经济转型时期装备制造产业3DCENPD协同应用与实践
关于制造业主导产业链协同发展情况报告
关于制造业主导产业链协同发展情况报告制造业是一个国家经济的支柱产业之一，能够直接创造大量就业机会，并对国家的GDP贡献巨大。
然而，随着全球经济的发展和竞争的加剧，单一的制造业已经不能满足市场需求，协同发展成为了当前制造业的一个重要趋势。
在协同发展中，产业链是关键因素之一。
产业链是指将一个产业分为不同的环节，每个环节专注于自身的核心业务，通过协同合作，优势互补，形成一个完整的价值链。
在制造业中，一个完整的产业链通常包括原材料供应商、零部件制造商、组装企业和最终产品销售商等环节。
近年来，我国制造业主导产业链协同发展取得了显著的成果。
首先，我国制造业不断加强与国内外供应链的合作。
通过与原材料供应商的战略合作，我国制造业减少了运输成本和供应链风险，提高了生产效率和产品质量；与零部件制造商的合作，我国制造业实现了规模化生产和标准化作业，进一步降低了产品成本；与最终产品销售商的合作，我国制造业开拓了更广阔的市场，提升了产品附加值。
其次，我国制造业在协同发展中不断创新。
协同发展需要各环节之间的密切合作和信息共享。
为此，我国制造业推动数字化转型，通过互联网、物联网和大数据等技术手段，实现了各环节之间的信息共享和协同决策。
同时，我国制造业也加强了技术创新和产品研发，通过自主研发和引进消化吸收创新，提升了产品质量和技术水平，增强了产业链的竞争力。
最后，我国制造业在协同发展中注重可持续发展。
协同发展需要保护环境和节约资源，我国制造业加强了环保意识，提高了生产工艺的可持续性。
通过降低能源消耗、减少废弃物的产生和优化生产工艺等措施，我国制造业实现了资源的有效利用和环境的净化，实现了经济发展和环境保护的双赢。
综上所述，制造业主导产业链协同发展在中国取得了显著的成果。
通过加强与供应链的合作、推动数字化转型、注重可持续发展等方面的努力，我国制造业实现了高效生产、创新发展和可持续经营，为提高国家经济实力和国际竞争力做出了重要贡献。
制造业数字化转型与数字经济的协同发展
制造业数字化转型与数字经济的协同发展随着信息技术的快速发展，数字化转型成为了制造业发展的重要驱动力。
同时，数字经济的兴起也为制造业带来了新的机遇和挑战。
制造业数字化转型与数字经济的协同发展已成为当前重要的发展趋势。
本文将探讨制造业数字化转型及数字经济的定义、协同发展的重要性、存在的挑战以及推动协同发展的措施。
首先，我们需要对制造业数字化转型和数字经济进行明确的定义。
制造业数字化转型是指制造业企业利用信息技术和数据分析等手段，通过深度融合创新，在产品设计、生产运营、供应链管理等各个环节实现数字化、智能化和高效化的转变，以提高生产效率、降低成本、优化产品质量。
数字经济是指以数字技术和互联网为基础的全球经济体系，它通过数字化和网络化的方式，实现信息的流动、创新的加速、市场交易的全球化等多方面的变革。
制造业数字化转型与数字经济的协同发展至关重要。
首先，数字经济的发展促进了制造业的数字化转型。
数字经济提供了丰富的数字技术和创新平台，为制造业提供了更多的数字化解决方案和工具，促进了数字技术在制造过程中的应用和创新。
其次，制造业数字化转型为数字经济的发展提供了新的市场机遇。
制造业数字化转型带来了更高的生产效率和产品质量，为数字经济提供了更多数字化产品和服务的供给端支撑。
最后，制造业数字化转型与数字经济的协同发展可以有效促进产业结构优化升级，推动经济持续创新和可持续发展。
然而，制造业数字化转型与数字经济的协同发展还面临一些挑战。
首先，制造业企业在数字化转型过程中需要面临技术更新的压力和创新能力的提升。
制造业数字化转型需要企业具备先进的信息技术和数据分析能力，但许多传统制造业企业在这方面存在欠缺。
其次，数字经济的快速发展也带来了数据安全和隐私保护等重要问题。
