讀《歐洲工業(yè)的未來
——歐洲制造業(yè)2030》看中國制造業(yè)

謝友柏

1.上海交通大學機械與動力工程學院,上海,2002402.西安交通大學機械工程學院,西安,710049

0 引言

《歐洲工業(yè)的未來——歐洲制造業(yè)2030》[1](簡稱《歐制2030》)這本書有一個特點，即前面有7個推薦序,其中4個是歐洲人寫的，3個是中國人寫的。比較之下可以看出微妙差異：前4個議論的中心是以創(chuàng)新推動可持續(xù)發(fā)展，后3個雖有許多分析卻看不出要解決什么問題。

歐洲(美國也類似)制造業(yè)為尋求廉價勞動力和資源，將許多產(chǎn)品的生產(chǎn)(《歐制2030》稱為“低技術(shù)制造”)轉(zhuǎn)移到不發(fā)達國家，于是產(chǎn)生了兩個問題：因占用勞動力最多的部分被遷走而導致失業(yè)；產(chǎn)品在國外制造，國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)減少，而從國外進口這些產(chǎn)品(老百姓不能不用低技術(shù)產(chǎn)品)又要付款，導致收支逆差。這就是特朗普(Trump)說的“美國吃虧”歪理。美國怎么會吃虧？一部iphone手機，售價大約 $1000，在美國設(shè)計，美國得到 $800～850，來自德國、日本、韓國的零部件價值 $100多，中國承擔包括其余零部件的制造和裝配(《歐制2030》說“現(xiàn)代產(chǎn)品中勞動力成本已經(jīng)低于5%”)得到的總計只有差不多 $100。問題是美國得到的這些金額不算入美國的GDP，是蘋果公司拿了，到不了美國國內(nèi)失業(yè)工人的手里，這是他們社會制度決定的?！稓W制2030》說，這是“不重視低技術(shù)制造業(yè)”和“以短期利益為導向”的結(jié)果。對此，作者沒有進行更深層次分析，而我們一直認為制造業(yè)研究問題，要把對象看作是物理-心理-社會系統(tǒng)(physical-psychological-social system, PPSS)，而不能僅僅看作是信息-物理系統(tǒng)(cyber-physical systm, CPS)。

雖然歐美發(fā)生的問題有啟示作用，可以讓我們提前做適當?shù)姆纻?，但中國的情況不同，解決問題的方法也應(yīng)該不一樣。

《歐制2030》把制造業(yè)看成是“實現(xiàn)(經(jīng)濟)增值的轉(zhuǎn)換過程”。雖然搞制造不能不考慮經(jīng)濟效益，中國也不能例外，但從根本上講，制造業(yè)的使命是滿足人們生活和生產(chǎn)中對物質(zhì)產(chǎn)品(不含農(nóng)牧產(chǎn)品)的需求。中國制造業(yè)的首要任務(wù)是在中國充分供應(yīng)包括滿足物質(zhì)需求、精神需求和社會需求所必須的物質(zhì)產(chǎn)品，而且這些需求是不斷變化和發(fā)展的，“定制化生產(chǎn)”只不過是這種變化的一個方面。制造業(yè)要根據(jù)這些變化不斷更新自己的產(chǎn)品。不論是產(chǎn)品設(shè)計、金融交易、文藝創(chuàng)作、科學研究、技術(shù)開發(fā)、政策制定以及大數(shù)據(jù)、IT或AI的應(yīng)用等，都不能代替由人(直接或間接)操作的物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)，沒有源源不斷適應(yīng)時代需求的物質(zhì)產(chǎn)品供應(yīng)，社會就不能運轉(zhuǎn)，更談不上美好幸福生活?，F(xiàn)在中國的制造業(yè)還遠達不到這個要求。

