進(jìn)入21世紀(jì)，世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了新的局面，增長(zhǎng)緩慢、波浪起伏，為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)激烈。各國(guó)都在進(jìn)行改革，努力提高生存率、勞動(dòng)生產(chǎn)率，加速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)造更多財(cái)富。特別重視民用、軍工裝備制造的“機(jī)床工業(yè)”、“制造業(yè)”的強(qiáng)大。對(duì)精心培育人才、合理利用資源；加強(qiáng)科研、自主創(chuàng)新；改善經(jīng)營(yíng)、調(diào)整組織、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等一系列問(wèn)題，采取緊急措施。近年來(lái)，由于一些關(guān)鍵新技術(shù)的突破，出現(xiàn)了全新工藝、裝備的“快速制造技術(shù)”、“疊加制造”，并在一些國(guó)際展覽會(huì)上展出了能制造飛機(jī)、汽車(chē)、醫(yī)療、玩具等各種復(fù)雜件的“3維打印機(jī)”產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。隨著創(chuàng)新深入，范圍擴(kuò)大，將逐漸替代部分長(zhǎng)期以來(lái)使用的鑄造、鍛壓、成型、切削、機(jī)床、刀具等原有工藝、裝備。一些專(zhuān)家驚呼：這是世界第三次產(chǎn)業(yè)革命來(lái)臨的預(yù)兆。
對(duì)此，既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。中國(guó)怎樣認(rèn)真應(yīng)付？應(yīng)研究解決。
一、第三次產(chǎn)業(yè)革命的特點(diǎn)
隨著世界新科技的突破、迅速發(fā)展，第三次產(chǎn)業(yè)革命就在眼前。
當(dāng)今面臨的第三次產(chǎn)業(yè)革命，將遠(yuǎn)比第一次、第二次深刻，這是因?yàn)椋簳r(shí)代不同了，世界形勢(shì)發(fā)生了巨大變化。人類(lèi)的總體素質(zhì)、知識(shí)、科技水平已大大提高。“國(guó)際化”、“信息化”、“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”、“自由競(jìng)爭(zhēng)”，使全球172個(gè)國(guó)家、71億人口的命運(yùn)緊密相連，互相影響。
第一次產(chǎn)業(yè)革命是260多年前、18世紀(jì)中期英國(guó)“蒸汽機(jī)”的發(fā)明，隨之創(chuàng)造出制造蒸汽機(jī)的生產(chǎn)工具“手動(dòng)機(jī)床、刀具”。使人類(lèi)由“手工勞動(dòng)”向“機(jī)械化”變化，由“家庭手工業(yè)”向“大機(jī)器工業(yè)生產(chǎn)方式”轉(zhuǎn)變。地球上迅速出現(xiàn)了火車(chē)、輪船、汽車(chē)、拖拉機(jī)、飛機(jī)等，生存率和勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高。推動(dòng)了世界性由“農(nóng)業(yè)國(guó)”向“工業(yè)國(guó)”轉(zhuǎn)變，由“封建社會(huì)”向“資本主義社會(huì)”的迅速發(fā)展。
第二次產(chǎn)業(yè)革命是近百年前，20世紀(jì)初美國(guó)福特發(fā)明汽車(chē)與大批生產(chǎn)流水線(xiàn)，隨之而來(lái)創(chuàng)造出“自動(dòng)化機(jī)床”、“自動(dòng)線(xiàn)”。人類(lèi)由“機(jī)械化零星生產(chǎn)”向“大批量自動(dòng)化生產(chǎn)”轉(zhuǎn)變。1952年美國(guó)又為飛機(jī)單個(gè)、小批復(fù)雜零件生產(chǎn)研制出了計(jì)算機(jī)控制的“數(shù)控（NC）機(jī)床”，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜件的高效制造，火箭、導(dǎo)彈、飛船、登上月球、無(wú)人飛機(jī)等不斷出現(xiàn)。