杨叔子是中国科学院院士、著名机械工程专家和教育家，曾任华中理工大学校长，现兼任中国机械工业教育协会副理事长、亚太地区智能制造协会主席、中国人工智能学会副理事长、中国振动工程学会副理事长、中国机械工程学会常务理事。杨叔子院士立足于机械工程，致力于机械工程同新兴学科特别是同信息学科的交叉方面的教学与研究，在先进制造技术、机械振动、机电设备诊断、无损检测技术、信号处理、人工智能的应用等有关方面有重要贡献。本文是杨叔子院士新近对制造业的一些思考。
一、制造业是人类文明的支柱之一
“问渠哪得清如许？为有源头活水来！”一般认为，人类文明有三大物质支柱：材料、能源与信息。其实，应是四而非三，“制造”也应是一大支柱。可以说，没有制造，就没有人类。从人类制造第一把工具，一直到现在的智能机床，小到一针一线,大到航空母舰，无一可以脱离制造业。恩格斯说过，直立与劳动创造了人，劳动是从制造工具开始的。可以说人类的一切都离不开制造，制造是一切的源头。
如果没有金属农具的制造就没有农业革命；没有蒸汽机的制造就没有第一次工业革命；没有电机的制造就没有第二次工业革命；没有芯片和计算机制造就没有信息化革命。人类科技的进步就是一部制造业的进步史。
有人说制造业是“夕阳产业”，其实不然。制造业应该是“永远不落的太阳”，世界不可能没有制造；它既占有基础地位，又处于前沿和关键，既古老，又年轻；它是工业的主体，是国民经济持续发展的基础；它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等进步的依托，是现代化的动力源之一。
制造是人类创造物质财富的基本手段。从全世界整体来看，国民生产总值（GDP）的1/3是制造业创造的，工业生产总值4/5是制造业创造的，国家财政收入的1/3是制造业提供的，出口的90%是制造业提供的。制造是全面建设小康社会的第一支柱产业，经济活动部门中64%以上属于制造业，工业就业人数中90%属于制造业，整个社会50%的就业由制造业提供，工业税收80%由制造业提供。以上数据显示，要进入小康社会，要建设强大国家，必须发展制造业。
制造是各行各业的基石。穿衣需要布匹，需要制造织布机；吃面需要面粉加工机，需要制造面粉机；住房需要建材，需要制造建材机器；出行需要坐车，需要制造汽车。马克思在《资本论》里有一段名言：“大工业必须掌握这特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器。这样，大工业才建立起与自己相应的技术基础，才得以自立。”人类要生存下去必须要搞好装备，因为任何东西都需要工具去制造。
制造业是高新技术产业的基础和载体。无论是信息技术、核技术还是微电子技术等等，都要靠制造产生。能够把这些先进技术制造出来本身就是先进的体现。有了这些先进技术，倘若没有制造业把它们应用起来，这些科技也是纸上谈兵、无用武之地。以电子科技为例，现在电子技术的应用越来越多，在军舰上，电子产品的成本占整个军舰成本的22%，占整个坦克成本的24%，在飞机上占35%，导弹上占44%，在卫星等航天器上占65%以上。这些电子产品都是制造业制造出来的。
制造业代表着国家的综合国力，也标志着国家在国际竞争中所处的地位如何。温州制造的打火机占了全世界打火机的80%以上，但是多少只打火机才能换回一台精密设备？所谓工业转移其实是把低端产品转移过来，美国不是不会做打火机，而是不屑做。因此，如果没有强大的制造业，中国在国际竞争中只能处于产业链的低端。
二、振兴装备制造业
制造业对于人类文明的重要性是显而易见的。制造业中机械制造业的地位最为重要，没有机械制造业，就没有独立的工业，即使制造业再大再多再好，也受制于人。一个大国如果没有强大的装备制造业，特别是同高科技相应的机床制造业，就不可能有独立自主的制造业与工业。只有振兴装备制造业，才能使工业由大变强。