制造业企业在数字化转型过程中需要重视信息安全和隐私保护，以防止数据泄露和侵犯用户权益。
此外，数字经济的全球化特点也给制造业带来了更加激烈的市场竞争，需要企业提高国际竞争力。
制造业数字化转型最佳实践和成功案例
制造业数字化转型最佳实践和成功案例数字化转型正在成为制造业的重要趋势，它不仅可以提高生产效率、降低成本，还能够带来更灵活的生产方式和创新的商业模式。
本文将介绍一些制造业数字化转型的最佳实践和成功案例，以帮助企业了解并应用这些经验。
一、制造执行系统（MES）的实施制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）是数字化转型的一个重要组成部分。
它通过集成生产进程、监控生产数据和优化资源利用，实现实时生产控制和决策支持。
例如，一家汽车制造公司通过实施MES系统，能够实现对生产线上的设备、材料和人员进行全面监控，并通过实时数据分析和预测，及时发现并解决生产中的问题，提高生产效率和产品质量。
二、物联网在制造业的应用物联网（Internet of Things，IoT）技术在制造业中的应用对数字化转型具有重要意义。
通过将生产设备和产品连接到互联网，企业可以实现对生产过程和产品的实时监控和管理。
例如，一家食品加工企业使用物联网技术，对生产车间中的温度、湿度和电力消耗等数据进行实时监控，以实现精确的环境控制和能源管理，减少资源浪费和生产成本。
三、大数据分析与智能制造大数据分析和智能制造是实现数字化转型的关键技术。
通过收集和分析大量的生产数据，企业可以深入了解生产过程中的关键因素和潜在问题，从而优化生产流程和提高生产效率。
例如，一家钢铁制造企业利用大数据分析技术，对生产过程中的温度、压力、振动等数据进行实时监测和分析，以实现设备故障的预测和预防，提高设备利用率和生产效率。
四、协同机器人在生产环节中的应用协同机器人是数字化转型中的重要工具，它可以与人类操作者进行无缝协作，提高生产线的灵活性和效率。
例如，一家电子产品制造企业引入协同机器人，在生产线上与操作员共同完成组装和检测任务。
机器人可以根据操作员的指令进行柔性调整，并通过机器学习不断优化自身的操作能力，提高产品质量和生产效率。
制造业企业协同创新的机制与实践
制造业企业协同创新的机制与实践制造业企业协同创新是指多个企业在创新过程中共同合作，互相协作，以实现创新效果的提升和资源的共享。
通过协同创新，企业之间可以整合各自的资源和优势，加快创新的速度和效果。
本文将从机制和实践两个方面探讨制造业企业协同创新的重要性，并介绍一些实践案例。
一、协同创新的机制1. 技术创新联盟技术创新联盟是多个企业通过共同研发、技术转让和技术共享等形式进行合作的机制。
这种机制可以通过互相补充各自的专业知识和技术能力，提高整体的创新能力。
例如，多个制造业企业可以联盟共同研发新型材料或者新技术，共享成果，从而提高各企业的竞争力。
2. 供应链协同创新供应链的协同创新是指企业与供应商、分销商等各个环节的合作伙伴共同进行创新的机制。
通过共享信息和资源，提高供应链的整体效率和创新能力。
例如，企业可以与供应商建立紧密的合作关系，共同开发新产品或者改进现有产品，从而提高整个供应链的竞争力。
3. 开放式创新平台开放式创新平台是指企业向外部开放创新过程，与其他企业、科研机构或者社会大众进行合作的机制。
通过吸纳外部的创新资源和创意，提高企业的创新能力。
例如，企业可以与科研机构合作进行科技项目研发，或者与创新型企业进行技术转让，实现互利共赢。
二、协同创新的实践案例1. 汽车行业的供应链协同创新现代汽车制造业中的供应链协同创新是一个成功的案例。
汽车制造商与零部件供应商形成了紧密的合作伙伴关系，通过共同研发、共享技术和信息，实现了产品质量的提升和生产成本的降低。
这种供应链协同创新不仅促进了企业间的竞争合作，还提高了整个产业的创新能力和核心竞争力。