從而“資本主義社會(huì)”和“現(xiàn)代化工業(yè)”獲得了空前的發(fā)展。美國(guó)因百年來(lái)機(jī)床技術(shù)先進(jìn)、制造業(yè)強(qiáng)大，成為世界第一超級(jí)大國(guó)，德、日繼之。近年，美國(guó)又大搞“制造業(yè)回歸”，異常鮮明，在產(chǎn)業(yè)革命中，非常突出的是：“制造機(jī)器的機(jī)器”、“機(jī)床、刀具”，人類(lèi)生產(chǎn)工具的創(chuàng)新和巨大威力，使世界工、農(nóng)、兵、學(xué)、商所需各種“裝備”的“制造業(yè)”獲得了空前的發(fā)展，所創(chuàng)造的財(cái)富和效益，遠(yuǎn)超過(guò)以為任何社會(huì)，對(duì)人類(lèi)影響難以計(jì)算。
當(dāng)今即將來(lái)臨的第三次產(chǎn)業(yè)革命，有數(shù)字化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化等新技術(shù)的有力支撐，將使人類(lèi)從“自動(dòng)化生產(chǎn)”進(jìn)入“智能化、無(wú)人化”生產(chǎn)，其效益、影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)第一、第二次產(chǎn)業(yè)革命。
二、第三次產(chǎn)業(yè)革命的技術(shù)基礎(chǔ)
第三次產(chǎn)業(yè)革命的涌現(xiàn)，是人類(lèi)生產(chǎn)三大要素“人、工具、資源”在新時(shí)代進(jìn)一步發(fā)揮巨大威力的體現(xiàn)，也是建立在人類(lèi)“長(zhǎng)期積累”的各種機(jī)、電、液、氣、光新技術(shù)、新材料新工藝、新結(jié)構(gòu)、新元件，計(jì)算機(jī)、CAD、CAM，自動(dòng)控制、納米技術(shù)、靈敏機(jī)器人，智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)哈等的先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)之上的具體體現(xiàn)。
的確，也只有在這些“技術(shù)基礎(chǔ)”扎實(shí)，工藝、裝備的“質(zhì)量”過(guò)硬、；配套成龍，工作可靠、穩(wěn)定；各種新技術(shù)繼續(xù)不斷創(chuàng)新、深化的前提下，才能進(jìn)一步持續(xù)向前、向更高水平發(fā)展。
先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，人發(fā)揮了“主宰”作用。社會(huì)的組織管理、互相配套、緊密合作，異常重要。技術(shù)鏈、生產(chǎn)鏈、供銷(xiāo)鏈必須完整。如果沒(méi)有高素質(zhì)的人、各方面眾多專(zhuān)家、人才、各種熟練技術(shù)工人，堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、嚴(yán)密組織、先進(jìn)管理、緊密合作，則工具的不斷創(chuàng)新、資源的合理利用、產(chǎn)業(yè)革命，就不可能實(shí)現(xiàn)。
三、第三次產(chǎn)業(yè)革命的現(xiàn)狀
在2012年9月10—15日美國(guó)的國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)（IMTS）上，有四家公司（ExOne公司、3D Sysem公司、Object公司、Renishaw公司）展出了“3維打印機(jī)”（3D Print）、“疊加制造”的嶄新技術(shù)，引起了觀(guān)眾的注目。在2012年11月1—6日日本國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（JIMTBF）上，以色列的Object公司展出了一臺(tái)世界目前最先進(jìn)的“3維打印機(jī)”，價(jià)格5.4萬(wàn)美元，能為宇航、汽車(chē)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、醫(yī)療、建筑、教育、體育、玩具等制造各種復(fù)雜制品。日本的松浦機(jī)械制作所也展出了一臺(tái)LUMEX Advance-25型金屬光造型復(fù)合機(jī)，是最新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。
