中国数字化制造白皮书V7
智能制造和工业软件发展白皮书(2022版)
智能制造和工业软件发展白皮书(2022版)（2022版）中国电子信息产业发展研究院工业和信息化部赛迪智库二○一五年四月前言2022年，智能制造在全球范围内引起广泛关注，多个国家先后部署了相应的制造业发展战略。
工业软件作为智能制造的核心支撑，延续了自2022年以来的高速增长态势，但由于受到全球经济发展形势持续低迷，企业投资能力受限的影响，市场规模增速有所放缓。
在此背景下，多数企业视当前阶段为宝贵的“战略调整窗口期”，面向下一代智能制造的发展要求，纷纷加快了企业的战略定位、业务、产品和技术的优化调整，产业发展呈现出“蓄力凝神”的突出特征，产业创新活跃，投融资动作积极。
工业软件当前的发展情况，可视为未来智能制造发展的风向标。
工业软件产业的调整，体现了全产业对未来智能制造发展趋势的预判。
在此形势下，中国电子信息产业发展研究院编写了《智能制造和工业软件发展白皮书（2022版）》，全面梳理2022年全球和我国智能制造和工业软件的发展情况，从创新进展、应用推广、企业发展、投融资、政策环境等维度总结工业软件的发展特点，分析我国工业软件发展面临的问题，展望2022年智能制造和工业软件发展态势，并分别对政府、用户企业、工业软件企业和行业协会提出发展对策建议。
目录一、全球智能制造发展状况............................................................. (1)（一）智能制造与智能制造系统............................................................. ............1（二）全球智能制造发展情况............................................................. . (2)1．美国将智能制造作为战略重点............................................................. ...22．日本大力发展工业机器人............................................................. ...........33．欧盟多国部署智能制造相关发展战略....................................................3（三）我国智能制造发展情况............................................................. ................3（四）工业软件是智能制造发展的风向标.........................................................4二、全球工业软件发展状况............................................................. (5)（一）市场规模............................................................. ........................................5（二）市场结构............................................................. ........................................6（三）主要特点............................................................. . (6)1．市场规模保持增长但增速放缓............................................................. ...62．数据驱动业务发展的理念深入人心........................................................63．工业云服务市场迅速升温............................................................. .. (7)三、我国工业软件发展状况............................................................. (8)（一）市场规模............................................................. ........................................8（二）市场结构............................................................. ........................................8（三）主要特点............................................................. . (9)1．市场增长的动力主要来自重点行业带动................................................92．业务管理和市场分析类SaaS产品市场快速增长..................................93．