2. 电子行业的开放式创新平台在电子行业中，许多企业通过建立开放式创新平台来推动创新。
例如，谷歌公司的Android操作系统，通过开放给其他企业使用和开发，大大促进了智能手机产业的发展和创新。
其他企业可以在Android平台上开发自己的应用程序，带动整个生态系统的创新和壮大。
3D打印技术在制造业的创新应用
3D打印技术在制造业的创新应用随着科技的发展，3D打印技术在制造业中的应用越来越广泛。
这项技术可以快速、精准地制造出各种形状和结构的物品，为制造业带来了前所未有的创新和变革。
一、 3D打印技术的基本原理3D打印技术，又称增材制造技术，是一种直接利用数字模型逐层构建物体的快速成型技术。
其基本原理是将数字模型切割成薄层，然后通过打印机将这些薄层一层一层地堆叠起来，逐步形成物体。
这种制造方式相比传统的加工制造方式，具有制造速度快、可制造性强、制造精度高等优点。
二、 3D打印技术在制造业的应用领域1. 制造业的数字化转型3D打印技术可以将数字化模型直接转化为实际的产品，进一步促进了制造业向数字化转型的进程。
在数字化制造中，3D打印技术起到了重要的作用，通过数字模型实现快速的成型，大大提高了产品的研发速度和制造效率。
2. 快速制造原型在产品研发阶段，制造原型是非常重要的一环。
传统的制造原型方式需要一定的时间和成本，而3D打印技术可以在较短的时间内构建出精准的原型，快速提供给研发人员进行实验和测试。
3. 制造高质量零部件3D打印技术可以制造出各种形状和结构的零部件。
通过打印机逐层堆叠材料，可以制造出高精度、高质量的零部件，提高产品的品质和性能。
4. 制造个性化产品3D打印技术可以根据用户需求制造出个性化的产品，大大满足了消费者个性化需求的市场需求。
而且，3D打印技术可以实现小批量生产，可以满足定制化需求，这在传统的制造方式中是难以实现的。
5. 制造高精度模具3D打印技术可以制造出高精度的模具，优化了传统的模具制造方式。
传统的模具制造方式需要经过多道加工工艺，而3D打印技术可以快速且准确地制造高精度的模具，减少了制造时间和成本。
三、 3D打印技术在制造业中的应用案例1. 制造骨骼替代材料在医疗领域，3D打印技术可以制造出符合患者需求的骨骼替代材料。
患者可以提供相关的影像学资料，通过3D打印技术制造出与患者体型完全匹配的骨骼替代材料，大大提高了手术的精准度和成功率。
制造业数字化转型的环节和实践
制造业数字化转型的环节和实践随着科技的发展和全球经济的变化，制造业已经进入了数字化转型的时代。
数字化转型是一种将传统制造业转向数字化制造的转型过程，是为了适应新的市场需求和生产方式。
在数字化转型过程中，制造业需要重构其生产制度，优化生产过程，提高数字化并行度，从而增强其竞争力。
下面我们将探讨制造业数字化转型的主要环节和实践。
首先，制造业数字化转型的前提是数码化能力的建设。
数码化能力是指制造业企业在数字化转型过程中的能力，包括数字化信息化、数字化管理能力、数字化技术应用能力等。
只有具备这些能力，才能保证数字化转型的成功。
制造企业需要通过技术创新和人才培养等方式，不断提升自身数码化能力水平。
例如，建立智能制造平台、推广工业互联网等，以提高生产效率和智能化水平。
同时，建设现代数字化大数据平台，利用大数据分析和管理来支持制造业的数字化转型。
其次，数字化的生产系统是制造业数字化转型的关键。
数字化的生产系统是指将各个制造环节通过数字化技术相连接，实现生产流程的高度协同和透明化。
数字化生产系统以商品开始制造、制造工序控制、生产调度等为核心模块，实现生产数据化和生产过程规范化。
数字化生产系统的好处是提高生产效率、降低成本、增加生产灵活性、提高品质稳定性等。
在数字化转型过程中，制造企业需要重构现有生产系统，引入数字化技术和AI技术，实现全环节透明化，优化生产流程并降低成本。