1 中國的問題

與歐洲是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)源地不同，從李鴻章搞洋務(wù)運動開始，中國的制造業(yè)一直追隨發(fā)達國家的制造業(yè)，扮演打工仔的角色。直至新中國成立以后，才有了自主發(fā)展和趕超的可能。新中國成立初期鋼產(chǎn)量只有15.8萬噸/年，人均量約為300克，不夠打一把菜刀。經(jīng)過近70年奮斗，中國已經(jīng)成為世界上唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國家，220多種主要工業(yè)品產(chǎn)量常年世界領(lǐng)先，鋼產(chǎn)量(2014年)超過8億噸，約占全球總產(chǎn)量的49.3%[2]。趕超并不容易，中國雖然已經(jīng)是一個制造大國，但還不是制造強國。

剖析成為制造大國的過程可以幫助理解沒有成為制造強國的原因。這個過程大致可以分成兩個轉(zhuǎn)型發(fā)展的階段。一是從新中國成立到改革開放，中國處在封閉狀態(tài)，主要靠自力更生、留學回國人員帶回的技術(shù)和蘇聯(lián)援助(156項)搭起一個工業(yè)化的框架，開始能夠生產(chǎn)一些重要的工業(yè)產(chǎn)品，特別是兩彈一星。在第一次轉(zhuǎn)型中，很多產(chǎn)品(不包括兩彈一星等少數(shù)產(chǎn)品)都不是自己設(shè)計的，如當時某汽輪機廠主管工程師不知其圖紙上一個結(jié)構(gòu)的用途，因圖紙是從俄文翻譯過來直接使用的。另一階段是改革開放后，中國加入了WTO，制造業(yè)經(jīng)歷了又一次轉(zhuǎn)型。如《歐制2030》所說，工業(yè)發(fā)達國家的企業(yè)為尋求廉價勞動力和資源，將許多低技術(shù)制造轉(zhuǎn)移到中國來，使得引進技術(shù)或合資制造風起云涌，更低層次的三來一補兩頭在外的中小企業(yè)更是遍地開花。此時，陳舊的車、銑、刨、磨設(shè)備已經(jīng)不能制造出新一代產(chǎn)品，于是制造業(yè)進行了一次大換血。如某汽車廠，車間全是進口的加工中心，儲物采用立體倉庫，管理采用企業(yè)資源計劃(enterprise resource planning, ERP)系統(tǒng)。此次大換血使制造業(yè)具備了為國外產(chǎn)品加工的資質(zhì)。有些企業(yè)也做產(chǎn)品設(shè)計，但大多是在原有產(chǎn)品或在對標國外產(chǎn)品基礎(chǔ)上修修改改。設(shè)計競爭力不足，不僅高技術(shù)(《歐制2030》沒有明確定義，可以理解為是產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)備的研發(fā))要依賴國外企業(yè)，許多關(guān)鍵零部件和對應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)也只能依賴進口。例如國內(nèi)生產(chǎn)發(fā)動機的人常說，我們是替博世(Bosch)打工的，因為生產(chǎn)發(fā)動機利潤中的大部分都被博世的共軌系統(tǒng)拿去了。長期以來有一個很有趣的現(xiàn)象，我們的企業(yè)家總是津津樂道企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)能力、擁有的高級加工設(shè)備，卻很難聽到他們介紹企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計方面的能力，幾乎沒有人介紹哪些是自主研發(fā)并占有世界市場的產(chǎn)品。滿足于能夠把產(chǎn)品做出來的思維統(tǒng)帥了我們的制造業(yè)，這就是滿足于《歐制2030》所提的低技術(shù)制造。