生产调度和过程控制软件市场快速升温 (9)四、创新进展............................................................. . (10)（一）技术与产品创新............................................................. .. (10)1．公有云成为企业应用软件的主要载体..................................................102．容器技术提高了市场竞争水平和产品迭代速度..................................103．物联网深入发展催生新的工业云服务.. (10)I4．云协同功能成为企业级软件的标准配置..............................................115．企业级安全创新发展进入新阶段. (116)．人工智能技术在众多行业获得实际应用..............................................11（二）发展模式创新............................................................. (12)1．开源发展成为重要的技术研发模式......................................................122．平台化和众包研发成为首选的产品发展模式......................................123．订阅式SaaS成为企业管理软件主流商业模式....................................124．技术增值服务成为研发和过程控制软件新兴商业模式. (13)五、应用推广............................................................. . (14)（一）重点应用............................................................. .. (14)1．市场营销管理等SaaS云服务............................................................. ...142．基于混合云的ERP............................................................ .......................143．面向全价值链可定制的PLM、MOM集成服务........................................154．基于泛在传感数据集成的工业互联网服务 (16)（二）应用特点............................................................. .. (16)1．SaaS服务模式收入占比稳步快速提高.................................................162．大数据分析开始在部分行业获得实际应用..........................................173．面向智能工厂的综合定制解决方案市场兴起......................................174．传统企业跨界发展成为产业互联网发展的中坚力量.. (17)六、企业发展............................................................. . (19)（一）总体发展状况............................................................. ..............................19（二）国外主要企业发展状况............................................................. .. (19)1．研发设计软件领域主要企业发展状况..................................................202．生产调度和过程控制软件领域主要企业发展状况..............................213．业务管理软件领域主要企业发展状况..................................................224．市场营销和分析软件领域主要企业发展状况......................................24（三）国内主要企业发展状况............................................................. .. (25)1．研发设计软件领域主要企业发展状况..................................................252．生产调度和过程控制软件领域主要企业发展状况 (26)II3．业务管理软件领域主要企业发展状况 (27)七、产业投融资............................................................. (29)（一）国外投融资情况及特点............................................................. .. (29)1．