另外，制造业数字化转型还需要以人工智能技术为支撑。
人工智能是当前数字化转型的核心技术之一。
它可以帮助制造业企业通过数据智能化生产，实现工业智能，提高生产效率。
例如，人工智能技术可以利用大数据对生产过程和设备状况进行监测和管理。
利用智能技术分析数据，预测状况，发现问题并提供解决方案，从而实现生产过程的自动化和精密化。
同时，人工智能技术可以协助企业完成智能预测、生产智能化、成本智能化等，为数字化转型提供技术支撑。
最后，制造业数字化转型的实践需要注重技术与人文的融合。
机械制造行业数字化转型实践案例分享
机械制造行业数字化转型实践案例分享在当今数字化浪潮的冲击下，机械制造行业正经历着前所未有的变革。
数字化转型已成为众多企业提升竞争力、实现可持续发展的关键战略。
本文将分享几个具有代表性的机械制造企业数字化转型实践案例，探讨他们在这一过程中的经验与成果。
案例一：＿____机械制造公司＿____机械制造公司是一家传统的机械零部件生产商，长期以来面临着生产效率低下、质量控制不稳定以及供应链管理困难等问题。
为了应对这些挑战，该公司决定进行全面的数字化转型。
首先，他们引入了先进的生产管理系统。
通过在生产线上安装传感器和智能监控设备，实时收集生产数据，包括设备运行状态、生产进度、产品质量等。
这些数据被传输到中央控制系统，进行实时分析和处理。
管理人员可以通过电脑或移动设备随时随地查看生产情况，及时发现并解决问题，从而大大提高了生产效率和质量稳定性。
其次，在供应链管理方面，他们采用了数字化的供应链平台。
与供应商实现了信息共享和协同工作，能够实时跟踪原材料的供应情况、优化库存管理，并根据市场需求灵活调整生产计划。
这不仅降低了库存成本，还提高了供应链的响应速度，确保了按时交付产品。
此外，该公司还利用大数据和人工智能技术进行市场预测和客户需求分析。
通过对历史销售数据、市场趋势以及客户反馈的深入挖掘，能够更准确地预测市场需求，提前进行产品研发和生产规划，更好地满足客户个性化的需求。
经过几年的数字化转型，＿____机械制造公司取得了显著的成效。
生产效率提高了 30%以上，产品质量合格率提升至 98%，库存周转率提高了 50%，客户满意度也大幅提升。
案例二：＿____重工集团＿____重工集团是一家大型的工程机械制造商，在全球市场具有一定的影响力。
然而，随着市场竞争的加剧和客户需求的不断变化，该集团意识到必须加快数字化转型的步伐，以提升产品创新能力和服务水平。
在产品研发方面，他们引入了数字化设计和仿真技术。
利用三维建模软件和虚拟仿真平台，工程师可以在计算机上对产品进行设计、模拟和优化，大大缩短了产品研发周期，降低了研发成本。
我国装备制造业协同创新生态系统运行研究
我国装备制造业协同创新生态系统运行研究近年来，我国装备制造业协同创新生态系统的运行研究逐渐受到关注。
装备制造业是国民经济的重要支柱，而协同创新具有推动产业升级和技术创新的巨大潜力。
因此，研究装备制造业协同创新生态系统的运行机制，对于促进我国装备制造业的发展和创新能力提升具有重要意义。
一、协同创新生态系统的基本概念协同创新生态系统是指由企业、政府、高校、科研机构等多元主体组成的开放式创新网络。
这些主体通过资源共享、信息交流和合作研发等方式，形成一种利益共享、协同合作的创新生态系统。
协同创新生态系统的运行机制可以有效整合和利用各方的创新资源，提高创新效率和创新质量。
二、协同创新生态系统的运行机制1.机制1：共享创新资源协同创新生态系统通过建立创新资源共享的机制，实现各主体之间的协同合作。
例如，政府可以提供政策支持和资金扶持，企业可以共享自身的技术和市场资源，高校和科研机构可以提供创新研究成果和专业知识。
通过共享创新资源，协同创新生态系统可以充分发挥各方的优势，形成创新合力。
