/工業(yè)和信息化部賽迪研究院 安琳/

借鑒德國(guó)“工業(yè)4.0”加快我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

/工業(yè)和信息化部賽迪研究院 安琳/

在發(fā)達(dá)國(guó)家的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略中，德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略目標(biāo)明確、措施務(wù)實(shí)、發(fā)展路徑清晰，一經(jīng)提出便引起了世界的廣泛關(guān)注。賽迪智庫(kù)軟件與信息服務(wù)業(yè)研究所認(rèn)為，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略為我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了很多可資借鑒的思路，受其啟發(fā)，我國(guó)可從四個(gè)方面推動(dòng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)：面向未來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈分工擴(kuò)展轉(zhuǎn)型范圍；優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，注重培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)；鼓勵(lì)企業(yè)牽頭官產(chǎn)學(xué)研一體推進(jìn)核心技術(shù)創(chuàng)新；政府主導(dǎo)，推進(jìn)智能制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)與實(shí)施。

當(dāng)前，“中國(guó)制造”正受到雙重挑戰(zhàn)：發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛開(kāi)始“再工業(yè)化”運(yùn)動(dòng)，東盟、印度和拉美國(guó)家則擁有更低的勞動(dòng)力和資源成本。在這種形勢(shì)下，如何在保持增長(zhǎng)的同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，就成為我國(guó)制造業(yè)必須思考的問(wèn)題。德國(guó)正在實(shí)施的“工業(yè)4．0”戰(zhàn)略，體現(xiàn)了制造業(yè)強(qiáng)國(guó)對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的評(píng)判與布局，為我國(guó)制造業(yè)發(fā)展提供了可資借鑒的思路。

一、德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的三大要點(diǎn)

“工業(yè)4.0”是德國(guó)政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來(lái)項(xiàng)目之一，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，在關(guān)鍵工業(yè)技術(shù)中取得國(guó)際領(lǐng)先地位，提高德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。其核心要點(diǎn)包括以下三個(gè)方面。

（一）“工業(yè)4.0”的概念直指新一輪工業(yè)革命

德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，與國(guó)際金融危機(jī)之后發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛提出的以重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略一脈相承。再工業(yè)化并非簡(jiǎn)單回歸，而是以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用為重點(diǎn)，旨在依靠科技創(chuàng)新，搶占制造業(yè)新的制高點(diǎn)。這股信息技術(shù)與制造技術(shù)深入融合的浪潮被認(rèn)為是新一輪工業(yè)革命。德國(guó)政府發(fā)布的《實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書(shū)》坦言，已經(jīng)擁有強(qiáng)大機(jī)械和裝備制造業(yè)的德國(guó)工業(yè)，不僅面臨中國(guó)等新興國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)威脅，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也在通過(guò)各種計(jì)劃，促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。德國(guó)希望通過(guò)制定“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，“確保德國(guó)制造的未來(lái)”。

德國(guó)認(rèn)為，深度應(yīng)用的信息通信技術(shù)，將推動(dòng)實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的融合，在制造領(lǐng)域形成資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“信息物理融合系統(tǒng)（CPS）”，從總體上掌控從消費(fèi)需求到生產(chǎn)制造的所有過(guò)程，由此實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。這可視為繼機(jī)械化、電氣化和信息技術(shù)之后工業(yè)化的第四個(gè)階段，即“工業(yè)4.0”。

（二）以CPS 技術(shù)為基礎(chǔ)塑造制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力

CPS 由智能機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施三部分組成，是德國(guó)“工業(yè)4.0”的技術(shù)基礎(chǔ)。制造業(yè)通過(guò)CPS 可以整合制造和物流過(guò)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和基于信息技術(shù)的端對(duì)端集成，建立高度靈活的個(gè)性化產(chǎn)品與服務(wù)生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)智能制造。以CPS 為核心的智能制造可以從三個(gè)方面提升制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

