協(xié)同創(chuàng)新視角下的地方3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑研究

作者：陳珂君 馬東俊 姚 嚴(yán) 李鑫鋮 邵慧娟   新鄉(xiāng)學(xué)院
本文刊載于《新材料產(chǎn)業(yè)》2018年第10期

2013年,，德國(guó)提出了以“智能生產(chǎn)”為主題的“工業(yè)4.0”計(jì)劃,，世界各國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)啟了數(shù)字化、智能化,、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,。3D打印技術(shù)，是以數(shù)字模型為基礎(chǔ),，通過(guò)斷層掃描,，將材料逐層疊加，制造出三維實(shí)體的新興制造技術(shù),，因而又稱(chēng)增材制造技術(shù),，由于打破了傳統(tǒng)成型制造技術(shù)，在定制化,、個(gè)性化以及形狀復(fù)雜化領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間,，因而被稱(chēng)為第3次工業(yè)革命的重要標(biāo)志。

2015年,，我國(guó)制定了《中國(guó)制造2025》,，對(duì)以新一代信息技術(shù)、智能制造,、增材制造,、新材料等新興產(chǎn)業(yè)為代表的制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略進(jìn)行全面部署,，加快轉(zhuǎn)變我國(guó)制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的被動(dòng)局面,。同年，我國(guó)推出了《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》,，對(duì)進(jìn)一步推進(jìn)增材制造產(chǎn)業(yè)建設(shè)進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃,。“十三五”以來(lái),，隨著大數(shù)據(jù),、云計(jì)算“互聯(lián)網(wǎng)+”等模式的迅速興起，增材制造技術(shù)得到了更加廣泛的關(guān)注和應(yīng)用,。3D打印作為先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分,，是《中國(guó)制造2025》的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。為引導(dǎo)增材制造產(chǎn)業(yè)向快速可持續(xù)發(fā)展的道路深入邁進(jìn),，2017年11月,，國(guó)家制定了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2017-2020年）》。作為國(guó)家創(chuàng)新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),，應(yīng)根據(jù)新時(shí)代發(fā)展需求研究發(fā)展路徑,，廣泛開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新，探索新形勢(shì)下產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài),、新模式,，為促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可參考依據(jù),。

一、協(xié)同創(chuàng)新的內(nèi)涵
協(xié)同創(chuàng)新是以企業(yè),、高校,、科研院所等基本創(chuàng)新主體為核心要素，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)下,，通過(guò)政府,、中介組織、金融機(jī)構(gòu),、創(chuàng)新平臺(tái)等深度合作,，充分釋放人才、信息,、技術(shù),、資本，共同開(kāi)展科技研發(fā),，對(duì)創(chuàng)新體系中的知識(shí),、技術(shù)、體制等創(chuàng)新元素進(jìn)行結(jié)合與互動(dòng),，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),、互利共贏的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新模式。在這種合作模式下,，能夠充分集中各方的優(yōu)勢(shì)力量,，整合核心信息資源，加快優(yōu)質(zhì)成果的產(chǎn)出,，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的融會(huì)貫通,。我國(guó)新興的3D打印技術(shù)采用協(xié)同創(chuàng)新模式，將非常有利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。

二,、3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，隨著全球信息化時(shí)代的快速發(fā)展,，以云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”和3D打印為主流的先進(jìn)技術(shù)受到全世界的廣泛關(guān)注,，全球市場(chǎng)規(guī)模呈井噴趨勢(shì)持續(xù)壯大,，3D打印技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于國(guó)家軍事戰(zhàn)略研究、航空航天,、大型機(jī)械設(shè)備等與人們?nèi)粘Ｉ�活相距甚遠(yuǎn)的關(guān)鍵核心領(lǐng)域,，而開(kāi)始出現(xiàn)在如牙齒、骨骼、器官等生物醫(yī)藥以及個(gè)性化,、定制化產(chǎn)品等能夠讓大眾真切感受的,、普及性廣的大眾視野中。共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨已經(jīng)模糊了產(chǎn)業(yè)間的界限,，打開(kāi)了禁錮創(chuàng)新發(fā)展的枷鎖,，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，不論是占據(jù)全球市場(chǎng)份額近1/4的龍頭企業(yè)Stratasys和3DSystem公司,，還是德國(guó)等依據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的歐盟國(guó)家,，又或是發(fā)展中國(guó)家的一些中小企業(yè)，紛紛參與到全球制造產(chǎn)業(yè)的再分工中,。