投融资活动非常活跃............................................................. .................292．投融资行为彰显各细分领域主要竞争焦点..........................................31（二）国内投融资情况及特点............................................................. .. (32)1．投融资活动相对较少............................................................. .................322．跨界合作频现反映出企业拓展市场需求急切.. (32)八、政策环境............................................................. . (34)（一）主要国家和地区政策............................................................. (34)1．美国：“先进制造业国家战略计划”初见成效..................................342．英国：“高价值制造”战略推进缓慢..................................................343．德国：“工业4.0”战略快速发展.......................................................35（二）我国及地方产业政策............................................................. (36)1．国家政策文件............................................................. .............................362．地方政策文件............................................................. .. (38)九、主要问题............................................................. . (41)（一）工业企业投资水平下滑............................................................. .. (41)1．工业企业对软件服务的投资能力不足..................................................412．工业企业对软件服务的投资动力不足..................................................41（二）产业市场关系还未完全理顺............................................................. (41)1．软件厂商与工业企业的需求对接不足..................................................412．工业企业应用新一代信息技术的能力不足..........................................423．工业软件产业价值链仍不完整............................................................. .424．工业软件市场成熟度低............................................................. .............42（三）综合解决方案存在技术挑战............................................................. (42)1．制造业信息化发展的需求复杂............................................................. .422．技术产业快节奏发展对解决方案更新的速度要求高.. (43)十、2022年智能制造和工业软件产业发展展望 (44)III（一）总体发展展望............................................................. (44)1．产业规模展望............................................................. .............................442．产业结构展望............................................................. .............................443．市场发展展望............................................................. .............................444．技术发展展望............................................................. .............................44（二）创新态势展望............................................................. (45)1．