一是能夠推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和制造靈活性。借助CPS技術(shù)和產(chǎn)品，生產(chǎn)模式從“集中型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺稚⒅悄苄汀保a(chǎn)要素可以實(shí)時(shí)、高度靈活配置，確保僅一次性生產(chǎn)且產(chǎn)量很低時(shí)的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。

二是能夠使客戶(hù)與業(yè)務(wù)伙伴廣泛參與到業(yè)務(wù)過(guò)程和價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程，形成新的價(jià)值鏈?；贑PS 的生產(chǎn)過(guò)程淡化了虛擬世界和物理世界的界限，使物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)一體化，催生新的應(yīng)用和服務(wù)模式，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈分工被重組，客戶(hù)和業(yè)務(wù)伙伴能夠更直接地參與到商業(yè)價(jià)值的創(chuàng)造過(guò)程之中，產(chǎn)生新的價(jià)值鏈模式。

三是能夠?qū)崿F(xiàn)自組織生產(chǎn)，促使人的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變。CPS 能夠獨(dú)立自動(dòng)交換信息、觸發(fā)動(dòng)作和控制，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)機(jī)械”的自組織生產(chǎn)，將人從操作性任務(wù)中解放出來(lái)，使之專(zhuān)注于創(chuàng)新設(shè)計(jì)、控制等高附加值的工作，保證德國(guó)制造業(yè)在高人力成本約束下仍然具有強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

（三）圍繞CPS 技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)培育推進(jìn)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略

德國(guó)“工業(yè)4.0”的發(fā)展路徑十分清晰：一是積極推進(jìn)CPS 技術(shù)研究，成為CPS技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)性供應(yīng)商；二是加快為CPS技術(shù)和產(chǎn)品培育新的市場(chǎng)，讓CPS 成為全球先進(jìn)制造業(yè)主流技術(shù)。

在技術(shù)研究方面，按兩大主題展開(kāi)：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程控制技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。二是“智能生產(chǎn)”模式，重點(diǎn)研究整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D 技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用。

在項(xiàng)目實(shí)施方面，聚合官產(chǎn)學(xué)研，由政府出資，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同推動(dòng)，特別強(qiáng)調(diào)中小企業(yè)既是智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，也是先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。為了協(xié)調(diào)創(chuàng)新進(jìn)程，確保未來(lái)生產(chǎn)要素、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)能夠互聯(lián)集成，德國(guó)電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)編纂了《“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》作為規(guī)劃基礎(chǔ)。在市場(chǎng)推廣方面，德國(guó)政府重視借助西門(mén)子等超大型德國(guó)企業(yè)的技術(shù)和市場(chǎng)實(shí)力，在全球高調(diào)宣傳“工業(yè)4.0”理念和CPS技術(shù)，形成大企業(yè)投入資源開(kāi)拓市場(chǎng)，帶動(dòng)中小企業(yè)跟進(jìn)的良性循環(huán)。

二、德國(guó)“工業(yè)4.0”對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的啟示

德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)對(duì)于先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展方向和升級(jí)路徑的決策，目標(biāo)明確、措施務(wù)實(shí)、發(fā)展路徑清晰，對(duì)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)有一定的啟示和借鑒意義。

（一）給我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來(lái)新思路

“工業(yè)4.0”強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)和制造技術(shù)的融合，來(lái)改變當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)模式，既能使生產(chǎn)和交付更加靈活，同時(shí)又致力于解決能源利用效率、人才結(jié)構(gòu)等挑戰(zhàn)，對(duì)我國(guó)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要的借鑒意義。一是智能工廠使客戶(hù)的個(gè)性化定制需求得以滿(mǎn)足，同時(shí)發(fā)掘出創(chuàng)造價(jià)值的新方法和商業(yè)模型，給初創(chuàng)公司和小型企業(yè)帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)，下游服務(wù)也能從中受益。二是CPS 使從原材料變?yōu)楫a(chǎn)品的過(guò)程更加多產(chǎn)和高效，企業(yè)能源利用效率得到極大改善。三是智能制造更注重工人的設(shè)計(jì)管理能力和數(shù)字化專(zhuān)業(yè)技能，靈活的生產(chǎn)組織方式可延長(zhǎng)工人的職業(yè)生涯并使其工作和生活更加平衡?！肮I(yè)4.0”從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源利用、人才結(jié)構(gòu)三方面同步優(yōu)化，為我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展提供了新思路。