目前,，我國(guó)的3D打印技術(shù)處于領(lǐng)先水平的高校有清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué),、西安交通大學(xué),、西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等,，通過(guò)與企業(yè)合作,，實(shí)現(xiàn)3D打印設(shè)備與材料研發(fā)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化。國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)主要集中在新型3D打印設(shè)備制造,、服務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)等方面,，規(guī)模效益較好的企業(yè)有湖南華曙高科技有限責(zé)任公司、武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司等,。然而我國(guó)的3D打印產(chǎn)業(yè)較之歐美國(guó)家,，仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)化程度不高,、缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃,、合理有效的產(chǎn)業(yè)鏈布局,。

三,、3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題
1. 協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)力不強(qiáng)
發(fā)展是解決一切問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力,，“十九大”報(bào)告提出堅(jiān)持“創(chuàng)新,、協(xié)調(diào)、綠色,、開(kāi)放,、共享”新發(fā)展理念，排在首位的就是“創(chuàng)新”,。當(dāng)前的科技創(chuàng)新主要來(lái)自于高校,、科研院所的科研創(chuàng)新、企業(yè)的技術(shù)研發(fā)。我國(guó)每年產(chǎn)出的眾多高水平科研成果中,，僅有30%轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益,，并且主要來(lái)自于實(shí)力較強(qiáng)的高等院校與企業(yè)的合作研發(fā)以及大中型企業(yè)特別是國(guó)有企業(yè)依靠自身技術(shù)積累和研發(fā)團(tuán)隊(duì)。實(shí)力雄厚的企業(yè)基于合作研發(fā)周期,、利益最大化等因素的考慮,，并不十分依賴(lài)高校的基礎(chǔ)研發(fā)實(shí)力。一些高新企業(yè),、中小型科技創(chuàng)新企業(yè)由于自身實(shí)力薄弱,，缺乏對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)、研發(fā)資源等的把控,，因而更希望與高校,、地方政府等機(jī)構(gòu)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化,、技術(shù)創(chuàng)新,，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。而大多數(shù)科研院所和高校過(guò)于看重與職稱(chēng)評(píng)審息息相關(guān)的研究課題和學(xué)術(shù)論文,，導(dǎo)致沒(méi)有更多精力來(lái)承擔(dān)來(lái)自企業(yè)和市場(chǎng)需求的橫向課題,，只能開(kāi)展如技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開(kāi)發(fā)等短期合作,，缺乏技術(shù)聯(lián)盟等高層次,、長(zhǎng)期穩(wěn)定的深度合作。這種現(xiàn)象雖然隨著國(guó)家科技體制的改革有所轉(zhuǎn)變,，但是改革成效在一些缺乏知名高�,？萍紕�(chuàng)新引領(lǐng)支撐的省份來(lái)說(shuō)并不十分顯著，政府,、企業(yè),、高校之間的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展實(shí)力還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

2. 人才培養(yǎng)體系建設(shè)不完善
3D打印技術(shù)屬于高技術(shù)領(lǐng)域,，代表了未來(lái)智能制造的發(fā)展方向,，每年的研發(fā)投入很大，其中最大成本來(lái)源于人工智力,，依靠技術(shù)創(chuàng)新,，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要途徑。3D打印屬于先進(jìn)制造業(yè)的高技術(shù)領(lǐng)域,，集新型材料,、打印工藝、材料成型及控制工藝,、軟件開(kāi)發(fā)等眾多學(xué)科交叉融合,，與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的短周期需求相關(guān),，目前國(guó)家對(duì)3D打印相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的缺口巨大，高校作為培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的重要標(biāo)地,，相比科研院所和職業(yè)技術(shù)學(xué)校具有綜合性強(qiáng),，學(xué)科專(zhuān)業(yè)齊全的優(yōu)勢(shì)，需要發(fā)揮市場(chǎng)導(dǎo)向作用,，積極培育市場(chǎng)需求廣,、專(zhuān)業(yè)化程度高的復(fù)合型技術(shù)技能人才。目前我國(guó)高等院校開(kāi)設(shè)3D打印相關(guān)專(zhuān)業(yè)的普及程度不高,，職業(yè)技術(shù)院校在人才培養(yǎng)層次上側(cè)重技術(shù)操作,、市場(chǎng)銷(xiāo)售等方面，并未涉及到關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,。而目前對(duì)掌握3D打印技術(shù),，能夠解決技術(shù)難題這些中高端專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，依然是供不應(yīng)求,。將3D打印產(chǎn)業(yè)鏈融會(huì)貫通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于高校3D打印專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng),。

