工業(yè)革命是人類永遠(yuǎn)的話題。作為一個(gè)飛機(jī)設(shè)計(jì)工程師，我對(duì)工業(yè)和制造業(yè)有著常人難以想象的關(guān)心和熱愛。近幾年我發(fā)現(xiàn)了一本好書，這本書就是2017 年上海社會(huì)科學(xué)院出版社出版的《拼實(shí)業(yè)：美國(guó)是怎樣贏得二戰(zhàn)的》，作者是美國(guó)的阿瑟·赫爾曼。這本書的內(nèi)容讓我極受感動(dòng)，因此我也推薦給了很多關(guān)心工業(yè)和制造業(yè)的好朋友，得到了一致的好評(píng)。這里我把這本書前言中的部分內(nèi)容和大家共享：這本書是有關(guān)第二次世界大戰(zhàn)中那些被遺忘的美國(guó)英雄們的故事，在戰(zhàn)爭(zhēng)之中，這些英雄們并沒有身穿軍裝，他們身上穿戴的是職業(yè)正裝，是粗布工作服和法蘭絨上衣，是眼鏡和闊邊高頂氈帽，是小禮帽和安全帽，是白大褂，是電焊皮手套，是帶有圖案的頭巾。
他們是美國(guó)的工業(yè)界人士、工程師、生產(chǎn)經(jīng)理和產(chǎn)業(yè)工人，這些平凡的男男女女，裝備了有史以來(lái)令人敬畏的戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器。這樣一支產(chǎn)業(yè)聯(lián)軍武裝了同盟國(guó)的軍隊(duì)，擊敗了軸心國(guó)的大軍。生產(chǎn)了8.6 萬(wàn)輛坦克、250 萬(wàn)輛卡車和50 萬(wàn)輛吉普車、28.6 萬(wàn)架軍用飛機(jī)、8.8 萬(wàn)艘海軍艦艇、5600 條商船、4.34 億噸鋼鐵、260 萬(wàn)挺機(jī)槍和410 億枚各式炮彈子彈；當(dāng)然還包含了原子彈。許多人為此付出了極為沉重的代價(jià)。在涉及戰(zhàn)爭(zhēng)方面的產(chǎn)業(yè)就業(yè)的美國(guó)工人傷亡很大，其數(shù)字是同時(shí)期美國(guó)軍方人士傷亡數(shù)字的20 倍。為保證美國(guó)贏得戰(zhàn)爭(zhēng)的后勝利，僅通用汽車公司一家企業(yè)就有189 名高管在戰(zhàn)爭(zhēng)期間以身殉職。工業(yè)和制造業(yè)是國(guó)家命脈，工業(yè)強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)是人類的共識(shí)。
次工業(yè)革命發(fā)生在18世紀(jì)的英國(guó)，英國(guó)發(fā)明了蒸汽機(jī)，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)完善，加上珍妮紡紗機(jī)，奠定了次工業(yè)革命的機(jī)器基礎(chǔ)，以此帶動(dòng)西歐國(guó)家進(jìn)入了工業(yè)革命時(shí)代。隨著歐洲大量人口移民北美，美洲大陸的開發(fā)拓展以及歐洲和北美的交通需求促成了第二次工業(yè)革命。這一次工業(yè)革命發(fā)生在美國(guó)，是以電力革命為代表的。第三次工業(yè)革命也發(fā)生在美國(guó)，是以計(jì)算機(jī)為代表的一系列的技術(shù)如航空、航天、核工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、激光等技術(shù)進(jìn)步為標(biāo)志的。這些多學(xué)科的學(xué)術(shù)、多門類的技術(shù)進(jìn)步，引領(lǐng)并持續(xù)帶動(dòng)人類踏入了新一代的工業(yè)革命的大門。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著日本、韓國(guó)工業(yè)和制造業(yè)崛起，中國(guó)自1978 年改革開放、2001 年加入世貿(mào)組織后，2010 年工業(yè)增加值超越美國(guó)，成為世界制造大國(guó)。隨著中國(guó)的崛起，繼西歐、北美之后，東亞成為世界工業(yè)化和制造業(yè)大發(fā)展的第三極。
2021 年3 月1 日，在國(guó)務(wù)院新聞辦公室舉辦的新聞發(fā)布會(huì)上，工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)肖亞慶稱：回顧過(guò)去5 年，中國(guó)工業(yè)增加值由23.5 萬(wàn)億元增加到31.3 萬(wàn)億元，我國(guó)連續(xù)11 年成為世界的制造業(yè)國(guó)家。制造業(yè)的占比比重對(duì)世界制造業(yè)貢獻(xiàn)的比重接近30%。