制造技術(shù)無分高低，只有成熟技術(shù)和新技術(shù)的不同，而新技術(shù)是靠研發(fā)產(chǎn)生的?！稓W制2030》用研發(fā)3%作為界線區(qū)分高低技術(shù)制造業(yè)是不對的，沒有研發(fā)力量的制造部門不能成為獨立部門。研發(fā)3%界線是歐洲把不具備研發(fā)能力的部門轉(zhuǎn)移到勞動力便宜、資源便宜和環(huán)保要求低的國家生產(chǎn)產(chǎn)品一貫做法認知的體現(xiàn)，而現(xiàn)在正在自食惡果。這與《歐制2030》中的另外一些論述顯然沖突，如“目前在工業(yè)勞動力中，工程師已經(jīng)占到20%”。隨著智能化發(fā)展，操作設(shè)備的人數(shù)也許會變化，但產(chǎn)品生產(chǎn)和更新生產(chǎn)的活動永遠不會消失。從這個視角看問題，則解決問題的方向和途徑也就不同。遺憾的是，中國許多企業(yè)在這方面的思維受經(jīng)濟目標支配，信奉短期利潤策略，滿足于將產(chǎn)品生成出來立馬賺錢而不愿將資金投入需要十年磨一劍的研發(fā)，也就是設(shè)計的競爭；同樣遺憾的是，社會當前并沒有對此給予充分重視，沒有有力的措施來改變這種思維模式。

《歐制2030》關(guān)注的是產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)移導致經(jīng)濟上“增值的流失”，文中充分自信歐洲在制造業(yè)中的技術(shù)強勢(如“…在全球市場中占據(jù)領(lǐng)先地位的歐洲設(shè)備生產(chǎn)商…”，“仍然處于高水平柔性自動化的前列”，“制造全球最好的機械”)，而對于設(shè)計競爭力卻只是淡淡幾筆，讓它隱藏在反復提到的歐洲強勢的后面，反而批判將經(jīng)濟集中在創(chuàng)新上的努力，認為“不足以贏回其在工業(yè)生產(chǎn)中的份額，也不能減少失業(yè)人數(shù)”，著重要求發(fā)揮歐洲強勢來為低技術(shù)制造業(yè)解決“大趨勢”造成的困難并讓低技術(shù)制造回流歐洲。其中如定制化生產(chǎn)、更新工藝、減少能源和材料消耗等，這些都需要提高低技術(shù)制造業(yè)的設(shè)計競爭力，都需要依靠歐洲在設(shè)計競爭力上的強勢，而我們正好缺少這種強勢，且許多人并不知覺。我們需要的是《歐制2030》刻意隱藏的高技術(shù)制造，即在產(chǎn)品設(shè)計上的競爭力，包括滿足各種需求的生產(chǎn)設(shè)備及其組件和零件的設(shè)計和生產(chǎn)。當今中國的制造業(yè)又面臨一次大換血：加工中心、立體倉庫、ERP已經(jīng)不夠了，一種觀點認為轉(zhuǎn)型要的是機器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、MES、…，于是又向擁有高技術(shù)的“…在全球市場中占據(jù)領(lǐng)先地位的歐洲設(shè)備生產(chǎn)商…”引進全球最好的機械，這樣才有充當今天或明天歐洲低技術(shù)制造打工仔的資質(zhì)。轉(zhuǎn)型并沒有改變那個長期以來很有趣的現(xiàn)象，認為只要能夠把別人研發(fā)的東西做出來就行的思維。

《歐制2030》中，大篇幅討論了如何使低技術(shù)制造業(yè)回流并扎根于歐洲，有些內(nèi)容十分具體，不過大多數(shù)都是老生常談，但其中“在有人生活的地方以及市場所在的地方進行制造，…是制造業(yè)對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要貢獻之一”是我們還沒有充分討論的一個觀點。將工廠建設(shè)在社區(qū)里的展望是一個涉及生產(chǎn)模式和社會結(jié)構(gòu)方方面面變化的問題，很值得我們深入研究。

2 知識是設(shè)計競爭力的基礎(chǔ)