上述技術(shù)創(chuàng)新，絕非騰空出現(xiàn)、一蹴而就。20世紀(jì)80年代，美國(guó)首先提出“快速制造”的設(shè)想。1986年，3D Sysem公司深入科研，創(chuàng)新出“疊加制造”（AM——Additive Manufacturing，也稱(chēng)積層制造）。以CAD數(shù)據(jù)，用激光走查硬化樹(shù)脂，然后用快速成型法制出產(chǎn)品。后來(lái)，1995年，開(kāi)發(fā)出用紙積層和融化物堆積法進(jìn)行快速制造。近年來(lái)，隨著纖維、激光和粉末金屬材料等的研制成功，創(chuàng)造出了“3維打印機(jī)”和“激光融化積層機(jī)”，投入市場(chǎng)，方能制造出高精、高密金屬、鈦合金等的高硬度材料模具來(lái)。并用CAD數(shù)據(jù)、圖像，不斷擴(kuò)大各種復(fù)雜立體制品的制造范圍，在技術(shù)上迅速提高。
美國(guó)的3D Sysem公司，原先是個(gè)小公司，迅速擴(kuò)展。2003年與紐約科技學(xué)院合作，建立起了1600平方米的培訓(xùn)中心，培育各種人才和潛在用戶(hù)。德國(guó)在2012年的模具展上，展出了3維打印機(jī)，制造模具等產(chǎn)品。大眾汽車(chē)公司，有宏大的戰(zhàn)略計(jì)劃，準(zhǔn)備用模塊化矩陣生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)出各種型號(hào)的汽車(chē)。
目前“疊加制造”采用的新材料種類(lèi)有：粉末、液體、線(xiàn)條、板材、激光融化金屬等。材質(zhì)有紙、塑料、纖維、各種金屬、高密鈑金、高鈦合金、碳素纖維等。新的加工工藝約有10種，主要有：立體光固化成型法（SLA）、選擇性激光燒結(jié)法（SLS）、疊層成型法（LOM）、融化積層成型法（FDM）等。據(jù)日本松浦機(jī)械制作所“產(chǎn)學(xué)官”多方面結(jié)合、多年的研究認(rèn)為：金屬光造型復(fù)合加工法，是一步步由光造型法向粉末積層法、金屬光造型復(fù)合加工機(jī)發(fā)展而來(lái)。在技術(shù)上最關(guān)鍵的是“金屬光造型復(fù)合加工機(jī)”。
從上可窺見(jiàn)，在第三次產(chǎn)業(yè)革命來(lái)臨，涌現(xiàn)出來(lái)的關(guān)于“快速制造技術(shù)”、“疊加制造”、“3維打印機(jī)”技術(shù)的當(dāng)前技術(shù)水平現(xiàn)狀。
目前，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本、以色列（屬于亞洲的以色列，面積15萬(wàn)平方公里，人口625萬(wàn)）等的技術(shù)基礎(chǔ)”扎實(shí)，人才眾多，科研系統(tǒng)，在步步深入、正式進(jìn)入市場(chǎng)。大都采取企業(yè)、高等院校、研究所合作，與用戶(hù)、市場(chǎng)需求緊密結(jié)合的辦法進(jìn)行，技術(shù)鏈、生產(chǎn)鏈、供銷(xiāo)鏈比較完整，相互密切合作，因此，進(jìn)展較為迅速。
四、第三次產(chǎn)業(yè)革命的未來(lái)
對(duì)于第三次產(chǎn)業(yè)革命的未來(lái)，有各種議論，主要有以下幾點(diǎn)：
（1）疊加制造新工藝、新裝備，最突出的優(yōu)點(diǎn)是：“制造速度快”，特別是一些小形、復(fù)雜、奇形、單個(gè)、小批量、個(gè)性化零件，如各種模具、醫(yī)療關(guān)節(jié)等小形復(fù)雜件等，制造快捷。未來(lái)，學(xué)生、教師、醫(yī)生、公務(wù)員、運(yùn)動(dòng)員、各種人等，可用其隨意制造各種所需產(chǎn)品，市場(chǎng)的需求量會(huì)迅速擴(kuò)大。據(jù)美國(guó)2012年“RAPID2012”技術(shù)會(huì)議一些專(zhuān)家估計(jì)：市場(chǎng)規(guī)模，今后5—10年間，大約有65億美元，約相當(dāng)于目前美國(guó)一年對(duì)機(jī)床的消費(fèi)金額。