工业技术与互联网融合发展成为创新的主要方向..............................452．智能工厂成为生产调度和过程控制软件创新的主线..........................453．众包研发成为更多管理软件和研发设计软件企业的选择..................45（三）应用发展展望............................................................. (45)1．工业大数据将是年度应用发展的最大热点..........................................452．更多企业软件和应用将采用混合云的部署方式..................................463．企业级安全解决方案市场需求扩大 (46)（四）企业发展展望............................................................. (46)1．创新驱动成为企业主要发展动力 (462)．调整能力成为企业竞争的关键胜负手..................................................47（五）投融资发展展望............................................................. .. (47)1．投融资活动将更加活跃............................................................. .............472．大型企业重组并购将围绕差异化定位策略开展..................................473．中小企业融资业务需求将明显提高 (48)（六）政策展望............................................................. .. (48)1．致力于加强工业基础能力............................................................. .........482．致力于完善创新体系和机制............................................................. .....483．致力于新技术、新模式的应用推广......................................................494．致力于拓展投融资渠道............................................................. .............495．致力于完善市场环境............................................................. .. (49)十一、2022年我国智能制造和工业软件产业发展建议 (50)（一）对政府的建议............................................................. ..............................50（二）对用户企业的建议............................................................. . (51)IV（三）对工业软件企业的建议............................................................. ..............51（四）对行业协会等中介组织的建议............................................................. ..52附录............................................................. ............................................................... ..53附录1：研究对象与范畴............................................................. .......................53附录2：工业软件分类及代表企业............................................................. . (54)V一、全球智能制造发展状况（一）智能制造与智能制造系统工信部印发的《2022年智能制造试点示范专项行动实施方案》中对智能制造给出了明确定义,指出“智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。
《中国制造业走向2025》白皮书节选
《中国制造业走向2025》白皮书节选作者：来源：《中国计算机报》2015年第40期以制造业为核心的实体经济才是保持国家竞争力和经济健康发展的基础——这是世界各国的共识。
特别是在经历了2008年全球金融危机之后，实体经济的重要性被重新认知，中国提出了“中国制造2025” 战略规划，着力推进制造强国建设。
