，智能軟件、新材料、機器人、新制造方法的不斷成熟與廣泛應用，有力地推動了智能制造技術的快速突破，將產生足以改變人類經濟社會進程的巨大力量，第三次工業革命即將到來。主要觀點有：

第一，中國科學院院長白春禮：新的工業革命可能使工業生產方式將從大規模生產向個性化生產轉變。今年7月，白春禮接受《經濟參考報》專訪時提出，當前信息、量子、生物等領域發生的一些革命性突破，將深刻改變人類的世界觀、認識論和方法論，成為新科技革命和“新工業革命”的科學基礎和知識源泉。新的工業革命，可能使生產過程將更關注個性化定制，消費者將在更大程度上參與設計和制造過程，甚至成為生產過程的一個重要環節，生產方式將從大規模生產向個性化生產轉變，制造商、供應鏈的地理格局將發生根本改變。

第二，中國工程院院長周濟：數字化、智能化是新工業革命的核心技術。周濟認為，“數字化、智能化技術是產品創新和制造技術創新的共性性能技術，它深刻變革了制造業生產模式產業形態，是新工業革命的核心技術。”

第三，國務院發展研究中心馮飛：第三次工業革命的一個特點，就是就地化生產。馮飛提出，第三次工業革命的一個特點，就是就地化生產。比如說數字化制造所帶來的便利，貼近消費市場是非常重要的因素，可能會有一些企業回流到市場范圍大、市場需求多層次比較突出的一些地區。

第四，中國社科院工經所呂鐵：第三次工業革命的主題是制造業“數字化”和“大規模定制”。呂鐵認為，第三次工業革命的主題是制造業“數字化”和“大規模定制”。在第三次工業革命浪潮中，終端產品的競爭優勢來源不再是同質產品的低價格競爭，而是通過更靈活、更經濟的新制造裝備生產更具個性化的、更高附加值的產品。

第五，微軟公司全球副總裁張亞勤：信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發展，是新一輪工業革命的靈魂。張亞勤認為，信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發展，是新一輪工業革命的靈魂。利用信息技術和互聯網，將會推動生產制造可以突破時間和空間的限制，進而推動人類社會的生產方式、生活方式和社會管理方式加快向智能化轉型。

第六，也有部分學者對第三次工業革命持否定態度。比如，國務院發展研究中心的王俊峰提出，所謂第三次工業革命，應該僅僅是一些學者的提法，技術發展不是單單靠政府的刺激、支持就可以達成的，需要長期的技術積累，有自己的生命周期。又如，北京工商大學的陳及認為，第三次工業革命即將到來的說法是一個噱頭。一些高端技術的突破還遙遙無期，無論從目前互聯網技術還是從新能源的發展來看，時機都不成熟；只靠一兩項技術完不成第三次工業革命。

（三）我們的初步認識

1、第三次工業革命浪潮的到來還需要一個較長的過程，既不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式

首先，第三次工業革命在重點領域技術發展和應用上存在明顯局限性。目前，新能源、3D打印、智能制造等引領第三次工業革命的代表領域，受技術、材料、成本、經驗、規模經濟等因素制約較多，應用范圍和應用程度都還較為有限。在現有技術水平、發展模式和競爭格局下，各國都不會完全拋開現有成熟的能源供應體系和使用方式，而采用技術成熟度不高、配套設施不健全，并且沒有得到驗證過的能源供應和使用模式。同時，受地緣政治、技術突破等因素制約，全球或區域大一統的能源供求格局難以在短時間內形成。根據有關資料，3D打印技術的發明已有10余年歷史，最先應用于快速制作概念產品的模型以評估其外形與擬合情況，目前仍因制造速度、材料強度等問題而難以推廣。

其次，新一輪工業革命將會是個較長的過程，不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式。歷史經驗表明，每一項技術從科學原理到技術發明再到廣泛應用都需要經歷一次較長的轉化周期（見表1），每一次工業革命的形成更不會是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造計劃，我國在1993年也設立了“智能制造技術基礎的研究”重點項目，但時至今日智能制造技術仍不成熟。因此，新一輪工業革命的來臨將會需要一個較長的過程，在相當長一個時期內新一輪工業革命催生的新生產方式和發展模式也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式。

