本文引用格式：杨友文，刘继广，黄文娇，等.新工业发展及其对中国工业转型的启示[J]. 新型工业化，2017，17（3）：101-106.DOI：10.19335/j.cnki.2095-69.2017.03.017新工业发展及其对中国工业转型的启示杨友文1，刘继广1，黄文娇2，苏章仁1（1.合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥，230009；2.合肥工业大学外国语学院，安徽合肥，230009）摘要：基于对工业和技术发展历程的认识，分析了新工业的特征，并对工业生产中部分自然法则提出了新的认识。面对国际化发展的巨大挑战与机遇，以制造业为核心的中国工业转型升级应以生态工业文明为目标，遵从可持续发展模式；以“两化融合”为支撑，发展智能制造；推进技术科学大众化，应用工程技术创造价值；推进工业再设计，关注产品功能实现。关键词：新工业；技术科学；自然法则；工业转型；工业再设计Development of New Industrial Revolution and Its Inspiration for Chinese Industry TransformationYANG You-wen1, LIU Ji-guang1, HUANG Wen-jiao2, SU Zhang-ren1(1.School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei, 230009; 2.School of Foreign Studies，Hefei University of Technology, Hefei, 230009)Abstract: Based on the understanding of the progress of industry and new technological revolution, this article analyzed the characteristics of new industrial revolution and offered a further understanding of partial law of nature in industrial production. When facing enormous challenges and opportunities for international development, the Chinese industrial transformation and upgrading what take manufacturing as the core should regard the eco-industrial civilization as the target, following the path of sustainable development mode. Set the ‘integration of information technology and industrialization’ strategy as the support to developing the intelligent manufacturing. Promote the science and technology to popular and create value via engineering technology application. Moving the industry re-design forward and focus on the achieving of the product function. Key words: Industrial revolution; Technological science; Law of nature; Industry transformation; Re-design in industryCitation: YANG You-wen, LIU Ji-guang, HUANG Wen-jiao, et al. Development of New Industrial Revolution and Its Inspiration for Chinese Industry Transformation [J]. The Journal of New Industrialization，2017，17（3）：101-106. 0 引言在技术进步（互联网、大数据、3D打印等）与社会发展（资源、环境、老龄化等）共同推动下，第一轮技术与产业已悄然而至。世界各国，尤其是工业强国无不在思考与实践着适应新一轮技术对各自生活与生产方式、质量的影响。美国在2009年提出了“再工业化战略”，后又于2012年发布了《先进制造业国家战略计划》，意在重振美国制造业竞争力。2011年以来，德国提出“工业4.0”战略，将互联网作为工具，打造智能制造[1]。