中國制造業(yè)的當務(wù)之急是提高設(shè)計競爭力，而設(shè)計競爭力的基礎(chǔ)是知識。雖然《歐制2030》的關(guān)注點是低技術(shù)制造業(yè)回流歐洲后的競爭力，但字里行間從來沒有忽視知識的重要性，強調(diào)“知識是增加值的關(guān)鍵要素，知識是增加值的未來來源”。《歐制2030》一方面描述歐洲對知識擁有的自信，如“歐洲制造業(yè)歷史悠久，…深入的知識、廣譜的基礎(chǔ)技術(shù)、…是全球市場的支柱”，“歐洲制造業(yè)有100多年的經(jīng)驗”，“歐洲的機床制造工業(yè)一直在全球市場中處于領(lǐng)先地位”，“工程能力是歐洲工業(yè)關(guān)鍵能動因素之一”，這些是中國企業(yè)當前所缺少的，特別是許多中小微企業(yè)；另一方面則著意規(guī)劃如何用知識使低技術(shù)制造業(yè)回流并在歐洲扎根，認為“跨學科的研究開發(fā)工作是歐洲能夠以典型的歐洲品牌、為工廠創(chuàng)造有吸引力的新型解決方案的領(lǐng)域之一”，這也正是我們應(yīng)該為制造業(yè)去做卻做得十分不夠的地方，跨學科研究并沒有為制造業(yè)解決源源不斷知識供給的問題。一些關(guān)于制造業(yè)發(fā)展的文件里竟然找不到“知識”二字?！稓W制2030》字里行間不斷凸顯知識的重要，討論如何讓知識在制造業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮作用，當然他們沒有區(qū)分“數(shù)據(jù)”和“信息”、“信息”和“知識”之間的差別。

制造業(yè)如果要避免經(jīng)濟目標支配和短期利潤策略，就要回歸到充分供應(yīng)包括滿足物質(zhì)需求、精神需求和社會需求所必須的物質(zhì)產(chǎn)品的目標和策略上來，而且要應(yīng)對這些需求的不斷變化和發(fā)展。制造業(yè)不僅要制造用品，而且要制造生產(chǎn)用品的裝備以及制造生產(chǎn)所需的材料和能源的裝備，包括制造裝備的組件和零件。中國的制造業(yè)要從以廉價勞動力(這個優(yōu)勢正在逐漸消失)和靠從三來一補兩頭在外學到的一點技術(shù)與國外市場競爭的困境中擺脫出來，選擇應(yīng)對國內(nèi)14億人口不斷變化和發(fā)展的物質(zhì)產(chǎn)品需求的競爭，進一步可應(yīng)對全球千變?nèi)f化的物質(zhì)產(chǎn)品需求的競爭，這難道不是更有價值和更能夠發(fā)揮主動性？

要做到這一點，關(guān)鍵是要在所需求產(chǎn)品的設(shè)計上與已有產(chǎn)品競爭，而提高設(shè)計競爭力的基礎(chǔ)則是知識積淀、供給、取得和運用。物質(zhì)需求的不斷變化和發(fā)展要求制造業(yè)具有最大的柔性，也就是產(chǎn)品的面貌(結(jié)構(gòu))和實現(xiàn)路徑(工藝)要能夠不斷變化和發(fā)展，而且不能僅僅是跟隨性的變化和發(fā)展，更需要預測和超前的變化和發(fā)展，因為設(shè)計和實施需要時間。《歐制2030》把希望寄托在大規(guī)模定制上，對于有14億人口的中國，適應(yīng)不同類型、不同層次人群的需求已足夠制造業(yè)應(yīng)對，這不同于“個體主義是歐洲發(fā)展最大的契機”，滿足個體主義的需求在中國還不是優(yōu)先考慮的時候。怎么應(yīng)對變化和發(fā)展？怎么預測并超前變化和發(fā)展？要靠設(shè)計，靠企業(yè)的設(shè)計能力，靠整個社會的設(shè)計競爭力，而設(shè)計競爭力需要知識。這些觀點現(xiàn)在并沒有被很多企業(yè)所接受，這一方面是由于“以短期利益為導向”，另一方面則是由于追求顯示度。目前，各種峰會和關(guān)于大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字產(chǎn)品的世界大會，基本不談知識的供給和運用，因這些概念在《歐制2030》和國外的一些政策和文章中沒有，缺乏顯示度。大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字產(chǎn)品只有與企業(yè)，特別是中小企業(yè)也就是所謂的低技術(shù)企業(yè)的知識供給和知識高效運用結(jié)合，才能對提高制造業(yè)的設(shè)計競爭力做出貢獻，才能體現(xiàn)其在制造業(yè)中的真正價值。