2、信息網絡是第三次工業革命的重要內容，多項關鍵技術交叉融合成為新一輪工業革命的顯著特征。從主要支撐來看，信息網絡技術是第三次工業革命的核心。信息網絡技術領域正在孕育新一輪的技術革命，新一代信息網絡、云計算、物聯網、大數據、系統級芯片等新技術、新應用極有可能推動整個工業實現新的飛躍。信息網絡對其他產業有極強的滲透作用和倍增作用，會帶動互聯網、電子商務、文化創意等多個產業強勁增長，創造新的商業模式。信息網絡還可以通過與其他產業的融合，催生移動互聯網等一些新的產業增長點和數字內容服務等新興業態。在里夫金構建的以能源互聯網為支撐的第三次工業革命中，就是通過信息網絡技術與能源技術的深度融合，使太陽能發電、大規模并網發電技術實現突破。信息網絡革命是新一輪工業革命的骨架和靈魂，成為推動“第三次工業革命”的關鍵所在。

從主要特征來看，多個領域的關鍵技術交叉融合不斷催生出新的技術創新成果。信息網絡技術、制造技術、能源技術、材料技術的匯聚融合速度越來越快，帶來新的技術變革。信息網絡技術與制造技術、材料技術的有機結合，使3D打印成為現實，使大規模定制和簡單設計成為可能，有望改變傳統制造業形態。制造技術與材料技術相互促進，精密加工、機械電子、數控裝備等尖端領域不斷突破，推動高端裝備制造技術的不斷發展。高性能碳纖復合材料的新發展，將引發航空工業從設計理念、物流供應鏈、維修服務到制造的革命性變革。

3、每一次工業革命都將為后發國家成功實現“趕超”打開“機會窗口”，加強技術積累和前瞻部署是把握第三次工業革命歷史機遇的重要前提。

從歷史經驗來看，一些后發國家都是通過及時抓住科技革命和工業革命的機遇，實現了趕超跨越。比如，18世紀的德國，抓住了化學工業發展的機遇，迅速超越了英國。

19世紀末20世紀初的美國，抓住了電氣革命的機遇，很快成為世界頭號強國。20世紀50年代的日本，抓住了半導體產業發展的機遇，在很短的時間內成為世界經濟強國。盡管第三次工業革命目前還存在很多局限性，但技術創新浪潮帶來的影響與變革已經不容忽視。發達國家擁有雄厚的技術基礎和人才優勢，擁有強大的研究開發能力和良好的市場機制，很可能率先在新能源、信息、生物等新興產業發展方面取得突破，進一步鞏固其在全球產業競爭中的主導地位。盡管在部分新興產業領域技術路線還有多種選擇，但這一“機會窗口期”稍縱即逝，如不能抓住機遇實現技術突破，將會陷入新一輪的“低端鎖定”。

美國頁巖氣革命的經驗表明，加強技術積累和前瞻部署是實現重大技術突破的重要前提。比如，早在上世紀70年代，美國能源部就組織開展了以泥盆系頁巖為重點的頁巖氣研究。自1981年的第一口鉆井到1992年歷經10年，美國鉆生產井僅99口，開發進程極其緩慢。但在政府的積極部署和各種優惠政策支持下，1999年、2003年、2005年先后攻克重復壓裂、水平鉆井、水平井分段壓裂等一系列標志性新技術，實現了頁巖氣開發的突飛猛進（見圖2）。美國頁巖氣產量從2005年的194億立方米，提高到了2011年的1800億立方米，占美國天然氣總產量的34%，迅速轉變了美國能源供給的被動局面。

第三次工業革命的五大支柱領域仍然有許多亟待突破的核心技術和關鍵環節（見表2）。如新能源發電成本較之傳統能源在短期內仍不具備優勢，適用于能源互聯網的儲能技術的應用尚處于商業化初期階段，世界各國智能電網的研究與開發仍處于起步階段等。可以說，誰能率先在這些領域的核心技術取得突破并產生協同效應，誰就能掌握第三次工業革命的主動權。在迎接新一輪工業革命的過程中，我們一定要瞄準可能發生變革的基礎和前沿領域，找準主攻方向，前瞻部署對國家長遠發展具有帶動作用的戰略先導研究、重要基礎研究和交叉前沿研究，打通制約技術創新和應用過程中存在的標準、關鍵共性技術、市場培育和產業支持等瓶頸，為新技術的大規模商用創造條件。