这同时也标志着基于信息物理系统（Cyber-Physical 新论述基金项目： 国家高技术研究发展计划:工业生产过程重金属污染排放在线监测技术及设备(2013AA065502)；安徽省教改重点项目：大学生“创新、创意和创业”能力系统培养研究与实践（2014zdjy203）；合肥市软科学项目：合肥精密制造产业发展研究（201503））。作者简介： 刘继广（1963-）,男，教授，主要研究方向为铸造装备与设计；黄文娇（1980-）,女，讲师，主要研究方向为外国语言文学。通讯作者： 杨友文（1974-），男，博士，副教授，主要研究方向为材料结构与设计；苏章仁（1948-），男，教授，主要研究方向为技术科学与制造。新型工业化·2017年第3期101System, CPS）的智能制造时代的到来。虽然日本的汽车及机械制造企业处于世界领先地位，但面对激烈竞争，日本约30家企业于2015年建立了联盟机制，以期实现工厂之间、设备之间互联的通信技术和安全技术的标准化。可以看出，以信息技术为支撑，推进制造业提质升级，进而提升工业发展整体能力，已成为各国竞争和发展的焦点。作为制造业大国，我国于2015年发布了《中国制造2025》，标志着新一轮的工业转型与升级的开始。面对经济发展“新常态”新要求，以制造业为代表的我国工业转型升级之路还很长。观念的转变、资源的配置、路径的选择等都是我们所必须思考和实践的现实问题。1 新工业发展及其特征1.1 新工业发展18世纪以来，工业已经发生了两次：第一次是从英国开始的动力（以蒸汽机发明与使用为代表），第二次是从德国开始的电气化（以电磁能的发现及电力设备的使用为代表）。进入21世纪，人类面临空前的能源与资源危机，各种新技术的发展也促使了科学发展的轨迹发生变化。2012年，美国人杰里米·里夫金所著《第三次工业》一经推出，就迅速点燃了业界对工业内涵及其发展研究的热情。黄群慧等认为：“第三次工业”是基于数字化、智能化、网络化的生产制造技术的突破性创新和大规模产业化过程，并且“十三五” 时期将是第三次工业由导入期向拓展期转换的重要阶段[2]。2015年，工业和信息化部苗圩指出：ICT（信息通信）技术的发展和应用，特别是ICT技术和制造业的结合，这将是第三次工业的触发点[3]。笔者认同此观点，并认为：新技术推动着制造业方式的转变，智能与绿色将是工业发展的新业态。以信息技术发展及计算机广泛使用为标志，新工业浪潮正在涌动。从内涵及作用来看，工业不同于技术，但技术的发展可能推动工业发展。有研究认为：开始于17 世纪的第一次技术，主要是光学技术和仪器。而第二次技术则以19 世纪表层成像技术的发展为标志[4]。20世纪中叶以来，科学技术的发展速度远超以前。人类不断在原子能、计算机、信息、航天、分子生物学和遗传工程等领域取得重大突破，从而催生了第三次技术。时至今日，技术及技术科学的发展正逐步体系化，其对产业及工业的推动作用也越发明显。人们在关注科学性技术的同时，更应研究、关注技术科学的发展。近年来，世界各国以制造业为重点，提出的各类产业发展战略，均属于技术发展在产业界的体现与实践。就德国“工业4.0”而言，其可以认为是信息化在智能制造层面的优秀经典或应用于制造方法的升华，属于技术层面的发展，而不能称之为工业。笔者认为：能称之为“工业”的，应该是“体系化的”，包括新自然法则、新技术理论、新工程技术三位一体的综合性。虽然我们已经深处于第三次技术，但支撑第三次工业的主要技术和产业尚未完全成熟[5]。面对新工业发展态势，我们唯有练好内功、做好准备。新工业与前两次工业在推进人类进步的目标是一致的，但其发展背景、技术手段、实现路径又有着自身的明显特征。1.2 新工业特征1）信息成为重要资源。工业的发展使人类发展进入了空前繁荣时代，但同时也造成了巨大的能源、资源消耗，人类为此付出了巨大的环境代价和生态成本，也急剧扩大了人与自然之间的矛盾。工新论述业文明在20世纪暴露出日益加深、积重难返的全球性生态危机，映射出现代技术范式的多重缺失[6]。但同时，大量新技术的应用，也综合影响与推动着技术范式转移发生改变。新工业及发展已不再是人类单纯依赖在利用能源、延伸劳动手段方面发明的技术范式的转移。当信息成为“生产资料”重要组成部分后，新工业不再是以技术为主要驱动，而是一场以技术科学为核心、以信息为灵魂的绿色产业。这是一次由自然（资源）要素投入为特征，到以绿色要素投入为特征的跃迁，并普及至整个社会，以应对全球能源、环境、气候变化危机的多重挑战。 102《新型工业化》开放式获取期刊：www.chinaxxgyh.com2）制造业成为发展核心。技术科学的发展和新科学工具解码、编译信息的应用，一方面使人类对宇宙、大自然的洞悉改变了科学的轨迹，另一方面使信息成为重要生产资料、成为社会劳动资本。开发新技术、新工具的研究已经成为推动多个科技领域发展的最大动力，资源共享是真正发挥新技术新工具作用的根本。新工业的发展，制造业成为了技术发展与推动的关键，也是核心。世界范围内，将信息及技术在制造业研发、设计、生产、经营、管理等全过程的应用、渗透和融合，促进信息化与工业化的深度融合，是实现个性、高效、智能生产的支撑。