中國(guó)工業(yè)和制造業(yè)的快速發(fā)展，逐步形成了全球的三大工業(yè)區(qū)：西歐、北美、東亞。有意思的是這三大工業(yè)區(qū)都處于地球上的北溫帶。近十多年的數(shù)據(jù)表明，工業(yè)化國(guó)家也面臨著極大的挑戰(zhàn)：工業(yè)國(guó)家人口持續(xù)的老齡化；制造業(yè)持續(xù)的創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，帶來(lái)了難以消化的產(chǎn)能過(guò)剩；加速融合的全球化也促進(jìn)了競(jìng)爭(zhēng)加劇；各工業(yè)化國(guó)家普遍面臨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)乏力的困境。這一切都亟待新一代創(chuàng)新和技術(shù)革命加以解決。不約而同地，全球都把眼光盯在了數(shù)字化轉(zhuǎn)型這個(gè)大方向上來(lái)，德國(guó)于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上發(fā)布的工業(yè)4.0、美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)于2015年提出的中國(guó)制造2025等工業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃都是為了解決以上難題提出的解決方案，這就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的為什么。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是什么？2016年9月出版的《三體智能革命》一書中，作者群體在世界上次明確提出了物理實(shí)體、意識(shí)人體、數(shù)字虛體的概念以及內(nèi)涵解讀，2017年中國(guó)工程院《智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究》中提出從智能制造的二元論CPS走向智能制造三元論HCPS，也把人類創(chuàng)造的數(shù)字虛體作為重要的研究對(duì)象。我們認(rèn)為：數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是簡(jiǎn)單地把電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)軟件應(yīng)用到傳統(tǒng)的工業(yè)管理模式和產(chǎn)品研發(fā)體系中，嚴(yán)格地說(shuō)它應(yīng)該是一場(chǎng)徹頭徹尾的革命。
為了說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題，我們以網(wǎng)約車打車為例：過(guò)去我們出行，站在路邊等候出租汽車，一直等到有空車駛過(guò)我們身邊才可以上車，然后告訴出租車司機(jī)目的地的地址�，F(xiàn)在整個(gè)游戲規(guī)則變了，打車者要在自己的手機(jī)上進(jìn)入打車App，確定上車地點(diǎn)、到達(dá)地點(diǎn)，發(fā)出呼叫，附近的空車得到指令，司機(jī)師傅就會(huì)趕到叫車的地點(diǎn)接指定的客人。如果別人在路上攔這輛車，是不可能成功的。實(shí)際上這就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典型案例。以前，出租車公司也會(huì)用計(jì)算機(jī)和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)人事管理、財(cái)務(wù)管理、車輛管理、維修管理等各項(xiàng)事務(wù)性工作，但那些僅僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用而已。
作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的體現(xiàn)，網(wǎng)約車打車實(shí)際上是我們?nèi)祟愔匦聵?gòu)建的一個(gè)基于計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)、軟件技術(shù)、AI技術(shù)的虛擬數(shù)字空間，所有車輛、司機(jī)、顧客都在這個(gè)數(shù)字空間的控制下運(yùn)行。從這個(gè)案例我們可以看到：系統(tǒng)性的數(shù)字虛擬空間建設(shè)才是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心。
回到我們制造業(yè)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)什么？我們就是要構(gòu)建一個(gè)虛擬的數(shù)字空間，具體來(lái)說(shuō)對(duì)離散制造業(yè)就是構(gòu)造完整的數(shù)字樣機(jī)（DMU），以此來(lái)指導(dǎo)我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)