制造业作为全球经济竞争制高点，受到了各国的高度重视。
中国于2015年5月出台“中国制造2025”，大力推进由制造大国向制造强国的转变。
创新是“ 中国制造2025” 的核心驱动，未来随着新一代信息技术与制造业的深入融合，制造业生产方式、企业组织、产品模式等都将发生巨大变化。
中国制造业企业同时面临着内部挑战和外部环境变化的双重压力。
从企业内部看，生产成本上升、研发投入不足、生产组织方式较为传统都是目前亟待解决的具体问题。
从外部环境看，消费者具有更大的主导权，大数据、云计算、移动、社交化、3D打印、机器人等技术发展将颠覆旧有的制造模式，跨界融合、制造业服务化的趋势也日益显著。
中国制造业正处于变革与转型的十字路口。
制造业企业必须高瞻远瞩，主动求变，积极顺应“ 中国制造2025” 战略方向，适应市场环境的具体要求，充分把握新工业时代下信息资源带来的机遇，构建以数据洞察为驱动的新价值网络。
参与者、产品、生产是价值创造过程中的三个要素。
在新价值网络中，它们均被赋予了“ 智慧的” 的新内涵，并通过协同互联，形成集制造和服务为一体的全球化价值网络。
本文针对每个角色的战略重点，以及它们之间的协同互联关系，甄别出企业需要具备的相关核心能力，并运用国内外案例对其进行深入解读。
同时，还提出了新价值网络参考实施路径。
“中国制造2025”战略解读近年来，中国经济增速逐渐放缓，步入中高速增长新常态。
从2010年至2014年，中国工业增加值的增速分别为12.6%、10.8%、7.9%、7.6%、7.0%。
由于国内资源、环境、成本等多种要素的约束日益趋紧，传统扩张式发展道路越走越窄，只关注产量规模，忽视质量品牌、缺乏技术创新的生产方式已经不能满足消费者对高品质产品的需求。
中国制造业企业数字化实践
中国制造业企业数字化实践白皮书目录前言：关于本白皮书 (3)1.数字化转型战略：业务导向，数据驱动 (4)1.1. 业务转型推动数字化转型 (4)1.2. 数据驱动的运营：目标与路径 (5)2.数字化基础设施与能力：实现数据资产全生命周期赋能 (5)2.1. 拥抱产业物联网，强化数据资产生成与利用 (6)2.2. 云架构与平台模式： (7)2.3. 数据分析与AI应用，完成由数据到洞察的转变 (9)2.4. 技术融合，数字孪生与数字主线赋能端到端智能运营 (10)3.DPLS业务系统推进数字化转型，优化生态体系的价值创造 (11)3.1. 优化既有业务运营，提高效率与质量 (12)3.2. 创新与差异化体验创造客户价值 (14)3.3. 迈向新的商业模式与运营模式 (15)4.展望未来 (18)4.1. 智能化运营走向深入，对企业的运营模式影响深远 (18)4.2. 变革将成常态，数字化转型成为长期持续的过程 (19)4.3. 迈向拉动式经济，重构价值创造流程与生态体系 (19)附录1. 名词与缩略语 (21)附录2. 参考文献： (22)前言：关于本白皮书数字化浪潮席卷全球，践行数字化转型，提升企业的运营水平与竞争力，已经成为各国企业角力全球市场的重要议题。
为此，多国政府推出了鼓励和推动本国企业数字化转型的相关政策。
在国内，旧的增长方式难以为继，企业面临迫切的转型压力，而以数字化转型驱动的业务转型，成为中国企业提高运营水平，迈向新增长模式的重要路径。
数字化协会常年关注企业的数字化转型，致力于为已经踏上或即将开启数字化转型之旅的企业，提供可供借鉴理论框架与实践案例，为中国企业的数字化转型贡献力量。
数月之前，我们发布了«中国数字化白皮书»。
作为学会数字化转型系列白皮书的开篇，对于中国企业数字化转型的大环境、转型的必要性及价值，以及数字化转型的方法与路径等做了探讨。
应广大会员要求，我们继续推出其续篇，将聚焦于数字化转型的先进企业的转型实践，与大家分享。
智能制造白皮书制造业数字化转型
S 社会环境
PEST分析
技术赋能 T
社会绿色环保呼声与绿色发展健康消费理念转变，工业占比减少促进传统制造
中国智能制造技术研发虽然起步晚但发展快
行业转型
国家对智能制造技术研发投入力度大，新技术应用正在加速。 ■
■生产方式趋向智能化、网络化、企业组织走向扁平化、虚拟化 ■传统污染物产生较大的业态，绿色高品质制造至关重要 ■民众对制造企业绿色环保的期待及企业社会责任的认可
明确制造业的地位： 制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基；
强调制造强国的必然性： 打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路；
分析发展形势与环境： 全球制造业格局面临重大调整，我国经济发展环境发生重大变化，建设制造强国任务艰巨而紧迫；
网络化、数字化、智能化技术手段与提升精益水平等一系列举措而构建的深度自感知、智慧优化自决策、 精准控制自执行的高柔性化及自适应的制造体系
智能制造的目的： 对内提高制造质量和效率、降低运营成本、减低库存、缩短交付周期，对外提升服务水平、快
速应对市场变化，总体以提高企业整体经济效益为核心目标
智能制造的手段： 在精益管理的基础上，运用先进制造技术与装备，应用先进数字化技术，支撑企业在制造前中
自2015年起，智能制造广受资本市场 青睐，融资数量和规模显著增长： 2018年，智能制造融资金额达325.15 亿美元，融资数量为942起。
中国智能制造产业带初步形成
智能制造被认为是中国制造的主攻方 向，从全国各地雨后春笋般出现的各 类智能制造产业区，到国家智能制造 示范试点项目以及国家智能制造综合 标准化与新模式应用试点项目，中国 智能制造产业带正在初步形成。