二、第三次工業革命的重要領域

（一）能源互聯網

1、能源互聯網簡介

能源互聯網是一種在現有配電網基礎上通過先進的電力電子技術和信息技術，融合了大量分布式可再生能源發電裝置和分布式儲能裝置，能夠實現能量和信息流動的新型高效電網結構，是新型電力電子技術、信息技術、分布式發電、可再生能源發電技術和儲能技術的有機結合。它是以可再生能源發電為基礎構建的能源互聯網絡，通過智能能量管理系統實現實時、高速、雙向的電力數據讀取和可再生能源的接入和存儲，從而進行能源共享。

能源互聯網除具備智能電網的自愈性、安全性、高效性、經濟型和集成性等特點外，還具有3個自身特點。

一是環境友好。能源互聯網的建立是以分布式可再生能源發電的大量應用為基礎，以建立智能型綠色電網為目標，具有綠色、環保的特點，也符合當前國家提倡低碳經濟的發展需求。

二是實現可再生能源的“即插即用”。傳統電力網絡主要是面向遠端集中式發電，能源互聯網可以在電網中實現類似互聯網的“即插即用”技術，使電網可以包容多種不同類型發電，尤其是分布式的可再生能源發電。

三是與用戶終端的實時交互。在電網運行中，通過智能終端可以實現發電端與用戶設備和行為的交互，依托實時的通信構架，既可以對電網運行狀態進行精確估計，也可以對負荷、發電端、儲能裝置等進行實時監控和管理，合理分配電網資源，提高電網的安全性、可靠性和經濟性。

2、能源互聯網的發展現狀

從“能源互聯網”的幾大支柱看，支撐該領域的關鍵技術和產業基礎參差不齊，都面臨著不同程度的制約。

在新能源方面，發電成本不斷降低，但暫時仍不足以替代傳統發電。彭博新能源財經的數據表明，就現有項目來看，陸上風電的平均發電成本已經跟小水電和大水電十分接近，但是小水電和大水電平均發電成本還是略低于陸上風電。目前美國槽式光熱電站度電成本為15-17美分，折合人民幣約0.9元左右，美國的報告顯示，要在2015年，把這一數字降低到8-11美分，折合人民幣0.5元左右，屆時才將與傳統能源發電成本相當。此外，新能源的上網電價、投資回報率、電量的送出消納、電費的結算時間都直接影響著新能源的廣泛普及。

在能源儲存方面，新能源的可存儲性顯著低于石油、天然氣、煤炭等傳統能源，適用于能源互聯網的儲能技術的應用尚處于商業化初期階段（見表3）。儲能技術的定位是功率傳輸到電量傳輸，從輸電網到能源網轉變的核心技術。總體而言，可以引發電力系統的變革的儲能技術首先要有一定的規模，達到兆瓦時是一個根本的起點。在這種規模下，還要實現安全運行。此外，其循環壽命和轉換效率兩個指標最為重要。各種儲能技術出現拐點的一個象征性的標志是千瓦時造價達到1500元之內，循環次數達到5000次。預計10年之內，會有某種儲能技術能夠達到這一指標。

在智能電網方面，世界各國智能電網的研究與開發尚處于起步階段，大規模應用仍需時日。目前，美日歐均抓緊投資，以便創立并獲得對自己有利的智能電網技術標準。但限于智能電網的自愈性、互動化、供電安全等方面的發展還未能滿足要求，因此還未能實現能源資源的大范圍優化配置。

3、能源互聯網技術和應用發展前景

隨著能源互聯網的支柱性技術逐漸成熟、并相互協同，能源互聯網將會使每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，將氫和其他可儲存能源儲存在建筑里，利用社會全部的基礎設施來儲藏間歇性可再生能源，并保證有持久可依賴的環保能源供應。同時，利用網絡通信技術把電網轉變為智能通用網絡，從而讓上百萬的人可以把周圍建筑產生的電能輸送到電網中去，在開放的環境中實現與他人的資源共享，其工作原理就像信息在網絡上產生和傳播一樣。此外，還將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸和消費模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。在全國建立充電站，人們可以在充電站買賣電能。

近期，我國新奧集團提出的“泛能網”，可視為能源互聯網的補充和延伸。所謂“泛能網”是指通過能源生產、儲運、應用與回收循環四環節能量和信息的耦合，把能源網的能量、物聯網的物質、互聯網的信息三種“流”融合到一起，形成能量輸入和輸出跨時域的實時協同的能源管理網絡。由于風電與太陽能發電的不穩定性及現有的規模決定其短期內無法支撐起國內龐大的能源需求，因此，傳統能源的高效清潔利用和智能供給也是“泛能網”在未來一段時間內的重點解決方案。例如，“泛能網”可以將處于地下的煤加入氣化劑實現可控氣化，為后續能源產品生產提供低成本的合成氣。生成合成氣后，再通過氣電聯產實現發電，將一次能源轉化成更為清潔的二次能源。