需要強調(diào)的是，《歐制2030》討論的重點是讓所謂低技術(shù)制造業(yè)回流歐洲而不是討論整個制造業(yè)，所以建議的各種措施都限于實施(生產(chǎn))和管理實施，而不是制造業(yè)的全局，特別缺乏關(guān)于滿足功能需求設(shè)計的論述，即產(chǎn)品創(chuàng)新的論述。產(chǎn)品功能變化和發(fā)展是制造業(yè)發(fā)展永恒的驅(qū)動力，功能變化和發(fā)展的魅力不僅僅在于產(chǎn)品的增量性創(chuàng)新，更重要的意義是實現(xiàn)產(chǎn)品的更迭性創(chuàng)新(《歐制2030》稱為“破壞性創(chuàng)新”)。作為構(gòu)成父系統(tǒng)(終端產(chǎn)品)的子系統(tǒng)(組件或零部件)，其變化和發(fā)展一方面來自父系統(tǒng)，即功能需求變化和發(fā)展導致設(shè)計中功能架構(gòu)的變化，另一方面來自對父系統(tǒng)或其他大系統(tǒng)功能需求可能變化和發(fā)展的預測，超前研發(fā)推動子系統(tǒng)自身功能和結(jié)構(gòu)的變化和發(fā)展，而這必然會顛覆父系統(tǒng)或其他大系統(tǒng)的設(shè)計，推動它們的更迭性變化和發(fā)展，兩者是相輔相成、辯證統(tǒng)一的，把二者強行分開是“經(jīng)濟目標支配”短視的結(jié)果。中小制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計競爭力是絕對不可輕視的。

制造業(yè)生產(chǎn)的任何產(chǎn)品，包括構(gòu)成產(chǎn)品的組件和零件，都是知識的載體。“設(shè)計以已有知識為基礎(chǔ)定律”、“設(shè)計知識不完整性定律”、“設(shè)計以新知識獲取為中心定律”和“設(shè)計知識競爭性定律”說的是產(chǎn)品設(shè)計是一個知識集成的過程[3]。制造業(yè)的柔性一方面來自對需求和約束條件變化和發(fā)展的認知，另一方面來自構(gòu)成產(chǎn)品的材料、能源、組件、零件和使能技術(shù)變化和發(fā)展的認知，而設(shè)計是將這兩方面認知聯(lián)系起來的紐帶和橋梁，并使兩方面最優(yōu)實現(xiàn)，同時也是雙方相互激勵更迭的觸發(fā)器。

知識從那里來？設(shè)計師又怎么高效率地運用這些知識？我們用知識“積淀”而不是“積累”來表達設(shè)計可用知識的形成過程，知識積淀包括知識積累和知識處理兩個方面。《歐制2030》不討論這些問題，但我們要討論。

