众所周知,国家的经济结构一般会划分为第一产业、第二产业、第三产业三个层级,第一产业主要是农业,包括种植业、畜牧业、水产业、副业等,第二产业主要是工业,包括制造业和非制造业两大门类,第三产业主要是服务业,包括运输、餐饮、文化、教育、旅游、金融等。
制造业和非制造业虽然都属于工业大类,但功能特征却不同。
非制造业主要包括发电、水利、建筑等,以能源行业和建筑行业为典型代表;制造业则又进一步细分为离散型制造业和流程型制造业,前者以汽车、家电、电子器件、机械装备等产业为代表,后者则以石化、钢铁、水泥、玻璃、食品等产业为代表。
不过有一类产业比较特殊,就是勘探采集类行业,包括各类矿石和石油的开采等,其功能特性属于非制造业,但是绝大多数是流程型制造业的前端,为了方便起见,直接划分到流程型制造业中进行分析。
制造业和非制造业的划分比较好理解,一个是通过加工为手段可以批量生产某类产品,另一个则是则不具备这样的功能特性。但离散型制造业和流程型制造业如何区分呢?
离散型制造业的加工过程以组合、装配为主,涉及少量的物理变化,基本不涉及化学变化,而流程型制造业的加工过程必然存在大量的物理变化和化学变化,同时为了推动和有效控制该变化,需要有一定的能量输入作为支撑。
从这个区别决定了二者在加工过程本质特征上的不同。
离散型制造业由于加工过程可控、易控,所以产品质量主要取决于“设计阶段”,典型的就是大飞机的设计、高端汽车的设计、手机的设计、芯片的设计等等,设计环节是知识密度最高的环节,也是附加值最高的环节,这也是为什么中国已经成为了世界工厂,在离散制造业领域却少有话语权。
流程型制造业由于加工过程本身具有不可拆分性、气固液多相共存、多种化学反应耦合进行、高温高压的反应环境等特点,其复杂很高、控制难度很大,所以最终产品的质量主要取决于“加工阶段”,当然,加工过程工艺的选择和设备的设计也会产生明显的影响,但关键阶段还是加工过程的控制水平。
正是由于两者有不同的特征,决定了二者在面临向智能化转型升级时的路径和难点也会不同。
相对而言,离散型制造业的加工过程实现数字化、无人化容易很多,但在设计阶段即使已经实现了数字化,但依然仅仅是设计师的工具,各个产业能够提出智能化设计思路的都寥寥无几。
而流程型制造业对设计阶段的要求较低,一般来说目标清晰、工艺路径选择有限、物理边界明确,促使设计阶段实现数字化,乃至智能化设计具有一定的可行性;但针对加工过程,如果选择跟离散型制造业一样路径,恐怕要掉入无底深渊。
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