比如，借助 AR/VR/MR 技术，可以在过程中真实地呈现某个设计环节，而不用完成整个设计后才发现问题，大大加快了产品研发进度，并有效减少时间成本和生产成本[7]。由此构架的全新科学技术体系正与当代工业活动互为依托，不断推动工业社会完备科学建制与产业的发展。3）技术科学体系逐步完善。技术是指人们制造新事物，或是改变现有事物功能、性能的方法与手段，也是将科学的智能、智慧延伸、使用，进而实现目的的共同协作体系。构成技术概念有三个核心要素：智慧、手段及工艺，并且三个要素是可以有效、可靠地重复。而技术科学主要是研究和解决工程技术中的一般性问题，其研究成果对工程技术具有普遍的应用性[8]。随着新工业的不断发展，人们对技术科学的认识越发深入，人们越来越认识到技术科学的重要，并在将哲学思考指向洞察事物本质与发展规律的同时，更注重将技术性地解码、表达事物本质与发展的科学全息（机理、规律）并使之工程化实现。技术科学体系包括工程力学、应用化学、应用数学、信息科学、工程地质学等，已成为推动产业及至工业发展的重要动力。2 工业生产中部分自然法则的再认识无论宏观与微观的物质，其运动与能量传递形式均为脉冲，自然界物质皆震动，“谐”是其自然法则。工业文明和社会发展从本质上来说就是人类不断求得与自然规律吻合，避免“自激震荡”的无序与失控。人类当代发现的新自然法则正在重新构架工程技术理论并推动工程技术体系化。2.1 开放才稳定遵照耗散结构理论，“开放”是所有系统向有序发展的必要条件。对企业来说，只有开放才能获得发展，只有不断引进、输出入才和技术，不断更新设备，才能使企业充满生机和活力。而无论是技术本身或者是一个系统（企业），其发展进步又遵循着量变到质变规律。系统科学与耗散结构理论认为，无论是事物本质向外延与外在方向的演绎或回归事物本质的双向运动，量变到质变已成为有边界、有路径可遵从的自然法则，而不再简单是哲学判断。在产品设计与制造中，要改变习惯于认知与发现“差异”的思维走向“求大同存小异”的思维。不同事物存在着越趋向本质，其本质“高度一致”的自然法则。对于一个企业来说，只有开放，才能实现相关能源、信息的交换与获取。借助于网络，社会各成员（企业）可按照网络组织原则和协议规范等进行信息交流和共享，并将创新思想、知识及经验等进行分享和传递，进而实现系统的协同创新[9]。开放使人类满足需求的劳动及解决问题的途径更为便捷、有效、代价更小，进而达到人与自然的稳定、和谐发展。 2.2 相关关系更重要因果思维是人们认识世界、改造世界的惯常的思维模式， 也是哲学的基本观点。但随着科学的发展，尤其是量子力学及拓扑学等的发展，改变着人类“因果”的传统思维。在信息爆炸的今天，我们一方面制造了大数据，另一方面大数据也为我们的发展提供了支撑。但这个支撑不能简单的依靠“因果”去判断，或者说事物间的“因果”要通过寻求事物间的相关关系而得到。事实上，大数据不是说“海量”就是大，只有那些有用的，能够建立联系、有效的数据才是我们所关心的。我们没法追究海量数据中每个数据与其他数据之间的因果关系，但可以从整体上把握这些数据之间所表现出来的相关关系[10]。在大数据时代，从一定意义上说，相关性比因果性更重要。面对复杂的对象，我们有时没有必要知道现象背后的原因，新型工业化·2017年第3期新论述103只要知道现象之间是否有相关关系就够了。人类社会关系、自然界的生态系统（包括生物链）不仅存在零和博弈，更遵从着现代的、特别是非对称博弈的原则。我们的创新设计与结构发展规律存在即遵从“一分为二”，亦遵从“合而为一”的自然法则。2.3 发展要持续上世纪八十年代，西方科学家里夫金等人提出了“熵世界观”。虽然此观点简单地将热力学第二定律科学原理和概念直接引入到哲学领域分析世界发展问题，有其悲观主义的色彩，但其对环境与相应社会问题的分析不无合理与深刻之处。时至今日，在面对复杂工程系统的分析、优化、诊断、改进以及设计,我们应更多地应用“火用”理论来指导我们的实践。任何产业或工业的发展应将“量”和“质”统筹规划，在其设计甚至是规划阶段就考虑到生态环境的问题，以求避免先污染后治理的错误做法[11]。通过确定工程系统的参数来使目标函数最小化,即寻求一个最佳的不可逆性损失，从而有效认识、解决工业发展中的“熵”污染问题。资源和环境是人类生存和发展的基本条件，也是经济和社会发展的基础。技术发展将不断推动工业与人类的进步，但技术进步的推动是外在的表现，我们不能再按传统思维去设计路径，并进而实现目标。现代工业与社会的发展必须要可持续，绿色、环保、生态、循环的人类活动模式的概念提出，无一例外地都是追求可持续发展的实践。3 对中国工业转型的启示与思考3.1 生态工业文明是工业转型发展的目标追溯发达国家工业现代化的发展轨迹，这些国家创造财富的路径在不断改变，知识经济的体量在不断膨胀。同时，其技术发展与生产方式的改变也正将工业文明推向生态工业文明。党的将生态文明建设写入大会报告和党章之中，成为中国生态文明的宣言书。