知識為什么要自己積累？從工業(yè)發(fā)達國家的制造企業(yè)獲取知識是期望的選擇，不過涉及核心技術(shù)的知識是拿不來的，即使拿到也不能更新，更重要的是只有經(jīng)過自己實踐驗證的知識才是自己的知識。知識為什么要處理？僅僅做文檔的積累是不夠的，如當前關(guān)于DBSE和MBSE的討論[4]，文檔不處理成為一條一條能夠回答設(shè)計最小問題的知識條[3]，就不可能集成到各種不同的應(yīng)用(構(gòu)建模型)里，導致集成非常困難和效率低?！爱a(chǎn)品和工廠可以數(shù)字形式存檔，并按需做細節(jié)擴展”，沒有經(jīng)過處理的知識，即使變換成數(shù)字形式也沒有任何意義，也不可能“按需做細節(jié)擴展”。知識處理是一件要應(yīng)對細分領(lǐng)域知識動態(tài)變化的非常專業(yè)的工作，現(xiàn)在還不知道有沒有相應(yīng)的AI工具能夠代替在細分領(lǐng)域獲取這些知識的人來進行這項工作。設(shè)計師并不滿足只供給知識條，他們希望得到經(jīng)過封裝的滿足不同需要的知識集合。這種對知識集合的需求可以分為3類：第一類是關(guān)于某對象系統(tǒng)以及它前世今生知識的集合，用于可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)將其集成為更大的系統(tǒng)以實現(xiàn)某特定的功能，如某組件或零部件的功能和結(jié)構(gòu)知識的集合；第二類是將對象知識集成起來的知識集合，用于根據(jù)功能需求找到相關(guān)的對象并集成為一個系統(tǒng)以滿足功能需求和約束條件，即將組件或零部件知識集成為終端產(chǎn)品的知識集合；第三類是從結(jié)構(gòu)獲取行為知識的集合，從行為獲取功能知識的集合，用于檢驗集成結(jié)果是否滿意，如結(jié)構(gòu)強度分析，表面磨損分析，“缺陷分析、生命時間分析”，成本和利潤分析等的知識集合。對知識進行處理并封裝成滿足不同設(shè)計需求的知識集是優(yōu)化知識供給使能高效運用的重要步驟?！稓W制2030》中，“加強基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的合作”，“多學科的系統(tǒng)能力是必要條件”，“低技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域需要背后基礎(chǔ)研究的推動”，“許多制造業(yè)部門因為低估基礎(chǔ)技術(shù)的潛力…而失去市場”等，講的都是知識供給問題。不過此書中除提出“知識…在仿真系統(tǒng)(虛擬產(chǎn)品)中進行計算”，“通過技術(shù)智能的應(yīng)用使批量生產(chǎn)重返歐洲”，呼吁解決“技能與教育戰(zhàn)略”，“信息通信技術(shù)支持供應(yīng)鏈中顯性知識交流”和“基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展”問題，以及抱怨“沒有能為工程師制造最好的(基于知識的)機械”外，并沒有明確提出知識供給這個問題和討論解決方案。