装备制造业关乎到国家安全。著名的“东芝事件”就是一个体现。在1982年前不久，美国突然发现苏联的核潜艇技术与自己的差距迅速缩短，感到非常恐慌。经过调查发现是因为苏联把从日本东芝公司购买的4台大型数控机床用来加工核潜艇螺旋桨，精度提高了，使得苏联潜艇下水后噪音减少，美国无法勘测。苏联核潜艇技术的提升给美国国家安全带来了威胁，而追其根源就是4台数控机床。
对机械制造业，尤其是装备制造业，应引起我们的足够重视。中国的工业现在是大的，但不是强的，这一点大部分人都同意。中国关键装备大多依靠进口，例如，光电子装备100%进口，数控系统70%进口。中国要独立自主首先要有独立的装备制造业，因此，国家现在提出“振兴装备制造业”是很正确的。
制造业，特别是装备制造业，决不是“夕阳产业”，但制造技术中确有“夕阳技术”，这是同信息化大潮格格不入的技术，是同高科技发展不相应的技术，是缺乏市场竞争力的技术，甚至还可能是危害可持续发展的技术。十七大报告中提出“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制造业，淘汰落后生产力”。中国要达到小康，必须有一个现代化的产业体系。在现代化产业体系里需要促进信息化和工业化融合。没有工业化就没有信息化，没有信息化工业化就无法继续发展。
三、制造业要接轨市场、与时俱进
现代的制造业市场大致有5大特征：
第一是买方市场。这是科学技术与生产力发展的必然结果。
第二是多变性市场。由于科技发展快，技术更新快，产品换代快，从而产品非大量化、分散化、个性化的生产越来越强，竞争日趋激烈，不确定因素猛增，市场变化很快。
第三是国际化市场。市场打破国界，走向区域化，走向国际化。
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第四是新兴产品市场。不仅涉及对传统产品用高新技术加以改造与发展而成的产品，而且更涉及前所未有的新类型的“产品”，从而导致如技术、软件、环保等产业的出现。
第五是虚拟市场。信息化的进一步是网络化，网上的产品广告、商品展示、商品交易、客户关系、代理制等等均属于虚拟市场。
与此市场相应，制造业企业需要有6大特征：
第一是满足“客户化”要求，这是“买方市场”必然导致的结果，“顾客就是上帝”。
第二是对市场的快速响应，对生产的快速重组，从而要求生产模式必需有高度柔性，有足够敏捷性，这是“客户化”必然导致的结果。
第三是既竞争、又合作地参与市场，走向“双赢”、“多赢”，这是“纳什方程”给出的结果，而不一定是或“鱼死”，或“网破”，或“两败俱伤”。
第四是本土化与国际化交互，走向全球化，既竞争，又合作。
第五是应用虚拟技术，以加快企业有关活动的节奏，提高产品质量，节约成本。
第六，“以人为本”，加强企业人文文化建设，应该说，这是现代企业成败关键之所在。
与市场接轨的同时，制造技术还应与时俱进。我们所谓的“先进制造技术”，其实就是“制造技术”加“信息技术”加“管理科学”，再加上有关的科学技术交融而形成的。
四、谈及先进制造业的发展趋势，可以分成三类：
一是产品的发展趋势，二是制造过程的发展趋势，三是制造方法的发展趋势。这三类发展趋势又可以用12个字概括之，即产品要“精”、“极”、“文”，过程要“绿”、“快”、“省”、“效”，方法要“数”、“自”、“集”、“网”、“智”。这些方面彼此渗透,相互支持,形成整体,并且扎根在“机械”与“制造”的基础上,服务于制造业的发展。
制造产品的“精”、“极”、“文”
“精”，精密化是发展的关键。
