以3D打印技术引领智能制造业发展
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  目前我国制造产业在世界上规模最大,但在分工格局中很多行业仍处于组装加工生产环节,位于传统制造业的价值链低端,市场竞争能力和经济效益有待提高,亟须通过创新改变状况。目前兴起的3D打印技术预示着新的生产革命,为我们发展智能制造业,赶超发达国家提供了机遇。

  一、3D打印是传统制造走向智能制造的革命性技术

  3D打印又称三维增材快速制造,是以(软件)数字建模为基础,运用塑料、金属、陶瓷、橡胶、玻璃、色砂等多种可粘合材料,通过逐层增加材料打印出三维实物产品。目前,3D打印技术飞速发展,应用领域不断延伸,已用于产品设计、建筑设计、模具制造、工程施工、汽车船舶等精密部件、核电、航空、航天等高端装备、教育文化,影视传媒、地理信息等领域,也应用到了牙科、骨科等医疗领域,珠宝,鞋类、服饰等多个与生活息息相关的领域,取得了很大效益。如原来需要几周时间开造的模具,在数小时内可完成开造,极大提高了研发和制造效率,特别在高价值产业(如医用关节和牙齿、航空航天零部件等)的应用前景和价值不可限量,目前制造的诸如皮肤、肌肉、血管片段等简单活体组织,是新的医学革命前奏。3D打印技术可大幅降低生产成本,提高原材料和能源的使用效率,减少对环境的影响。

  随着移动互联网等信息技术、纳米技术和新材料、新能源等科技的迅速发展和推广应用,人工智能、数字制造、工业机器人使得3D打印现代制造技术不断突破,3D打印产业开始兴起,需求市场逐步成熟,加之金融危机以后主要工业化国家推出的一系列旨在通过发展先进制造技术复兴或加强其制造业的战略和政策安排,全球制造模式正发生着巨大的变革。这场变革以智能化、数字化、信息化技术的发展为基础,以现代基础制造技术对大规模生产流水线和柔性制造系统的改造为主要内容,以基于可重构生产系统的个性化制造和快速市场反应为特点,将从根本上解决传统制造系统下新产品开发周期、产能利用率、生产成本、产品质量、个性化需求等主要产业竞争要素之间的冲突,实现生产制造的综合优化和运营效率的大幅提升。

  二、3D打印技术可以构建制造产业竞争的新优势

  3D打印技术将改变企业核心竞争力所依赖的资源基础。一方面,制造的战略功能被重新定义。在传统的创新系统中,产品生产的一般模式是产品设计产品开发产品制造,所谓的产品创新主要指的是实验室的产品设计和开发,制造仅仅是实现创新的一个环节。而随着全过程数字制造技术的成熟,设计、开发和制造的一体化产品发展将使传统的线性创新过程变为一体化的并行创新过程,制造直接成为创新的一部分,制造现场像实验室一样成为创新的场所,制造生产成为企业创新系统的一部分。

  另一方面,3D打印技术将促进由大企业竞争优势向小型化、分散化创业企业的竞争优势转变。由于目前前沿制造技术的开发和应用仍然需要大规模的研发投入等前期投入,制造与研发的协同效应可能加强一体化大企业的竞争优势,因此只有大企业才有能力和动力率先投入和使用先进制造技术。然而,以3D打印机为代表的新兴制造技术也能提高小型化、分散化经营的经济性。由于制造可以完成于小型工场之中、个人案头之上,创意设计制造可以通过创业者甚至是一个人在短时间内完成,因此对个性化的市场反映更加敏捷,个性化制造和网络开放创意社区发展大大加速的同时,也带来了市场商机和经济效益,提高了产品的竞争能力。

  在以大规模、流水线、标准化为代表的传统制造业上,我国与发达工业化国家在研发设计等创新环节有较大差距。而以3D打印技术为基础的智能制造为我国追赶先发国家打开了一扇机会窗口。目前,各国3D打印产业基本处于同一起跑线,发达国家在3D打印产业有优势,但我国的差距并不很大,如果抓住机遇,完全可能弯道超车,为此,我们应当实施先发战略,着力以3D打印引领智能制造,实现对发达工业化国家的赶超。

  三、以3D打印技术促进青岛智能制造业发展

  青岛是制造业大市,但与发达国家的制造业相比,还不能称为制造业强市。青岛是国内3D打印技术起步较早的城市,政府层面重视,一批3D打印技术企业和研究3D打印技术院所、学校正在发展中,我市可继续高度关注3D打印技术趋势,组织力量实施以3D打印技术引领智能制造业的创新工程,率先形成智能制造业增长极,保持和增强制造业城市的优势。

  加强智能制造业的教育培训。通过青岛各类媒体全方位宣传报道,在机关干部和企业高管培训中约请专家辅导,使全市有关方面了解3D打印等智能制造的基本知识和重要意义,形成发展智能制造业的共识。在大学和职业学校开设3D打印技术课程与实践活动,培育一批3D打印科研和操作人才。建设3D打印公共技术服务平台。如,可采取政府、大学、企业战略联盟方式,组建大学与企业3D成型技术研究机构,实行企业化运作,面向国内外市场,开展科技研发、产品制造等服务活动,带动青岛3D打印等智能制造企业发展。可用3D打印技术改造青岛传统产业。目前,我市一批公司的模具制造都有相关技术的应用。要在全市的海洋科技研发、船舶与海洋工程、机车汽车等制造业中,广泛推广3D打印技术,加快形成全市智能制造业的整体优势。

  其次,实施3D打印产业链的招商引智。瞄准3D打印机科技人才和知名公司,按先易后难、由国内至国际的时序,大力招商引智。培育形成3D打印机的全产业链条。引进一批在3D打印技术有科研优势的大学和研究院所来我市开设分校和分院,并支持其提高研发设计、教育培训能力。要加强同国内3D打印技术优势学科大学的联系,搞好西安交大青岛研究院胶东3D成型技术研究院的建设,形成相关人才向我市3D打印技术高水平院所集聚的效应。

  加快引进3D打印知名公司和人才,发展3D设备整机制造商、软件配件研发商、打印耗材供应商、网络平台服务商,努力形成3D打印从研发到应用的完整产业链。国内重点招商方向包括:大型3D打印装备制造的企业、激光添加层烧结3D打印机企业、3D激光喷粉成型设备企业、重型金属构件电熔精密成型企业、微纳光学制造和服务企业、3D打印机用成型材料企业、光机电一体化设备研制企业、粉末工程模具制造核心企业。通过发展3D打印技术企业与引进培育人才,促进青岛市发展成为智能制造型的城市。

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