（2）十分重要的問(wèn)題是快速制造、3D打印機(jī)在多大程度上會(huì)替代原有的加工工藝、裝備，金屬切削機(jī)床、刀具等。
分析認(rèn)為：現(xiàn)有的機(jī)床、刀具那個(gè)工藝裝備，人類(lèi)已經(jīng)使用250多年，適合于各種批量，小、中大型、重型零件的自動(dòng)化生產(chǎn)。現(xiàn)今的先進(jìn)數(shù)控（NC）機(jī)床、納米級(jí)高精度機(jī)床等，技術(shù)上也在不斷向更高水平發(fā)展。新的快速制造技術(shù)、3維打印機(jī)，會(huì)有很大的市場(chǎng)份額。但它在功能上、成本上，一時(shí)還難以完全替代機(jī)床?？赡苄允牵焊髡顾L(zhǎng)，相輔相成。將來(lái)發(fā)展，則將視技術(shù)、市場(chǎng)的進(jìn)展而定。
（3）快速制造的出現(xiàn)，特別適合于小型、個(gè)性化、復(fù)雜化的生產(chǎn)，可能出現(xiàn)一些小型自動(dòng)化工廠(chǎng)（FA）等，制造業(yè)將會(huì)發(fā)生新的變化。
五、中國(guó)的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)
中國(guó)于90年代聞?dòng)嶉_(kāi)始研究，目前已經(jīng)有一些院校在研究開(kāi)發(fā)快速制造技術(shù)，并且有的已在電視上展出了3維打印機(jī)的研究品，但與美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本、以色列相比，技術(shù)上還存在差距。
主要表現(xiàn):(1)總體技術(shù)基礎(chǔ)較差，“大”而不“強(qiáng)”、人才缺乏。先快后慢、關(guān)鍵時(shí)艱難；（2）社會(huì)技術(shù)鏈、生產(chǎn)鏈、供銷(xiāo)鏈不完整；有的關(guān)鍵新材料供應(yīng)不上，需要進(jìn)口，價(jià)格昂貴（約10倍）；（3）主要由高等院校進(jìn)行，缺乏三結(jié)合緊密合作，進(jìn)入市場(chǎng)較慢。
中國(guó)在戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上，亟需改進(jìn)：
（1）第三次產(chǎn)業(yè)革命的來(lái)臨，對(duì)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展是面臨的重大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在整體上，國(guó)家應(yīng)高度重視，有遠(yuǎn)大目標(biāo)，規(guī)劃、領(lǐng)導(dǎo)。充分發(fā)揮“人、工具、資源”三者的創(chuàng)造力，加速針對(duì)培養(yǎng)、考核、使用人才，充分發(fā)揮人創(chuàng)造工具、合理利用資源的威力。
（2）實(shí)事求是、科學(xué)精神。在戰(zhàn)略上藐視，在戰(zhàn)術(shù)上重視。加強(qiáng)科研的系統(tǒng)、深入，步步為營(yíng)；加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研、用戶(hù)的緊密合作，在技術(shù)、人力、物力、財(cái)力上互補(bǔ)，充分發(fā)揮“合力”作用。
（3）改善整個(gè)技術(shù)鏈、生產(chǎn)鏈、供銷(xiāo)鏈；加強(qiáng)各部門(mén)、各單位之間的緊密合作、互相支持；講究“時(shí)效”，加強(qiáng)各方面對(duì)人、財(cái)、物的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、嚴(yán)密組織、整頓優(yōu)化、先進(jìn)管理、忠誠(chéng)服務(wù)?！?/p>