“精”是“精密化”，它一方面是指对产品、零件的精度要求越来越高，另一方面是指对产品、零件的加工精度要求越来越高。有了前者，才要求有后者；有了后者，才促使前者得以发展。“精”是指加工精度及其发展，精密加工，细微加工，纳米加工等等。20世纪初，超精密加工的误差是10微米，30年代达1微米，1950年代达0.1微米，1970年代至1980年代达0.01微米，至今达0.001微米，即1纳米。从海湾战争，到科索沃战争，到阿富汗战争，到伊拉克战争，武器的命中率越来越高，就是武器越来越“精”，可以说，关键就是打“精度”战争。再由以下一组数据可以看到微电子产品对加工精度的依赖程度，电子元件制造误差为，一般晶体管50微米，一般磁盘5微米，一般磁头磁鼓0.5微米，集成电路0.05微米，超大型集成电路达0.005微米，而合成半导体为1纳米。
在现代超精密机械中，对精度要求极高，如人造卫星的仪表轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等均需要达到纳米级；基因操作机械，其移动距离为纳米级，移动精度为0.1纳米。细微加工、纳米加工技术可达纳米以下的要求，如离子束加工可达纳米级，借助于扫描隧道显微镜（STM）与原子力显微镜的加工，则可达0.1纳米。
至于微电子芯片的制造，有所谓的“三超”：一是超净，加工车间尘埃颗粒直径小于1微米，颗粒数少于每立方英尺0.1个；二是超纯，芯片材料有害杂质，其含量小于1ppb，即十亿分之一；三是超精，加工精度达纳米级。显然，没有先进制造技术，就没有先进电子技术装备；而没有先进电子技术与信息技术，也就没有先进制造装备。
“极”，极端化是发展的焦点。
“极”就是极端条件，就是指在极端条件下工作的或者有极端要求的产品，从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀条件下工作的，或有高硬度、大弹性要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。显然，这些产品都是科技前沿的产品，其中之一就是“微机电系统（MEMS）”。
可以说，“极”是前沿科技或前沿科技产品发展的一个焦点。例如，在信息领域中，分子存储器、原子存储器、量子阱光电子器件、芯片加工设备；生命领域中，克隆技术、基因操作系统、蛋白质追踪系统，小生理器官处理技术、分子组件装配技术；军事武器中，精确制导技术，精确打击技术，微型惯性平台，微光学设备；航空航天领域中，微型飞机，微型卫星，“纳米”卫星（0.1公斤以内）；微型机器人领域中，脑科手术，清除脑血栓，管道内操作，窃听与收集情报，发现并杀死癌细胞；微型测试仪器，微传感器，微显微镜，微温度计，微仪器等等。MEMS可以完成特种动作与实现特种功能，乃至可以沟通微观世界与宏观世界，其深远意义难于估量。2002年，美国伯克利大学不仅制造了直径为300微米的镜头，配以微米级探针的微米级显微镜，可深入植物细胞内观察，而且正在开发直径为500纳米的镜头的纳米级显微镜。2002年美国康纳尔大学还宣布研制出原子级纳米“晶体管”，由单个原子输送电流的“晶体管”这还是首次，被中国科技专家评为2002年世界十大科技新闻之一。
“文”，人文化是发展的新意。
“文”应理解为“人文化”。社会进步到今天，产品不仅是一个工业产品，只解决“实用”的问题，满足物质层面上的需要；还应该是一个艺术产品，文化含量高，特别是人文文化含量高，真正解决“物美”问题，满足精神层面上的需要，能同环境协调，能供欣赏，能悦人心，经得起“看”，经得起“想”。“工业设计”等学科即由此而生。当然，“文”还可扩大到制造过程、制造方法，即“文明化”生产。所以，“文”可以讲是先进制造技术发展的“新义”。工业设计就是一个为“文”服务的学科，因为一个工业产品还应该有文化层面上的意义。有人说建筑是固定的音乐，音乐是流动的建筑，工业产品亦然，工业和艺术也是互通的。人类发展史到现在不仅仅是物质文明发展史，更是精神文明发展史，现代工业产品不仅要经得起用，还要经得起看。因此，“文”应该是为工业产品增添的一个新含义。