2.机制2：促进信息交流与沟通协同创新生态系统通过建立信息交流和沟通的机制，促进各主体之间的互通有无。
通过建立联络机制、举办研讨会和技术交流活动，各主体可以共享创新成果、交流经验和分享问题。
这有助于各方共同解决技术难题，推动技术交流与创新。
3.机制3：建立合作创新平台协同创新生态系统通过建立合作创新平台，促进协同创新的深入展开。
合作创新平台可以提供技术开放平台、创新创业孵化基地、创新合作基金等支持措施，鼓励各主体积极参与到创新活动中来。
通过建立合作创新平台，可以有效整合各方的创新资源和创新能力，形成创新合作的良好环境。
三、我国装备制造业协同创新生态系统的运行现状目前，我国装备制造业协同创新生态系统的运行已经取得了一些进展。
一方面，政府出台了一系列支持协同创新的政策，鼓励企业、高校和科研机构开展创新合作。
另一方面，一些大型企业和高校已经建立了自己的协同创新平台，吸引了一批优秀的创新人才和技术团队。
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循环经济
经济转型时期装备制造产业 3DCE-NPD 协同应用与实践
谭元发 1，2， 殷英 2
（1. 湖南信息学院 商学院， 湖南 长沙 430074； 2. 湖南电气职业技术学院， 湖南 湘潭 411101）
摘要： 自从信息产业革命开始了经济增长的长周期，在目前经济增长正处在经济周期下行阶段，探讨以绿色 设计、数字化设计、智能制造三维并行工程（3DCE）与新产品开发（NPD）协同应用于装备制造产业的产品设计、流 程设计和供应链设计，实施产品价值创造，提高装备制造企业的核心竞争力，适应经济增长的新常态。
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循环经济
经济转型时期装备制造产业 3DCE-NPD 协同应用与实践
和制造过程，3DCE 同时将绿色设计、数字化设计和智 能 制 造 设 计 应 用 于 NPD， 形 成 3DCE 与 NPD 协 同 （3DCE-NPD）。 产品绿色设计、数字化设计和智能制造 在现代装备制造产业中已经是发展趋势，中国要从制 造强国走向智造强国，绿色设计、数字化设计和智能制 造是关键。《中国制造 2025》指出：“坚持把可持续发展 作为建设制造强国的重要着力点，加强节能环保技术、 工艺、装备推广应用，全面推行清洁生产。 发展循环经 济，提高资源回收利用效率，构建绿色制造体系，走生 态文明的发展道路。 ” 产品绿色设计对装备制造业发 展低碳经济至关重要。 由于产品设计、 流程设计和供 应链设计是 NPD 价值链设计中的 3 个重要环节，在 3DCE-NPD 平台上整合产品设计、流程设计和供应链 设计，形成装备制造经济增长新常态。 3DCE 每一要素 或 要 素 之 间 的 关 系 如 图 1 所 示 ，EPI（Environmental Performance Index）表示环境绩效指数。
若装备制造业产品的价值为 V，生产函数为 V=
激化，信息技术，智能技术，消费者生活方式的变迁， 装备制造企业正面临一个前所未有的变革时代。 在世
（ f x1，x2，…，xn），x（ i i=1，2，…，n）为生产要素，Pi 表示第 i 个种要素价格，环境绩效指数 EPI。 装备制造业的生产
界竞争和经济周期下行的形势下，装备制造业发展的 要解决两个问题： 一是在一定的成本下， 满足一定
在产品设计和新产品开发过程中，充分思考产品 可靠性设计与绿色设计的协同关系，保障产品的可靠 性、维修性、有效性、耐用性和安全性，同时注重产品的 节能减耗、节省材料，充分应用装备制造循环经济的 “3R 基本原则”（reduce，reuse，recycle）以及提升的“5R 原则”（在 3R 基础上增加 remanufacturing，renovation）。 在考虑产品可靠性的同时，还要研究产品的绿色设计， 产品绿色设计将“减量化”放在首位，在满足产品可靠 性的条件下，要达到使用材料最省，对环境污染最小， 达到节能降耗减排的目的。 因此产品设计是一个可靠 性设计与绿色设计相相交叉的过程，如图 2 所示，该过 程是一个不断反馈的过程[2]。