4、能源互聯網帶來的變革和影響

一是顯著提升能源利用效率。能源互聯網擁有儲能單元和智能控制平臺，從而可以實現能量控制與用戶能量需求的實時協同，不同能源通過智能控制平臺還可以相互轉化，使得能源儲運與應用更加智能化，減少不必要的浪費。不但使現有的傳統能源得以更加有效的進行調配和供給，也使風電、太陽能發電等目前相對獨立的新能源應用得以進行大規模共享。

二是徹底改變能源生產、供應和消費模式。“能源互聯網”能夠將每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產綠色可再生能源，從而改變以往大規模集中生產能源的方式。此外，人們可以將這些能源轉化為氫氣儲存，并用綠色電力為自己的樓房、機器和汽車供電。多余的電力則可以通過一種外部網格式的智能型分布式電力系統與他人分享，就如同人們目前通過網絡分享信息一般。

三是推動經濟社會向合作和分散關系發展。能源互聯網將從能源領域打破長期以來以化石燃料為基礎的大規模的寡頭壟斷、自上而下的組織結構，使社會向合作和分散關系發展。社會的組織模式將趨向扁平化結構，由遍布全國、各大洲乃至全世界的數千個中小型企業組成的網絡與國際商業巨頭一道共同發揮作用。我們所處的社會將經歷深刻的轉型，原有的縱向權力等級結構將向扁平化方向發展。同時，買賣雙方的對立關系開始被供求雙方的合作關系所取代，自利的同時也實現了利益共享。

（二）智能制造

1、智能制造簡介

智能制造是以泛在感知、精準控制、智能診斷和人機交互為特征的一種新的制造模式，其基本特點是整個生產線全自動化，生產效率顯著提高，極端制造能力增強，加速機器對人的替代。智能制造具有五大特征：

一是自律能力。具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統對信息具有一定的分識庫來決定自身行為。

二是人機交互能力。人在制造系統中處于核心地位，同時在智能裝置的配合下，可以更好地發揮出人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相輔相成、相互協作的關系。

三是建模與仿真能力。以計算機為基礎，融信息處理、智能推理、預測、仿真和多媒體等技術為一體，建立制造資源的幾何模型、功能模型、物理模型，擬實制造過程和未來的產品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。

四是可重構與自組織能力。為了適應快速多變的市場環境，系統中各組成單元能夠依據工作任務需要，實現制造資源的即插即用和可重構，自行組成一種最佳、自協調的結構。

五是學習能力與自我維護能力。產品制造是在不斷發展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷地增加，同時在運行過程中不可避免地會出現故障，為了更好地適應社會對產品制造的要求，需要智能制造系統擁有學習能力和自我維護能力。

智能制造的技術體系主要包括制造智能技術、智能制造裝備技術、智能制造系統技術、智能制造服務技術（見圖3）。

2、智能制造的發展現狀

智能制造的發展主要體現在制造智能技術、智能制造裝備、智能制造系統和智能制造服務四個方面。在制造智能技術方面，制造活動中的知識、知識發現與推理能力、智能系統結構與結構演化能力都有了顯著提升，在生產的關鍵環節也有一定的應用。但一些關鍵技術仍存在較大制約，如感知與測控網絡技術標準并未統一，基于云計算的分布智能制造體系結構、任務描述及管理技術還處于概念階段，面對不確定、不精確、非完整制造信息的分布/混合智能推理技術尚未建立等。在智能制造裝備方面，高檔數控機床、工業機器人、測控裝置等制造裝備的智能化水平不斷提高，對運行狀態和環境的實時感知和處理分析能力、自主決策能力、自我診斷和修復能力不斷增強。如目前，工業機器人已廣泛用于弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業。在汽車制造業領域，日本每萬名生產工人占有機器人的數量為1710臺，法國為1120臺，美國為770。此外，在德國市場，食品行業大力促進了機器人的利用。機器人制造商認為，在藥品和化妝品行業和塑料行業，機器人的投資潛力巨大。