生态文明的提出与发展，即缘于当代新的科学思想，也由此不断产生着当代科学新思想，这势必要求我们加快经济发展方式转变，促进绿色发展、低碳发展，促进从生态赤字转向生态盈余，开创一条绿色工业的新路。将“信息”（包括智能、智慧）作为关键生产资料融入传统工业，特别是装备制造业，是我国赶超发达国家工业化水平、建设生态工业文明的唯一之路。要以智慧的方式，合理采集、分布、使用各类能源并协调各方，提升组织及体系的自适应能力，促进工业的可持续发展，进而实现生态工业文明。对此，我们务必清醒认识、清晰设计、认真遵循，避免节外生枝的工业发展方案并加快速度。3.2 “两化融合”是工业转型的重要支撑新工业发展的一个典型特征就是“信息”（包括智能、智慧）成为关键资料并散布于全社会人们的头脑里，并承载、表达、生成于网络和电脑里。传统生产资料所有制概念因知识产权所有制、知识经济社会化体量不断加大、“信息”开放的特质与共享的模式改变而正发生改变。无论是美国的网络化 工业还是德国工业4.0，其关键是充分应用信息的支撑，促进工业的提质升级与健康发展。但同时我们也应看到，发达国家运用信息技术的核心目标还是要提升“产品”。我们研究、借鉴发达国家经验不能趋于表面化、形式化，更不能过分依赖于“信息”技术，而忽视制造业本身的实质性升级，始终拿不出更优秀的产品[12]。我们应优先将“信息”作为关键生产资料，以网络化、数字化加工、整合“信息”，实现科学化先进制造技术，进而以再设计科学化产品，推进新工业发展。在推进过程中，应根据实际需新论述求更加注重两化融合的制约因素分析，从而针对具体问题提出具体推进策略[13] 。在我国工业转型升级中，仅仅锁定工程技术创新成果的工业转型必将是瘸腿前行，充满风险。面对新的竞争，我们应加快发展以工业互联网、信息物理系统、制造业创新网络等为特征的智能工业，从而引领我国工业迈入转型发展的新时代。 3.3 推动技术科学的大众化是关键技术科学是以基础科学理论为指导，研究同类技术性的理论问题，揭示同类技术的一般规律，104《新型工业化》开放式获取期刊：www.chinaxxgyh.com也是直接指导工程技术研究的理论基础。进入21世纪，技术科学的发展和技术手段的进步，极大促进了人类认识能力的提高。我们可以从科技进步中希冀很多，但不能过分依赖或者奢望。技术科学体现为研究事物本质的实际存在及发展的客观规律，有赖于发现与遵循，属于科学的又一分部类[14]。抢时间、争速度，推进工程技术领域的“技术科学”大众化概念从朦胧走向清晰是实现中国工业转型的关键。面对新工业，中国工业既要利用现有技术实现转型与升级，更应注重新技术的扩散，推动技术科学的大众化。为此，要总结历史经验，遵循教育规律，借鉴国内外技术人才培养的有益做法，培养具有技术科学思想与素质的高级人才，以求实现滋养科学素质、放飞心灵自由的目的。同时，要加深对技术科学认识并在实践中应用，借助于技术科学的发展，提升人类关于系统、非线性和复杂体系的认识，应用工程技术创造更新、更大的价值，进而实现工业转型与升级。3.4 加快推进工业再设计是有效途径设计是人类以非自然的意志，科学地借助自然法则，创造人类文明的一种广泛活动过程，也是人类预先进行计划、规划、设想和解决方法的行为与表达。“工业再设计”是对因历史局限而延续至今的原传统产品设计进行完善与升级的设计，是不原工业体系与基础的“再设计”。面对新工业的浪潮，再设计应重新回归到以新自然法则为源头、以新工程技术理论为指导的正向设计（升级现有产品）。相对于“优化设计”，再设计的指向应该是更为明确的现实存在，易于有的放矢，也是对原设计的历史惯性平缓制动，纠错式的创新设计。比如，以工艺创新为基础，工业再设计可将原来需要数十个零部件设计制造成一个零部件，从而达到减重与性能提升的双重目标。同时，再设计要结合先进的工业仿真技术，通过采用仿真及拓扑优化技术，去驱动产品设计，快速验证设计合理性，实现结构力学与材料力学的最优化组合。要将设计及信息融入材料功能的实现[15]，保证产品在性能、可靠性、重量、体积等各项参数都比原来的产品更加优越。这种基于先进手段，利用拓扑优化、形状优化、尺寸优化等技术形成最优方案的再设计，也才能最大限度地发挥创新性设计的潜能。关注产品功能，推进工业再设计的发展，才能从源头上实现工业转型升级。4 结论在“两化融合”率先健康发展的工业社会，信息解码、破译、编译使得自然法则、工程技术理论更为清晰。面对新工业的发展，现代科学工具特别是系统科学与数学科学的应用，使得自然法则、工程技术理论更易于遵循。工程技术及其应用模式与方法，也正以前所未有的爆炸式速度在发展，从而导致工程技术层面创新成果的寿命正以前所未有的速度在缩短。中国工业发展必须以新工业思维为指导，延伸产业链、提升价值链，促进工业转型升级与提质增效。在工业转型升级进程中，科学与工程技术领域的人们也应厘清转型发展的思路，设计“短平快”并可有效实现的方针、目标与路径。对此，我们要充分认识并力求实现突破。参考文献[1] 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