3. 市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)有待健全

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)的成熟，有助于行業(yè)的發(fā)展,。國(guó)家發(fā)布了3D打印行業(yè)的《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016）》和《中國(guó)制造2025》,，展現(xiàn)了國(guó)家對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)的決心，促進(jìn)中國(guó)制造水平的提升,，可以有效推進(jìn)個(gè)性化定制和特種裝備的生產(chǎn)和發(fā)展,，在3D打印、工業(yè)機(jī)器人等方面的新技術(shù)和新裝備的運(yùn)用和發(fā)展,。目前來(lái)看,，在軍事工業(yè)、航空工業(yè),、醫(yī)療領(lǐng)域等方面技術(shù)還在快速發(fā)展階段,，技術(shù)主要體現(xiàn)在功能的差異化發(fā)展和應(yīng)用的創(chuàng)新方面，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有完全形成,，在技術(shù)指標(biāo)方面缺乏指向性的引導(dǎo),，所以產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景還并不明確，企業(yè)外部環(huán)境面臨著較大的不穩(wěn)定性,。

四,、地方3D 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑探討
1. 實(shí)行聯(lián)合共建機(jī)制
政府、企業(yè),、高校之間實(shí)行聯(lián)合共建研發(fā)機(jī)制，通過(guò)政府引導(dǎo),，市場(chǎng)主導(dǎo),，搭建科研創(chuàng)新平臺(tái)。積極爭(zhēng)取政府部門(mén)的政策支持，通過(guò)政府溝通協(xié)調(diào)集中力量引進(jìn)一批名校,、名企與高校聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),，將重心轉(zhuǎn)移到具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上，成立3D打印技術(shù)聯(lián)盟,，設(shè)立校企共建實(shí)驗(yàn)室,，依托名校強(qiáng)大的技術(shù)支撐帶動(dòng)地方高校科研水平的提升,，依托名企雄厚的資金保障帶動(dòng)地方高校研發(fā)條件的提高,，以科技金融制度的創(chuàng)新來(lái)規(guī)范合作各方行為，建立資源共享機(jī)制,，搭建多層次全方位長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系,，建立長(zhǎng)效監(jiān)督機(jī)制，推進(jìn)政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新,。

2. 提升高校人才供給側(cè)質(zhì)量
按照國(guó)家關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn),，地方本科院校要抓住新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新技術(shù)發(fā)展機(jī)遇,，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為核心實(shí)施轉(zhuǎn)型發(fā)展,，建立緊密對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的專(zhuān)業(yè)體系,，設(shè)立復(fù)合型新專(zhuān)業(yè),，進(jìn)一步提高復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)比例。2016年以來(lái),，基于“新工科”視角的工程教育被提升至新的高度,，強(qiáng)調(diào)新產(chǎn)業(yè)下的技術(shù)創(chuàng)新和新專(zhuān)業(yè)建設(shè)，要求新工科教育對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”《中國(guó)制造2025》等國(guó)家重大戰(zhàn)略做出積極響應(yīng),，主動(dòng)承擔(dān)解決“十九”大后新時(shí)代的重大需求問(wèn)題,。

（1）開(kāi)展3D 打印學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)