大数据标准化白皮书
中国智能制造能力成熟度模型白皮书
中国《国家智能制 造标准体系建设指 南（2015年版）》
基于物联网、大数据、云计算等新一代信息技 术，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活 动的各个环节，具有信息深度自感知、智慧优 化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造 过程、系统与模式的总称。
涵盖新技术、制造全 过程、智能特征等各 方面。
本文的研究主要遵循了我国给出的智能制造定义，并在此基础上进一步剖析了智能制造的特点： 智能+制造：智能技术应用到设计、生产、销售、物流和服务等制造全过程，实现了从各业务 单元乃至企业整体的数字化、网络化以及智能化，达到了感知、执行及控制决策的闭环。 集成互联：各种设备、系统以及人等通过有效的集成、互联技术，实现了连接、交互与协同。 数据驱动：制造过程中的各类数据经过采集、加工及分析，形成可用的知识、模型，用于对各 制造环节进行评价、监控、预测、控制以及决策优化。 模式创新：智能制造引导个性化定制、协同制造、远程运维等新型业态，推动企业转型。
智能制造
图1-1各国不同的制造业转型途径
对比各国关于制造业转型发展的战略规 划，我们不难发现，在这场占据制造业产业变 革制高点的争夺中，各国都将发展智能制造作 为其战略核心，不断推动制造业向数字化、网 络化、智能化发展，向绿色化、服务化转型。 在可以预见的未来，以智能制造为代表的新一 轮产业革命，将是释放未来竞争力的关键，发 展智能制造是制造业转型升级的必经之路。
CPS
001
China Manufacturing Maturity Model 智能制造能力成熟度模型白皮书
（二）对智能制造的理解与认识
针对智能制造内涵，各国各机构都有不同的定义，表1-1对不同国家或机构对智能制造的理解 做了对比。
表1-1 智能制造内涵对比表
31年会数字化白皮书
31年会数字化白皮书（2017版）【版本发布】本版本由31市场运营部统一发布，参与人员包括吴一中、孙黎、嵇大宇等。
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共享最佳实践 加速行业数字化转型在2018年来临之际 ，31出版了一批关于会务和营销数字化、自动化的白皮书。
为什么是我们？为什么是现在？这个问题我想做一下解释。
作为中国数字会务的领导者，31不断服务客户，满足客户的各种需求。
到今天为止，超过30万家客户享受到了我们的服务，各大企业在31平台上发布的会议数量超过 100万家，超过2500万人通过31的系统参与到会议中。
与此同时，31也通过微信、网站、邮件和行业活动等持续推送各种产品和案例，希望给行业带来最新的知识和经验。
但我们发现：碎片化的传播方式难以系统化地传递信息。
在微信、行业会议上，老朋友们总会问我一句：“最近又有什么新的东西？”当不断有朋友向我提问的时候，我的内心受到了很大的触动。
除此之外，我也经常在朋友圈看到大量的会议、活动，由于没有运用或不正确地运用成熟的数字技术，而导致各种各样的问题。
朋友们这时候会发信息过来：“某某会不是你们做的吧？”当确认不是之后，就开始向我吐槽各种不爽。
我在想，我的朋友圈毕竟有限，还有那些不在我朋友圈的人呢？这一切都让我震惊，对31人来说习以为常的事情，可对于很多客户、合作伙伴和从业者来说却很陌生。
我们团队经过内部反思、探讨，最后发现，除了碎片化的案例和信息推送，我们更需要用IT行业常见的白皮书形式来向从业者、客户和不在MICE朋友圈的人们呈现我们的最新技术成果。
汽车零部件企业数字化转型白皮书
一、背景介绍随着科技的迅猛发展和智能化的兴起，汽车行业也逐渐迎来了数字化转型的浪潮。
汽车零部件企业作为汽车产业链中重要的一环，也面临着数字化转型的挑战与机遇。
数字化转型已经成为企业实现可持续发展的重要方式，本白皮书将就汽车零部件企业的数字化转型进行深入分析，探讨数字化转型的意义、目标、方法和实施路径。
二、数字化转型的意义1. 提高生产效率数字化转型可以实现生产流程自动化和智能化，通过信息技术的应用直接提高生产效率，减少生产成本，提高企业竞争力。
2. 提升产品质量数字化转型可以实现零部件生产、检测、质量控制等各环节的数字化化、智能化，全面提升产品质量，满足市场需求。
3. 优化供应链数字化转型可以帮助企业实现供应链的透明化和智能化管理，提升供应链的运作效率，降低库存成本和资金占用成本。
4. 提升企业核心竞争力数字化转型可以帮助企业搭建数字化全球化的业务模式，提高企业的灵活性和反应速度，提高企业的核心竞争力。
5. 探索新的盈利模式数字化转型可以帮助企业结合互联网的发展，探索新的商业模式，实现业务的多元化发展，拓宽企业的盈利渠道。
三、数字化转型的目标1. 实现信息化生产管理通过信息技术的应用，实现生产流程、质量管理、供应链管理等各个环节的信息化和智能化管理。
2. 打造数字化工厂实现生产设备的数字化、智能化和自动化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
3. 优化供应链管理实现供应链的数字化管理，实现供应链透明化和智能化，提高供应链的运作效率。
4. 探索新的商业模式结合互联网等新的技术手段，探索新的盈利模式，实现业务的多元化发展，提升企业的盈利能力。