在智能制造系統方面，目前，智能制造系統的發展滯后于智能制造裝備的發展。由于制造工藝的日益復雜，制造系統日益龐大，資源環境約束愈發嚴峻等因素的制約，對制造系統的智能化、柔性化、綠色化等方面提出了越來越高的要求。如石化、冶金、建材等連續制造業能源資源消耗大、排放高的問題迫切要求智能制造系統能夠進行固體廢棄物質能分選、智能化除塵、智能工業清洗及污水處理等功能。

在智能制造服務方面，智能制造服務是制造業服務化的具體體現，環境感知與控制的互聯技術、工業產品智能服務技術等分別在物流服務、離散/流程制造等領域已有初步應用，但目前總體正處于起步階段。在智能制造服務的共性關鍵技術領域，仍存應用障礙。如制造與服務的智能集成共享與協同技術當前缺乏統一的定義、描述和表達標準，云計算為智能制造服務環境架構的數據安全性難以保障等。

3、智能制造技術和應用發展趨勢

智能制造技術的突破及廣泛應用正催生智能制造產業。其技術和產業發展呈現四大趨勢：

一是建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險，通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產品進入市場的時間。

二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。新一代工業機器人會抓取、裝運、暫存、拾取零部件以及進行清理打掃等，這些技能讓它們可以應用于更廣泛的領域。同時，工業機器人自動化生產線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。

三是全球供應鏈管理創新加速。以云計算為代表的新一代信息技術的發展和應用將為智能制造提供一個動態交互、協同操作、異構集成的分布計算平臺，進一步促成全球供應鏈的一體化，世界各地的企業將利用基于互聯網的智能管理技術實現生產制造全過程的實施協同，從而縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產效率，使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。

四是智能服務業模式加速形成。企業通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式，制造業與服務業之間的界限日益模糊，融合越來越深入。產品的制造已不再單純代表工業品本身，而傾向于提供一種“體驗”，服務供應商如亞馬遜、谷歌等眾多公司已紛紛對制造業領域進行整合。

4、智能制造帶來的變革和影響

一是推動制造業生產方式的變革。未來的制造將是由信息主導的，并采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理方式的全新的制造業。信息技術將促進設計技術的現代化、加工制造的精密化、快速化、自動化技術的柔性化、智能化。智能制造技術的廣泛應用將改變制造業的設計方式、生產方式和管理方式，大幅提高制造系統的柔性化和自動化水平，使生產系統具有更完善的判斷與自適應能力。

二是促進工業生產組織形式向網絡化和虛擬化轉變。智能制造將通過互聯網的協同機制，在新的數字化生產技術的促進下，將創造虛擬的產業集群，從而使可以稱為社會化生產的新制造方式成為可能，導致工業生產組織形式的改變。跨國企業通過網絡將產品價值鏈分解到不同國家的配套協作企業，產品生產過程由全球范圍內多個企業高效、快捷合作完成，企業間以網絡方式跨越邊界與環境建立緊密聯系。

三是加快制造業服務化進程。智能制造使制造業和服務業的關系更加密切。制造企業可以通過在線獲取生產所需要的各類智能制造服務，使生產要素的配置成本降到最低。在銷售過程中，可以借助智能制造系統使最新產品在短時間內銷往全球各地的目標客戶。同時，智能制造裝備是整合信息系統、配套軟件、操作程序以及維護服務等在內的一個完整的服務系統，所提供的服務價值比重遠超實體價值的比重。

（三）3D打印

1、3D打印簡介

3D打印機誕生于20世紀80年代中期，由美國科學家最早發明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由電腦設計的三維立體模型，通過黏結劑的沉積將每層粉末黏結成型，最終打印出3D實體。打印過程可分兩步，一是在需要成型的區域噴灑特殊的膠水；二是均勻噴灑粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，沒有膠水的區域仍保持松散狀態，重復這一過程直到實體模型被“打印”成型（見圖5）。

起初，3D打印被認為是一種制作一次性樣品的方式，目前已能夠制造產品零部件乃至最終產品（見表4）。根據有關資料，2009年應用3D打印制造的產品中，16%為最終產品、21%為零部件、23%為模具。

2、3D打印技術的優勢和局限性

與傳統制造技術相比，3D打印技術具有以下優勢：

一是增強產品的空間幾何多樣性。如無需加工組裝，可直接制造彎曲的內部冷卻通道、復雜的蜂窩型物體（如圖6）。

二是提升制造速度和精準度。3D打印技術減少了將零部件組裝為整機的過程，直接制造完整的最終產品，有效降低了生產線上人員分工協作的時間，實現了快速制造。并且可以保證設計者思想的準確實現，提高了制造精準度。