3D打印技術(shù)的迅速興起導(dǎo)致3D打印專(zhuān)業(yè)人才的巨大缺口，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)地方有條件的一些本科高校積極申報(bào)設(shè)立3D打印新專(zhuān)業(yè)或?qū)W科方向,，明確提出培養(yǎng)3D打印專(zhuān)業(yè)人才,，加大3D打印專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建，開(kāi)展多學(xué)科協(xié)同合作,，建設(shè)一批具有廣泛影響力的3D打印精品課程和網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)開(kāi)放課程,，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的開(kāi)放共享，提升3D打印專(zhuān)業(yè)建設(shè)影響力,。

（2）強(qiáng)化3D 打印教師隊(duì)伍建設(shè)
積極引進(jìn)3D打印專(zhuān)業(yè)技術(shù)帶頭人,，引領(lǐng)專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)方向，通過(guò)開(kāi)展教師到3D打印專(zhuān)業(yè)建設(shè)突出的高校訪(fǎng)學(xué),、到3D打印企業(yè)掛職鍛煉等形式,，將從相近學(xué)科“半路出家”的非專(zhuān)業(yè)教師轉(zhuǎn)變?yōu)?D打印專(zhuān)業(yè)教師,，建設(shè)一支綜合水平高、專(zhuān)業(yè)能力強(qiáng)的3D打印“雙師雙能型”教師隊(duì)伍,。


（3）重視3D 打印學(xué)生實(shí)踐能力鍛煉
加強(qiáng)3D打印實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè),，以服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)，對(duì)接行業(yè),，勝任職業(yè)為目標(biāo),，突出學(xué)生在3D打印技術(shù)方面的實(shí)踐能力的訓(xùn)練，著重培養(yǎng)以3D打印技術(shù)為主的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才,。將企業(yè)的高級(jí)技術(shù)人員聘請(qǐng)到高校中開(kāi)展專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn),，將企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟微縮到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生解決實(shí)際研發(fā),、生產(chǎn)中問(wèn)題能力的培養(yǎng),，為3D打印企業(yè)“量身定做”所需的專(zhuān)門(mén)人才。

（4）嘗試建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
充分利用高校在3D打印技術(shù)發(fā)展中的研究能力和資源,，加強(qiáng)政產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合,，推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新，在結(jié)合企業(yè)行業(yè)關(guān)鍵共性問(wèn)題,，開(kāi)展專(zhuān)題性研究,，根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)成果，制定適合生產(chǎn)實(shí)際的3D打印技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，規(guī)范行業(yè)的發(fā)展,。

3. 以市場(chǎng)為導(dǎo)向培育地方特色
3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游是研發(fā)技術(shù)的科研院所和3D打印企業(yè)，以研發(fā)技術(shù)為代表,，對(duì)3D打印材料,、制控技術(shù)、軟件技術(shù),、信息技術(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì),。3D打印中游是連接上游企業(yè)和下游市場(chǎng)的第三方服務(wù)平臺(tái)，如電子商務(wù)平臺(tái)和服務(wù)商網(wǎng)絡(luò),，還包括一些為上游企業(yè)和下游市場(chǎng)提供輔助的平臺(tái)機(jī)構(gòu),，如第三方質(zhì)量檢測(cè)、數(shù)據(jù)安全和產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制等,。3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的下游是包括各類(lèi)消費(fèi)產(chǎn)品的3D打印市場(chǎng),。地方3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展要結(jié)合地方實(shí)際情況和自身優(yōu)勢(shì)，科學(xué)分析地方所在區(qū)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì),，充分結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”,，找準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位，搶抓機(jī)遇,，形成3D打印區(qū)域特色,。

五,、結(jié)語(yǔ)
地方3D打印技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新能力的提升,，需要高校,、企業(yè)資源的不斷注入，建立一種有效機(jī)制對(duì)地方政府,、高校,、3D打印企業(yè)的合作進(jìn)行監(jiān)督，需要高校培養(yǎng)出符合3D打印企業(yè)需求的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才來(lái)提供源源不斷的智力支持,。地方3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要3D打印產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的融會(huì)貫通,，以及圍繞地方實(shí)際實(shí)施重點(diǎn)發(fā)展，形成區(qū)域特色,，實(shí)現(xiàn)合作共贏,。（DOI：10.19599/j.issn.1008-892x.2018.10.012）

致謝：感謝基金項(xiàng)目“新鄉(xiāng)市軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（RKX2017010）”的支持。