第1章 绪论

1.1 背景与意义

制造业是国民经济的主体，是科技创新的主战场，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。尤其是改革开放以来，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支撑我国世界大国地位。然而，我国制造业虽然大而强，但是与世界先进水平相比，依然需要在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度等方面进一步提高，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。

目前，全球制造业格局面临重大调整。新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系。全球产业竞争格局正在发生重大调整，我国在新一轮发展中面临巨大挑战，国际金融危机发生后，发达国家纷纷实施“再工业化”战略，重塑制造业竞争新优势，加速推进新一轮全球贸易投资新格局；我国经济发展环境也发生重大变化。各行业新的装备需求、人民群众新的消费需求、社会管理和公共服务新的民生需求、国防建设新的安全需求，都要求制造业在重大技术装备创新、消费品质量和安全、公共服务设施设备供给和国防装备保障等方面迅速提升水平和能力。全面深化改革和进一步扩大开放，将不断激发制造业发展活力和创造力，促进制造业转型升级。资源和环境约束不断强化，劳动力等生产要素成本不断上升，投资和出口增速明显放缓，主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式难以为继，调整结构、转型升级、提质增效刻不容缓。形成经济增长新动力，塑造国际竞争新优势，重点在制造业，难点在制造业，出路也在制造业；我国建设制造强国任务艰巨而紧迫。经过几十年的快速发展，我国制造业规模跃居世界第一位，建立起门类齐全、独立完整的制造体系，成为支撑我国经济社会发展的重要基石和促进世界经济发展的重要力量。持续的技术创新，大大提高了我国制造业的综合竞争力；但我国仍处于工业化进程中，与先进国家相比还有较大差距，应加强自主创新能力、提高能源利用率、优化产业结构，进一步推进制造强国建设。

总体而言，我国要想提升在全球价值链中的位置，攻克关键核心技术，在科学前沿和高技术领域赶超发达国家，那么支撑产业升级、引领未来发展的科学技术储备亟待加强。2015年5月8日，国务院印发《中国制造2025》[1]，该文件明确指出应立足国情，立足现实，力争通过“三步走”实现制造强国的战略目标。第一步：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，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化水平大幅提升。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，两化（工业化和信息化）融合迈上新台阶。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。中华人民共和国国务院发布的2006年9号文《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》明确指出，应大力推进制造业信息化，积极发展基础原材料，大幅度提高产品档次、技术含量和附加值，全面提升制造业整体技术水平。为此，2016年5月19日中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》，纲要提出“三步走”战略目标，进一步强调创新的重要性；2015年7月4日发布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》[2]给出了指导意见，应该推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式。大力发展智能制造，提升网络化协同制造水平。

因此，国家重点研发计划启动实施“网络协同制造和智能工厂”重点专项，针对网络协同制造和智能工厂发展模式创新不足、技术能力尚未形成、融合新生态发展不足、核心技术/软件支撑能力薄弱等问题，基于“互联网+”思维，以实现制造业创新发展与转型升级为主题，以推进工业化与信息化、制造业与互联网、制造业与服务业融合发展为主线，以“创模式、强能力、促生态、夯基础”以及重塑制造业技术体系、生产模式、产业形态和价值链为目标，坚持有所为、有所不为，推动科技创新与制度创新、管理创新、商业模式创新、业态创新相结合，探索引领智能制造发展的制造与服务新模式，突破网络协同制造和智能工厂的基础理论与关键技术，研发网络协同制造核心软件，建立技术标准，创建网络协同制造支撑平台，培育示范效应强的智慧企业。

本书围绕国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”重点专项的“1.3制造业多价值链协同数据空间设计理论与方法”开展相关研究。具体为：面向制造企业及协作企业群形成的产业价值链，针对基于第三方平台构建的多价值链协同体系，研究价值链活动数据的生成、汇聚、存储、管理、分析、使用和销毁全过程的价值链协同数据体系架构，研究供应/营销/服务价值链活动全过程的数据建模、快速索引、关联表示、全链搜索、集成演化等方法和技术；研究多价值链协同数据空间管理引擎设计方法、管理系统组成模型与架构；研究价值链服务引擎，基于数据空间的知识发掘、服务方法及技术。