三是簡化制造流程。傳統制造技術條件下，要改變產品形狀必須制作新的鑄型，或者調整裝備的設置。然而，3D打印技術生產不同形狀的產品，只需更換所參照的電子文檔。以生產兩顆完全不同的假牙為例，3D打印能夠只用一臺機器、不做任何配置改變，就將兩顆假牙連續地生產出來。

四是普遍提高全球各地區制造能力。將相關電子文檔發送到全球任何一臺3D打印機上（具有適合型號），完全依照電子文檔就可以實現產品的自動化制造，這普遍提高了全球各個地區的制造能力。

五是減少物料和能源消耗。3D打印技術不產生邊角余料，所使用的原材料量恰好等于最終產品需要的材料量，減少了物料浪費；并且打印制造出最終產品，無需過多的零部件供應環節，減少了各環節生產及運輸過程中的能源消耗。

目前，3D打印技術仍具有一定的局限性（見表5）：

一是難以應用于大規模制造。在目前3D打印技術條件下，平均1小時能制造一個邊長1.5英寸的立方體。但在傳統制造的鑄型技術下，只需1分鐘就能制造出幾個類似體積的物體。制造速度的遲緩制約了其在大規模制造中的應用。

二是產品質量難以保證。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物，這種聚合物不易標準化，而且硬度低于同類工業原料。因此，用這種材料生產出的產品質量很難保證。

三是難于廣泛開展產業化實踐。在3D打印技術產業化應用的條件下，設計往往是聯合完成的，但目前仍缺少相關法律法規界定此狀態下的商標、版權、專利等歸屬。而且當設計出現問題時，相關責任也需要進一步明確。相關法律法規的不健全，使得3D打印技術產業化還難以廣泛開展。

3、3D打印技術和應用發展趨勢

未來5-10年，隨著技術的不斷進步及市場需求的擴大，3D打印技術將呈現以下趨勢：

一是3D打印速度和效率將不斷提升。經過幾十年的探索與發展，3D打印技術已能夠實現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米；較先進的產品可實現每小時25毫米高度的垂直速率。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，打印速度和效率有望獲得更大提升。

二是3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發展，將開發出更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及其他方法難以制作的復合材料等，金屬材料、直接金屬成型技術將會成為今后研究與應用的新興領域。

三是3D打印機成本大幅下降。當前，3D打印機價格大多在百萬美元以上，但隨著技術進步、相關知識產權逐漸過期直至實現規模化生產，3D打印機價格有望大幅下降。目前，3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的產品，最簡單的3D打印機的價格甚至已達到了800美元。

四是3D打印機應用領域更加廣泛。目前，3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預計，3D打印機在生產應用方面有著巨大的潛力。3D打印技術在珠寶首飾、鞋類、工業設計、建筑、汽車、航天及醫療方面（牙科）都能得到廣泛的應用。

五是簡單組裝生產或直接完整制造將成為3D打印應用的路徑。簡單組裝生產模式下，3D打印技術生產出較少的零部件，然后由傳統組裝方式制造，這樣可以節約成本。

直接完整制造模式下，在離終端用戶較近的地方，直接打印制造出完整的最終產品。例如，根據客戶需求直接“打印”出幾千臺不同版本的iPhone后，快速配送至消費者。這要比在中國大規模生產出幾億全相同的iPhone，然后運輸到全世界180多個國家成本更低。

4、3D打印技術帶來的本質變革一是制造技術迎來重大飛躍。

一是3D打印技術改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產的加工模式，節省了材料和加工時間，帶來了制造工藝的深刻變革。同時，還將推動新材料、智能制造和堆積制造等多項技術實現大的飛躍。

二是工廠化生產轉向社會化生產。隨著3D打印技術不斷成熟，成本不斷降低，小型企業甚至是個體都能獨立完成制造程序。屆時，除必要的實物生產資料和產品外，生產組織中的各環節可被無限細分，創新者轉變為制造者的成本迅速降低，從而使生產方式呈現出社會化生產的重要特征。