四、数字化转型的方法1. 制定数字化转型规划企业应该根据自身的发展需求和市场趋势，制定数字化转型的全面规划，明确目标、路径和时间表。
2. 强化信息技术基础设施建设企业应加强信息技术基础设施的建设，包括网络、数据中心、云计算、大数据等方面的建设。
3. 加强组织架构和人才队伍建设企业应加强组织架构和人才队伍建设，构建适应数字化转型的组织结构和高素质的人才队伍。
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中国数字化制造白皮书White Paper of Digital Manufacturing in China2011年3月目录摘要 (3)1中国制造业面临的制造之“惑” (4)1.1中国制造业的发展与变迁 (4)1.2中国制造业面临的制造瓶颈问题 (6)1.3中国制造业提升制造能力的关键途径 (8)2数字化制造的内涵及关键技术 (10)2.1数字化制造的定义 (10)2.2数字化制造关键技术 (12)2.3数字化制造的价值 (23)3数字化制造行业应用分析 (26)3.1数字化制造技术在航空/航天/船舶行业的应用 (26)3.2数字化制造技术在装备制造业的应用 (28)3.3数字化制造技术在汽车行业的应用 (29)3.4数字化制造技术在高科技电子行业的应用 (32)4数字化制造应用路线图 (35)4.1应用数字化制造的误区 (35)4.2应用数字化制造的步骤 (36)5数字化制造主要产品与解决方案概览 (37)5.1数字化制造系统解决方案 (37)5.2国内外数字化制造解决方案分析 (41)6数字化制造技术在中国的应用前景展望 (43)6.1行业应用工具越来越丰富 (43)6.2系统的易用性增强 (44)6.3与其它信息系统的集成越来越紧密 (44)6.4应用行业迅速扩展 (45)摘要中国制造业企业正处于调整和转型的关键时期。
由‘中国制造’转向‘中国创造’已上升为国家战略。
但除了对核心技术的渴求外，制造企业的制造能力也需要进一步提升。
提升制造企业的制造能力的关键途径就是利用数字化制造技术提升工艺规划、设计、仿真能力、工艺性布局和物流路线的设计和规划能力，提升质量设计水平。
本报告是e-works Research在深入分析制造企业对工艺规划、设计和仿真需求，并对目前主流的数字化制造解决方案进行深入了解后撰写而成。
本报告第一章阐述了中国制造企业正处于大规模制造向大规模定制生产方式的转型过程中，面临的诸如产品质量、交付周期、工艺设计和验证等诸多瓶颈问题，剖析了中国制造业的制造之“惑”。
在第二章中，e-works Research根据制造企业工艺规划、工艺设计和工艺仿真的需求对“数字化制造”这一概念进行了定义，详细分析了数字化制造中的关键技术以及制造企业应用数字化制造技术能够产生的价值。
第三章则重点阐述了数字化制造在航空/航天/船舶、装备制造、汽车以及高科技电子行业的应用重点以及应用价值，并分别介绍了在这四个行业中成功应用数字化制造技术的企业案例。
数字化制造技术并非高不可攀的技术，数字化制造技术从被提出到日臻成熟，其核心目的都是利用信息技术在计算机上规划、设计和仿真整个生产加工过程，从而在实际产品被生产出来之前验证企业的工艺流程、物流布局、操作性能等信息，它并不受到企业规模、产品复杂程度的限制。
在第四章中，e-works Research重点阐述了数字化制造技术的应用误区以及成功应用数字化制造技术的步骤。
在第五章中，报告重点对目前市场中主流的数字化制造领域的软件以及解决方案进行了分析和比较。
在众多的数字化制造软件及解决方案中，Siemens PLM Software是唯一具有全面解决方案的供应商。
最后，报告对数字化制造技术在中国的应用前景进行了展望。
报告认为，数字化制造技术能够帮助中国制造企业解决困扰数十年的工艺规划、工艺设计、工艺管理的瓶颈问题，可以有效帮助制造企业提升制造能力。
e-works Research衷心希望，本报告能够对中国制造业提升制造能力、制造质量和制造效率，带来实实在在的价值。
1 中国制造业面临的制造之“惑”根据中国国家统计局公布的相关数字，2010年中国GDP增长达到10.3%，依然是全球经济增长最快的国家。
而在这其中，工业增加值累计增长15.8%，其中轻工业增长13.6、重工业增长16.7%。
这组统计数字表明：虽然经历了“金融危机”，但中国制造业仍然保持了稳步发展。
在经历了金融危机之后，全球各国都更加重视实体经济的发展，而这其中的重中之重就是制造业。
在这样的背景下，高速发展的中国制造业，如何迅速实现转型升级，建立差异化竞争优势，成为每个制造企业都必须面对的问题。
以往，“中国制造”往往在国外被贴上“低质、低价、高能耗”的标签，随着近几年国家强调“自主创新”、“由‘中国制造’转变为‘中国创造’”，中国制造业的形象开始逐步改观。
但是由于中国制造企业的制造模式没有发生本质性变化，‘中国创造’的产品，依然面临制造效率低、制造工艺粗糙、制造成本高等问题，与国外先进企业相比，仍然有不小的差距。
1.1 中国制造业的发展与变迁手工作业模式•从设计到制造均由个人完成•高度灵活•效率低下•对人技能依赖强大量生产模式•专业化分行工机械化和电气化加工•生产效率大大提高•灵活性不足•对人技能依赖减弱大规模定制生产模式•多品种、小批量、短周期•跨企业、跨地域合作•设备自动化程度高•高度数字化•人技能依赖进一步减弱图1 制造模式的变迁随着世界从农业文明向工业文明发展，制造模式经过了三个阶段的发展变迁，分别是：手工作业模式：这种作业模式的特点是规模小，参与人员少，从产品设计、制造、检验等环节都是个人完成。