將知識封裝起來(成為“基于知識的機械”)，通過信息網(wǎng)絡(luò)傳遞實現(xiàn)軟件服務(wù)(本質(zhì)上就是知識服務(wù))，也許是隱含在歐洲的“可持續(xù)增長的行動領(lǐng)域”中，國內(nèi)關(guān)于工程軟件開發(fā)也有很高的呼聲。不過在由什么人來積累知識、處理知識和維護知識積淀，怎么把封裝好的知識集提供(供給和取得是一個問題的兩個方面)給設(shè)計師以及設(shè)計師如何高效運用這些知識集合等問題上，還存在不同的觀點?！稓W制2030》雖然也提出“數(shù)字產(chǎn)品”、“數(shù)字工廠”這些概念，但是非常強調(diào)“以人為中心”、“以人為本”，“人是未來制造系統(tǒng)的支柱”，“人的能力是產(chǎn)品生命周期里所有操作中最關(guān)鍵的成功因素”，“工程師驅(qū)動的生產(chǎn)系統(tǒng)”等，其反對排斥“人”的觀點十分明確。無可爭辯的事實是：知識積累要靠在細分領(lǐng)域研究的研究人員和實踐的工程師，知識處理也只能靠在細分領(lǐng)域研究的研究人員和實踐的工程師，特別是第一類知識集合，涉及的范圍廣，且不斷有新的發(fā)展。隔行如隔山，《歐制2030》說“從業(yè)人員…必須在實踐中跨越機械學、電子學、計算機科學、經(jīng)濟學和社會科學等學科界限”，然而，即使在宏觀認知上能夠跨越上述界限，在知識條尺度上卻是根本做不到的，這是PAHL & BEITZ 40多年前的老調(diào)重彈[3]。事實證明不管什么“制造教育”、“雙軌制教育”或者其他教學體制，都不可能使工程師們無所不知，人的學習能力不可能逾越生理和年齡的限制。所以，對象知識的積累、處理只能由在各細分領(lǐng)域?qū)嶋H研究和實踐的人來做，包括此后的維護，這就是知識積淀要由工業(yè)人而不是IT人來做的道理[5]。《歐制2030》說的“企業(yè)…，必須具備整合不同技術(shù)(機電一體化)的能力以及應(yīng)對最高水平的系統(tǒng)復雜度的能力。能力的深度和廣度，對…獲得成功很重要”，那是另一個問題。也就是說企業(yè)(包括企業(yè)里承擔設(shè)計任務(wù)，即做知識集成的工程師)要擁有和善于運用第二類知識集合?！俺浆F(xiàn)有邊界的解決方案”是設(shè)計知識集成的任務(wù)而不是知識積淀的任務(wù)。第二類知識集是集成對象知識的知識集合，并不包含所有構(gòu)成對象的知識條尺度的知識，知識集成(特別是功能架構(gòu)時的功能分配)是以對象的功能知識為索引，以對象與環(huán)境關(guān)系的知識為依據(jù)，不需要對象的其他知識[6]，當然這必須是在有充分的封裝好的對象知識供給的前提下。第三類知識集合來自不同學科行為的研究成果，在工程應(yīng)用中類別和變化相對有限，目前已有大量商品軟件，不過其中許多參數(shù)和邊界條件等方面的知識仍與細分應(yīng)用領(lǐng)域有密切關(guān)系，而不是一成不變或可以由非專業(yè)人員簡單處理的。

關(guān)于知識積淀、供給、取得和高效運用的問題，特別是推動與第一類知識集合相關(guān)的工程軟件建設(shè)，當前的首要任務(wù)是發(fā)動細分領(lǐng)域中的研究人員和實踐人員認識知識積累和知識處理的意義并實際投入力量來做，這是一個復雜且艱巨的過程，不是簡單鼓吹大數(shù)據(jù)、IT、AI所能夠推動的。沒有知識來源，工程軟件只能是水中撈月，《歐制2030》也認為“如果某種單一技術(shù)或關(guān)鍵使能技術(shù)無法反映包括基礎(chǔ)技術(shù)在內(nèi)的技術(shù)全貌，那么集中于這些技術(shù)是不夠的”。軟件行業(yè)應(yīng)該研究和開發(fā)封裝對象知識的空白框架，支持不同細分領(lǐng)域的研究人員和實踐人員填入知識完成封裝和維護封裝后的知識集合。

第二類知識集合還很少被重視。如前所述，《歐制2030》除強調(diào)“多學科的系統(tǒng)能力是必要條件”，“對技術(shù)要素進行創(chuàng)新的能力，也被看作是…進行集成的能力(系統(tǒng)集成能力)，它是未來制造系統(tǒng)成功的關(guān)鍵因素”外，并沒有提到利用數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前瞻性的具體建議。從文中可以看出，《歐制2030》仍舊認為這些只能由人來做，如“工程師和技術(shù)人員推動解決方案在學科的邊緣地帶形成”，“工程師的角色是將知識從研究轉(zhuǎn)移到應(yīng)用，并結(jié)合自己的創(chuàng)造性(發(fā)明)發(fā)現(xiàn)可靠的解決方案”。其實，對于做工程軟件的企業(yè)，這是一個還沒有被認識的十分重要的機會。當然做起來是艱難的，不能依靠短期利潤驅(qū)動，需要工程軟件開發(fā)商、設(shè)計科學研究人員和在細分領(lǐng)域做設(shè)計實踐的工程師三方面的合作。