（二）給我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)新動(dòng)力

“工業(yè)4.0”倡導(dǎo)圍繞CPS 開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，利用智能制造提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，帶動(dòng)制造服務(wù)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)以及一批新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這種思路可給我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)新動(dòng)力。一是以CPS 為基礎(chǔ)的智能數(shù)字生產(chǎn)，可大幅縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到上市的時(shí)間周期，降低綜合成本并快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，有利于我國(guó)制造企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中走出差異化的自主創(chuàng)新之路，避免與東盟、印度、拉美國(guó)家長(zhǎng)時(shí)間在產(chǎn)業(yè)鏈低端血拼勞動(dòng)力和資源成本。二是“工業(yè)4.0”消除傳統(tǒng)行業(yè)界限，重組產(chǎn)業(yè)鏈功能，可以促進(jìn)我國(guó)部分上下游企業(yè)加快向制造服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。三是CPS技術(shù)發(fā)展將會(huì)帶動(dòng)一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如工業(yè)機(jī)器人、3D 打印機(jī)等新興制造系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)等，以及信息產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)設(shè)計(jì)等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的增長(zhǎng)。

（三）應(yīng)重視核心技術(shù)和大企業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的帶動(dòng)作用

德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在通過(guò)發(fā)展現(xiàn)代裝備制造業(yè)，主導(dǎo)新技術(shù)產(chǎn)品的供應(yīng)，控制產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，強(qiáng)化其在高端技術(shù)服務(wù)業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。它表明核心技術(shù)仍然是塑造產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵；圍繞核心技術(shù)的創(chuàng)新，以點(diǎn)帶面，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展升級(jí)。

在“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的推進(jìn)過(guò)程中，德國(guó)政府特別注意利用西門(mén)子等超大型德國(guó)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)影響力，加快推動(dòng)CPS技術(shù)產(chǎn)品成為未來(lái)制造業(yè)的“事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”。大企業(yè)調(diào)動(dòng)資源推動(dòng)市場(chǎng)培育和開(kāi)拓，中小企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)就更有動(dòng)力參與到技術(shù)創(chuàng)新的隊(duì)伍中來(lái)，政府負(fù)責(zé)把握頂層規(guī)劃和方向。這種用市場(chǎng)主導(dǎo)推動(dòng)新戰(zhàn)略和新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的方法，值得我們認(rèn)真參考。

（四）應(yīng)重視適應(yīng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的制造業(yè)人才培育

德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的核心在于人機(jī)關(guān)系的深刻變化。CPS用機(jī)器取代人執(zhí)行操作性的勞動(dòng)，使勞動(dòng)者的主要精力轉(zhuǎn)向具有更高附加值的方面，大大增加了對(duì)勞動(dòng)者知識(shí)和技能的要求。這提醒我們，在人才培育和儲(chǔ)備方面，應(yīng)重視與智能制造相適應(yīng)的知識(shí)和技能的積累與培育，要注意引導(dǎo)我國(guó)人才結(jié)構(gòu)與時(shí)俱進(jìn)，向高端發(fā)展，進(jìn)一步構(gòu)建知識(shí)型和專(zhuān)業(yè)技能型人力資源競(jìng)爭(zhēng)力。