三是推動世界制造業格局由“中國制造”向各國“本地制造”轉移。

四是推動其他科技領域突破發展。利用納米材料為原料進行3D打印制造的產品可廣泛應用于遙感、分離、等離子體光學、催化、納米電子、生物成像等領域，將有利于加快納米技術和納米材料的發展。利用3D打印技術制造人體器官，將與病人自身細胞的內部結構完全一致，這將有助于消除器官移植后的排斥現象，帶來重大生物技術革命。

三、第三次工業革命給我國工業發展帶來的機遇和挑戰

第三次工業革命的到來，在對傳統制造業發展模式帶來沖擊和挑戰的同時，也為提升我國產業國際競爭力和國際分工地位提供了有力支撐，必將成為我國加快經濟結構調整和發展方式轉變的核心驅動力。

（一）帶來的機遇

1、為我國加快結構調整和發展方式轉變帶來重要機遇

第三次工業革命為我國實施擴大內需戰略和現代服務業發展帶來了重要契機。“大規模定制”是第三次工業革命的一個突出特點，要求充分重視市場需求在未來產業發展中的重要作用。中國將能充分利用我國13億人口的消費能力和消費層次雙“提升”的有利條件，通過“大規模定制”快速開啟國內市場需求。此外，工業機器人等新型智能制造裝備將在生產環節大量取代勞動力，并且隨著制造業服務化的步伐不斷加快，制造業的主要就業群體將是為制造業提供服務支持的專業人士，這就使得二、三產業的相對就業結構朝著服務業就業人口比重增長方面發展，從而加速我國產業結構調整和優化。

2、為我國突破資源環境約束創造了有利條件

以能源互聯網和智能制造為代表的第三次工業革命有利于實現資源能源高效清潔循環利用、達到環境影響最小化。一方面，第三次工業革命所帶來的能源互聯網將對能源生產和利用方式產生深刻變革，有助于使我國直接繞過傳統能源和資源的束縛。我國擁有世界上最豐富的風力資源，也是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，生物能與地熱能的總量也相當可觀。根據2009年一項由哈佛大學與清華大學的聯合研究表明，只要中國提高補貼并改善能源供給網絡，至2030年風力發電就可以滿足中國所有的電力需求，從而在解決能源供給問題的同時，邁入更加綠色低碳的經濟發展軌道。另一方面，第三次工業革命將引領更少資源消耗、更低環境污染、更大經濟效益的先進經濟模式，如3D打印、智能制造等技術將根據需求的變化快速做出反應，而無需預備大量庫存。產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期，對環境的負面影響最小，資源利用率最高，實現經濟效益和社會效益協調優化。

3、為我國工業提升國際分工地位形成新的契機

經過改革開放30多年來的快速發展，我國工業實現了歷史性跨越，但我國還不是“工業強國”，其中最主要的差距是自主創新能力不強，在技術方面一直處于跟蹤和追趕狀態，特別是許多關鍵核心技術還遠遠沒有掌握。第三次工業革命將掀起以能源互聯網、智能制造等為代表的新一輪重大科技創新浪潮，為我國實現跨越式發展帶來歷史機遇。在新一代信息技術領域，我國擁有華為、中興等世界級領軍企業，第三代移動通信、光通信技術與組網能力也跨入了世界先進行列，云計算、無線網絡等技術創新取得明顯突破。在新能源領域，我國是世界最大的風力渦輪機生產國和太陽能電池生產國，太陽能電池產量占世界總量的50%。能源互聯網、3D打印和智能制造等技術將推進“本地化生產”進程，龐大的市場需求將有望成為我國抓住第三次工業革命重大契機，提升產業核心競爭力和國際分工地位的重要依托。

（二）面臨的挑戰

1、對勞動密集型產業發展帶來較大沖擊

未來“廠大人多”的時代將一去不復返，我國勞動密集型產業發展將會受到沖擊。

從技術發展來看，生產智能化成為控制成本的重要途徑，我國傳統勞動密集型產業將不再具有競爭優勢。以飛利浦為例，在中國沿海的飛利浦工廠，雇傭數百名工人組裝電動刮胡刀，這是典型的傳統生產模式。與此相比，飛利浦在荷蘭鄉間的一座工廠有128具機械手臂，以極靈巧動作組裝產品，這些手臂不但運作速度快，還不用休息，每天可連做三班、全年無休。該工廠每班輪值員工只有數十人，約為中國工廠的10%，成本節約優勢不言而喻。從消費模式來看，個性化消費必將帶來規模化的定制化生產，從而帶來全面的消費革新。我國勞動密集型產業所依賴的規模化的產品生產和消費方式必將受到挑戰。以蘋果iPad為例，一部499美元的蘋果iPad僅僅包括33美元的制造成本，在中國的裝配成本只有8美元。當前，一些公司正將海外生產線逐步迂回發達國家，這并非僅僅由于中國生產成本的上升，也由企業希望更加貼近市場、更快對需求改變作出反應的因素。如今，很多產品變得越來越復雜，最好的解決之道就是讓設計人員和制造人員在同一個地方工作。