對于第三類知識集合，開發(fā)這些商品軟件的企業(yè)應(yīng)該對不同應(yīng)用持開放態(tài)度，提供用戶自己改變輸入?yún)?shù)和邊界條件等方面的便利，而不是滿足于自己包打天下。另外，對于特定對象的從結(jié)構(gòu)到行為到功能的分析軟件，也有廣闊的開發(fā)空間，不過這只能是特定對象的生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)研究單位合作才能夠有成功的競爭力，這就是《歐制2030》說的“知識可以在方法或模型中形式化，并在仿真系統(tǒng)(虛擬產(chǎn)品)中進行計算”，“必須通過系統(tǒng)合作加速創(chuàng)新進程”和“加強面向應(yīng)用的研究和貼近現(xiàn)實的開發(fā)”。

上述這些，與我們一貫主張的分布式資源環(huán)境中設(shè)計知識服務(wù)的概念相關(guān)，設(shè)計知識服務(wù)是《歐制2030》中“隨時隨地以信息供應(yīng)的方式提供基于信息通信技術(shù)的服務(wù)”思想的進一步發(fā)展和具體實現(xiàn)?！稓W制2030》期望有一種“工程平臺”，即“包含了各種方法和工具的工程環(huán)境”，國內(nèi)也有這類呼聲，一些人對做平臺特別有興趣。如果把各種方法和工具理解為各種知識，那么基于“創(chuàng)新通常來源于跨學科的合作開發(fā)”的認知，這種期望和興趣顯然是不可能實現(xiàn)的。除了分布式的設(shè)計知識資源環(huán)境，沒有一個平臺能夠包含所有跨學科知識。

3 結(jié)束語

中國的制造業(yè)正在經(jīng)歷又一次轉(zhuǎn)型發(fā)展。怎么轉(zhuǎn)？借鑒工業(yè)發(fā)達國家的經(jīng)驗不可或缺，因此應(yīng)深入研究和學習歐洲的“歐洲制造2030”、德國的“工業(yè)4.0”、美國的“先進制造領(lǐng)先戰(zhàn)略”、英國的“建設(shè)適應(yīng)未來的英國”等。然而，學習不等于照搬，研究制造業(yè)的發(fā)展，我們面對的是一個物理—心理—社會系統(tǒng)而不僅僅是一個信息—物理系統(tǒng)。學習的目的是為了趕超，如果一味照搬，則不僅能否趕上是個問題，一個半世紀的經(jīng)驗和教訓告訴我們超越是不可能的。中國有中國的弱勢，但也有獨有的強項，中國的社會和國外不同，中國的企業(yè)包括中小企業(yè)也和國外不同。如何以強補弱，要從問題的本質(zhì)而不是表象入手。制造業(yè)競爭的本質(zhì)是提供不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品，創(chuàng)新的基礎(chǔ)在于產(chǎn)品設(shè)計中知識的供給和知識的運用，而不僅僅是機器人、AGV、3D打印、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。如何將大數(shù)據(jù)、IT、AI和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與設(shè)計競爭中的知識供給和知識運用結(jié)合是中國制造業(yè)面對轉(zhuǎn)型必須解決的問題，特別是中小企業(yè)，因為創(chuàng)新總是發(fā)生在點上，他們既是創(chuàng)新的源泉，又更為依賴外界的知識供給。有充分的知識供給，中小企業(yè)具有絕對優(yōu)勢在他們所從事的細分領(lǐng)域中做出更迭性創(chuàng)新。教育界也需要以這種思維來培養(yǎng)一代又一代年輕的制造人，讓他們能夠在正確的軌道上堅持奮斗。當前的轉(zhuǎn)型是中國制造業(yè)彎道超車的機會，機不可失，時不再來。