绿色设计、数字化设计、智能制造三者相互促进， 生产技术和手段无法达到的。 产品数字技术能优化生
装备制造业将数字化设计和智能制造贯穿产品的生 产，显著降低单位工业品能耗与物耗水平，大幅降低
命周期为绿色设计提供了保障，数字设计是实现智能 单位工业增加值污染排放，促进工业经济绿色与集约
制造的基础，绿色设计为数字化设计和智能制造提出 发展。 智能制造显著提高生产效率，提升工业经济效
maxV=f（x1，x2，…，xn）
n
移 minC= xiPi i=1
工程内涵
在装备制造业 NPD 过程中融入绿色设计、数字化 设计、智能制造三维并行工程（3DCE），形成三维并行
0n
移
s.t.
i
=
xiPi=C
1
EPI≥EPI0
或
0s.t. V=V0
EPI≥EPI0
工程与新产品开发协同（3DCE- NPD）应用于产品设
首要任务就是技术创新和新产品开发，改变传统的高 EPI，V 达到最大； 二是满足一定的 EPI， 达到一定的
碳、高能耗、经济增长的粗放型增长方式，向产品智能 V， 成本 C 达到最小。 解决这两个问题的实质是一样
化、绿色化、数字化转变。
的，都可以通过拉格朗日乘法解决如下规划问题。
1 绿色设计、数字化设计、智能制造三维并行
关键词： 装备制造业； 3DCE-NPD 协同； 核心竞争力； 财政政策支持； 经济新常态 中图分类号： F062.9； X822 文献标志码： A 文章编号： 1674-0912（2019）02-0025-05
《中国制造 2025》 指出：“全球产业竞争格局正在 网络技术集成应用于设计、生产、管理和服务的全生
了更高的要求。
益水平。
再
智能制造是将制造技术与数字技术、 智能技术、
传统的并行工程 CE 侧重于产品设计、 过程设计
生 资
源
与
循
基金项目：湖南省哲学社会科学基金项目（16ZXC06）
环
作者简介：谭元发（1961-），男，湖南茶陵人，博士，教授，研究方向：资源产业经济。
经 济
襍2019 年/第 12 卷/第 2 期襊
发生重大调整， 我国在新一轮发展中面临巨大挑战。 命周期，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与
国际金融危机发生后，发达国家纷纷实施“再工业化” 控制，实现产品需求动态响应，新产品迅速开发以及
战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球 生产和供应链网络实时优化的制造活动总称[1]。
贸易投资新格局。 ”随着工业技术的进步，全球竞争的
2 3DCE-NPD 与产品设计、流程设计和供应 链设计协同
2.1 3DCE-NPD 与产品设计协同 制造业是国家或地区经济发展的重要支柱，而装
备制造业是制造业的核心。 装备制造业产品设计一般 需要满足的功能要求有：加工精度方面的要求，强度、 刚度和抗振性方面的要求，加工稳定性方面的要求，耐 用性方面的要求， 技术经济方面的要求。 设计需要从 柔性化、精密化、自动化、机电一体化、减量化等方面思 考， 符合工业工程和绿色工程要求。 结合现代经济社 会发展趋势进行创新设计、变形设计和组合设计。
智能制造能满足生产函数对能源和原材料的要
计、流程设计和供应链设计，一方面能实现装备制造 求，降低能源消耗，降低原材料消耗，促进生产节能减
业从制造到智造； 二方面能实现产品的绿色环保；三 排，目前，也只有智能制造和数字技术才能满足上述
方面能提高产品的核心竞争力。
线性规划问题约束条件，实现目标函数，这是传统的