2、對我國工業企業的轉型發展提出了緊迫要求

新工業革命對工業企業發展模式的影響是全方位的，要求企業必須盡早做好轉型準備。從企業內部組織結構看，未來將會出現企業組織網絡化和扁平化。企業的外部邊界模糊，使得企業組織與外部市場聯系在一起，把整個組織的觸角伸到了市場的各個角落。企業結構層次將精簡化，組織中的等級制度將淡化。對于長期實行科層管理模式的中國企業來說，上述變化將對我國現有工業企業管理模式帶來挑戰。

從企業外部組織來看，傳統以空間集聚、地理集中為特征的產業集群可能逐步向以分散布局、異地協同為特征的虛擬集群演變。未來，借助于發達的信息、通信手段以及網絡平臺，產業集群的集聚范圍、內容和形式會快速變化，傳統的地理集群的空間局限正被逐漸突破，并形成網絡意義上的集聚。這可能會對地方經濟發展帶來較大影響。

從支撐企業發展的要素來看，未來勞動力、土地、資本等傳統要素在支撐企業發展中的作用會下降，創新要素發揮的作用會越來越大。而我國工業企業原始創新不強問題由來已久，建立企業、區域、國家多級創新體系非常緊迫。

3、對支撐工業發展的制度安排帶來挑戰

當前，我國工業發展的制度安排與未來新的產業發展要求并不適應。主要表現為以下幾點：

第一，知識型員工要求教育制度做出改變。未來知識型員工將成為核心競爭資源。在第三次工業革命中，大部分生產工作將由機器人承擔完成，而剩余的勞動力則需要成為機器維護員、軟件設計者，通過操縱智能軟件管理機器人完成生產任務。這種生產方式下，生產人員要有很高的知識水平和技能，要對客戶的需求做出快速響應，還要具有良好的設計能力與創意。目前我國普通教育和職業教育都存在種種弊端，需要加以完善。

第二，社會化生產需要廣泛的參與性。我國現有工業化是一種趕超型工業化。政府和國有資本在資源配置中具有主導作用，民間資本很難介入。未來工業生產組織中的各環節將被無限細分，從而使生產方式呈現出社會化生產的重要特征，我國現有生產分配方式如不改變，將會制約生產社會化。

第三，產品數字化需要加大知識產權保護力度。未來各種數字化產品具有容易復制、傳輸方便和形態多樣的特點，這類知識產權涉及的社會關系、權利內容等都更為復雜多樣，這對于確定知識產權所有人和有關權屬等帶來挑戰。在這一背景下，對各類侵權行為的確認以及各類知識產品的保護將變得更加困難。我國知識產權保護意識薄弱的現狀如不能做出改變，新工業革命在我國就很難成行。

四、下一步工作建議

（一）加強對第三次工業革命重大問題的戰略研究

當前，亟需組織一定人力資源，成立相關課題組，加強對重大問題的戰略研究。一方面，深入研究第三次工業革命的內涵特征、重點領域及其影響，正確認識第三次工業革命的內涵特征，特別是可能對我國工業發展帶來的重大影響和沖擊。另一方面，分析研究支撐第三次工業革命的產業基礎、技術體系、創新管理、教育制度等基礎條件，為迎接第三次工業革命提供理論研究支撐。

（二）跟蹤關鍵領域技術路線和發達國家發展動向

雖然各種前沿技術還不成熟，存在多種技術路線和發展方向，但這恰恰為后來者在某些領域的“彎道超車”創造了條件。要加強對可再生能源、儲能、智能電網、新能源汽車、云計算、物聯網等重點領域技術發展路線的跟蹤研判，理清其中的核心科學問題和關鍵技術問題及其實現途徑，為國家技術創新戰略決策提供依據。同時，還要密切關注主要發達國家在新能源、智能制造等領域的重大部署，緊密跟蹤其發展動向和創新步伐，避免在新一輪國際競爭中陷入被動。