这种作业模式机动灵活，可以完全根据客户的要求定制，但生产效率极低，对作业人员的作业水平要求非常高，很难满足大规模生产的需要。
大量生产模式：随着蒸汽机的发明，大量生产模式开始逐步占据主导地位。
这种作业模式的特点是，规模大，参与人员多，专业化分工明显，在机械和电气技术的支持下，劳动效率得到极大的提升，产品可以大量生产，同时降低对人员作业水平的要求。
但这种生产模式不够灵活，难以满足客户的个性化要求。
大规模定制生产模式：进入到20世纪，随着制造业竞争的加剧，产品生产朝多品种、变批量，短生产周期方向演变，制造企业的生产模式开始逐步向“大规模定制”1的方向发展。
这种制造模式的特点是：根据客户的需求利用模块化技术设计和制造产品，生产线具有一定的柔性，可以适应多个不同的产品在同一生产线制造，设备的自动化程度提高，借助信息技术进行管理。
近些年国外先后提出的计算机集成制造、精益生产和敏捷制造等就是先进生产模式的典型代表。
在历史上，中国曾经是手工作业模式最为发达的国家，但随着西方国家在制造模式上不断地革新，特别是蒸汽机的发明和流水线的应用，西方国家的制造业水平开始赶超中国并领先至今。
总体而言，中国目前大部分制造企业正处于大量生产模式向大规模定制生产模式过渡的阶段，西方主流先进企业则已经进入到了大规模定制生产模式的时代。
20世纪90年代，为了加快工业化进程，国内制造业大量引进国外“先进”生产设备和产品，客观上极大的推动了中国制造业的发展。
随着中国制造业的发展，中国制造企业开始逐步缩短与国外先进企业之间的差距，有些领域的企业甚至已经成为了世界领先，总体而言中国制造企业可以分为三级：图 2 中国制造企业的三级1大规模定制（Mass Customization，MC）是一种集企业、客户、供应商、员工和环境于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点。
充分利用企业已有的各种资源，在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、高质量和效率提供定制产品和服务的生产方式。
第一级：也是数量最多的成长型企业。
这些企业以民营资本为主，在许多领域获得了长足的发展，但普遍规模较小，缺乏自主创新能力，核心竞争能力表现在廉价的资源和劳动力成本。
第二级：跟随型企业。
这些企业有的规模已经非常大，但是自主创新能力依旧不足，主要是跟随在国外先进企业之后，依靠更为低廉的价格提供类似的产品或者服务。
由于缺乏核心技术，它们还不具备与国外先进企业相抗衡的能力。
第三级：先进型制造企业。
这些企业已经成为世界领先的制造企业。
它们拥有自己的核心技术，同时拥有先进的管理理念和管理技术，可以与国外先进企业相抗衡。
1.2 中国制造业面临的制造瓶颈问题在刚刚结束的“十一五”当中，中国工业化进入中期向后期的过渡阶段，整体上已经从一个农业经济大国，转变为工业经济大国。
中国形成了庞大的工业生产能力，工业经济在整个国民经济中占有绝对主体地位。
工业总量规模不断壮大，我国工业品产量居世界前列。
我国已经成为工业对外贸易大国，工业制成品出口占绝大部分，工业化主要产品产量居世界前列。
要真正支撑中国制造企业自主创新，不仅需要能够真正制造出符合客户要求的质量、性能、可靠性和精度要求的产品，而且需要有效控制质量成本。
然而，目前，中国制造业在制造能力方面，还存在诸多不足。
1.1.1 产品质量难以实现精细化管控“中国制造”、“国货”在消费者心理往往被贴上“质量低”的标签。
造成这种印象是因为中国制造业企业的机床设备装备水平较差，产品质量往往靠生产加工人员的技艺和质检人员的能力来保障。
随着中国制造业的不断发展，目前中国不少制造业企业的装备水平已经达到甚至超过国外先进企业，但是所制造的产品质量依然距离国外同行有较大的差距。
这种差距主要体现在：产品合格率与国外先进企业还有相当大的差距，产品质量不稳定；产品零部件间隙大，外观粗糙；产品使用寿命短，在使用环境较为严酷的情况下，容易失效。
机械产品使用噪声大、震动大、使用者体验不佳。
在这样的背景下，制造企业首先通过引入数字化设计手段，利用三维CAD、CAE等手段提高产品的设计质量。
特别是CAE等计算机仿真技术有效地验证CAD设计的效果，全面提高产品设计质量。
但是，制造企业很快便发现在设计质量不断提高的情况下，工艺质量却很难提高，这使得即便使用了先进的机床设备，产品总体质量的提高幅度却不大。
这其中很重的因素就是企业已有的工艺知识不适应设备、加工技术的发展。
工艺人员对新设备的加工能力、精度、速度没有一个明确可视化的认识，对新的加工技术缺乏足够的认识和了解，在缺乏工艺仿真验证的情况下，工艺人员只能“保守”的采用传统工艺，造成“小马拉大车”的情况。
1.1.2 产品试制周期长，制造工艺不稳定在新产品设计完成并开始试制的过程中，企业往往要派驻专门的工艺人员到车间现场，与负责加工的人员共同验证和调整工艺的可行性，遇到难以加工的复杂零件，甚至需要不断的“试错”以摸索最为可行的工艺方案。
新产品设计新产品工艺设计新产品工艺验证新产品工艺修改新产品工艺再验证新产品工艺再修改新产品工艺定图 3 用“试错”设计和验证新产品工艺这种通过“试错”的方式摸索稳定工艺方案的方法，完全凭借工艺及作业人员的个人能力，摸索的周期往往很长，有些企业甚至花费几年时间才能形成稳定的工艺方案，这势必影响产品的上市周期。
1.1.3 产品的可制造性难以评估, 工艺设计和验证手段落后目前，很多制造业企业都投入大量的人力物力财力进行产品创新。