第1章 引言4-制造与制造业

第1章引言

东南大学机械工程学院苏春Telephone-mail：suchun@

2026/6/291SuChun,SoutheastUniversity目录1.1

工业革命与制造业变革1.1.1第一次工业革命1.1.2第二次工业革命1.1.3第三次工业革命1.1.4第四次工业革命1.2制造与制造业1.2.1制造与制造业的基本概念

1.2.2制造系统的组成与分类1.3制造业面临的挑战及其发展趋势2026/6/292SuChun,SoutheastUniversity制造业的价值物料（material）、能源（energy）和信息（information）是人类文明的三根支柱。几次工业革命均源于对物料、能源和信息中最为迫切的瓶颈问题展开，并在技术或管理层面取得突破，最终对人类的发展进程产生深远影响。德国哲学家弗里德里希·恩格斯（FriedrichEngels，1820-1895）指出：“直立与劳动创造了人，而劳动是从制造工具开始的”。综观人类历史，人类的文明和进步都离不开制造。可以说，没有制造就没有人类。因此，除物料、能源和信息这三根支柱外，制造应该是人类文明的第四根支柱。2026/6/293SuChun,SoutheastUniversity制造业的本质制造与物料、能源、信息的关系2026/6/294SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念制造（manufacturing）是人类从事生产和生活的基本活动，它与人们的工作和生活密切相关。制造有狭义和广义之分。狭义的制造是指企业及生产车间内与产品加工、装配有关的工艺过程。广义的制造泛指将物质、能量、信息等相关资源转化为可供人们利用或使用的产品、工具和消费品的过程。它不仅指具体的工艺活动，还包括与产品制造相关的市场分析、产品设计、生产准备、工艺规划、工装夹具准备、作业计划、加工装配、质量保证、销售配送、售后服务以及报废产品回收等一系列相互联系的活动，涵盖产品全生命周期。2026/6/295SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念制造业（manufacturingindustry）是指通过制造过程将物料、设备、工具、资金、技术、人力、信息等制造资源转化为可供人们消费或使用的产品的行业，它是与制造相关的企业群体的总称。2011年，国家统计局、国家质量监督检验检疫局、国家标准委员会第三次修订《国民经济行业分类（GB/T4754-2011）》，将制造业分为农副品加工、食品加工、烟草、纺织、木材、家具、造纸、印刷、石化、医药、化纤、橡胶和塑料、非金属矿物、黑色金属、有色金属、金属制品、专用设备、汽车、铁路、船舶、航空航天、电气、计算机、通信和其它电子设备、仪器仪表等31个大类。实际上，制造业覆盖除采掘业、建筑业之外所有的第二产业。2026/6/296SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念在世界范围内，大约1/3的国内生产总值（GDP）是由制造业创造，工业生产总值的4/5来自制造业，财政收入的1/3来自制造业，出口的90%由制造业提供。据统计，我国制造业增加值占整个工业产值的78%，工业领域90%的就业岗位由制造业提供，国内生产总值的40%、财政收入的50%、外贸出口的80%来源于制造业。2006年，美国、日本、西欧和中国在世界制造业的份额分别为25.5%、13.9%、26.1%和12.1%。2009年，美国占世界制造业19%的份额、名列首位，中国以15.6%位居第二。2010年，我国制造业产值占全球比重上升到19.8%，首次超过美国、位居世界第一。2026/6/297SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念与世界先进水平相比，我国制造业大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。在产品性能与品质等方面与制造业强国相比还有较大差距，缺少核心技术，尤其缺少在行业处于领先地位的龙头企业。我国的劳动生产率还处于较低水平，仅相当于美国的1/30、日本的1/18、法国的1/16、德国的1/12和韩国的1/7。目前，美国仍然是世界制造业强国，在航空、航天、微电子、计算机、软件等领域保持着霸主地位。另外，日本、德国、英国、法国、瑞士等国在汽车、飞机、数控机床、家用电器等领域也具有很强的实力。2026/6/298SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念2012年，工业与信息化部颁布《高端装备制造业“十二五”发展规划》，确立高端装备制造的5个重点方向，包括航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备、智能制造装备。2015年5月，国务院印发制造强国战略第一个十年的行动纲领—《中国制造2025》。提出通过“三步走”实现制造强国的战略目标。第一步：从2015年起力争用十年时间迈入制造强国行列。到2020年基本实现工业化，制造业信息化水平大幅提升，制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展；到2025年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，工业化和信息化融合迈上新台阶，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。第二步：到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平，创新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业形成全球创新引领能力，全面实现工业化。第三步：新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。2026/6/299SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念可以将“中国制造2025”的核心内容概括为“一二三四五五十”。“一”是从制造业大国向制造业强国转变，最终实现制造业强国的一个目标。“二”是通过信息化和工业化“两化”融合来实现制造业强国这一目标。“三”是确定了“三步走”发展战略。“四”是提出“市场主导、政府引导；立足当前、着眼长远；整体推进、重点突破；自主发展、开放合作”等四项原则。“五五”包括“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化和人才为本”五条基本方针和实施“制造业创新中心建设的工程、强化基础的工程、智能制造工程、绿色制造工程和高端装备创新工程”等五大工程。“十”是指新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十个重点领域。2026/6/2910SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念制造系统（manufacturingsystem）是指以生产产品为目的，由制造过程中的物料、能源、软硬件设备、人员以及相关设计方法、加工工艺、生产调度、系统维护、管理规范等组成的具有特定功能的有机整体。制造系统具有以下特征：①由产品制造过程中相关软硬件所组成的有机整体。②输入为物料、能源和信息等资源，输出为半成品或成品，

它是一个动态输入输出系统。③涵盖产品制造的全过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工装配、生产调度、销售、售后服务以及回收处理等环节。2026/6/2911SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念机械制造（machinemanufacturing）是制造业的传统形式，它是指利用机器制作或生产产品的过程。机械制造系统由机床、夹具、刀具、加工工艺、原材料（毛坯或半成品等）以及操作人员、管理人员、操作规范、管理规定等组成。单台加工设备、制造单元、车间、生产线/装配线、柔性制造系统、计算机集成制造系统以及制造企业等都可以视为不同层次的机械制造系统。机械制造不仅为工业生产和人们生活提供产品，也为其它制造业提供基础装备。机械制造系统的输入为毛坯、半成品、能源、人力等各种制造资源，输出为零件、部件、半成品或产品等。机械制造系统的运行过程伴随着复杂的物料流、能量流和信息流。2026/6/2912SuChun,SoutheastUniversity制造与制造业的基本概念机械制造系统中的物料流、能量流和信息流2026/6/2913SuChun,SoutheastUniversity制造系统的组成与分类根据产品的品种和批量，分为少品