三、相關(guān)建議

加快轉(zhuǎn)型升級(jí)走向產(chǎn)業(yè)鏈高端，是“中國(guó)制造”的必然選擇。我們可借鑒德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，把握住產(chǎn)業(yè)革命帶來(lái)的技術(shù)和市場(chǎng)機(jī)遇，用更有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品促進(jìn)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)，同時(shí)依靠創(chuàng)新形成獨(dú)特的制造技術(shù)和制造業(yè)升級(jí)路徑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)提升的跨越式發(fā)展。

（一）面向未來(lái)的產(chǎn)業(yè)鏈分工擴(kuò)展轉(zhuǎn)型范圍

未來(lái)的生產(chǎn)形態(tài)，不同于傳統(tǒng)流水線或集中化機(jī)器大生產(chǎn)，設(shè)備的智能化和自組織將導(dǎo)致生產(chǎn)要素、生產(chǎn)組織模式乃至市場(chǎng)供給與需求都出現(xiàn)重大變化。這要求我們?cè)诎l(fā)展集約式經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，要特別注意將轉(zhuǎn)型范圍從生產(chǎn)要素結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)展至供給結(jié)構(gòu)、需求結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。以調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)為發(fā)展戰(zhàn)略，更強(qiáng)調(diào)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，平衡個(gè)人、城鄉(xiāng)、區(qū)域間的利益分配，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式加快轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

（二）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，注重培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)

發(fā)達(dá)國(guó)家的再工業(yè)化，特別強(qiáng)調(diào)在發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)上，同步推進(jìn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的融合發(fā)展，進(jìn)一步提升服務(wù)業(yè)整體發(fā)展水平。我國(guó)在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，可借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家“再工業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略中具有前瞻性、符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)規(guī)律的政策措施，結(jié)合我國(guó)不同行業(yè)的實(shí)際情況，有重點(diǎn)、分層次地推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，著力突破設(shè)計(jì)研發(fā)、品牌營(yíng)銷(xiāo)和供應(yīng)鏈管理等制約產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提升制造業(yè)發(fā)展水平。與此同時(shí)，制造業(yè)轉(zhuǎn)型可能催生一批新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。我國(guó)應(yīng)以此為契機(jī)，圍繞制造業(yè)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化關(guān)鍵技術(shù)，注意發(fā)現(xiàn)和培育新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)。

（三）鼓勵(lì)企業(yè)牽頭官產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展

我國(guó)有著龐大的制造業(yè)基礎(chǔ)，潛在市場(chǎng)大，應(yīng)充分調(diào)動(dòng)科研院所和企業(yè)的積極性，結(jié)合我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和需求，加快針對(duì)工業(yè)軟件、生產(chǎn)過(guò)程控制與管理系統(tǒng)、智能工業(yè)設(shè)施、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化，注重培育適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的智能制造人才，避免我國(guó)淪為發(fā)達(dá)國(guó)家裝備制造技術(shù)和產(chǎn)品的傾銷(xiāo)市場(chǎng)。大型企業(yè)尤其應(yīng)發(fā)揮市場(chǎng)和資源優(yōu)勢(shì)，加大投入，牽頭官產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，努力探索制造業(yè)升級(jí)路徑，形成差異化的制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)。只有讓大型企業(yè)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)開(kāi)拓，才能吸引中小企業(yè)跟進(jìn)，充分發(fā)揮市場(chǎng)調(diào)配資源的作用。

（四）政府主導(dǎo)，推進(jìn)智能制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)與實(shí)施

我國(guó)制造業(yè)信息化和自動(dòng)化程度參差不齊，工業(yè)軟件被生產(chǎn)設(shè)施綁架，互不兼容，彼此難以集成。一些企業(yè)和行業(yè)聯(lián)盟曾嘗試提出多套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但均因缺乏足夠的技術(shù)和市場(chǎng)號(hào)召力，未被市場(chǎng)廣泛認(rèn)可。這就需要政府發(fā)揮更大的主導(dǎo)作用，牽動(dòng)大型企業(yè)聯(lián)合制定和推廣與智能制造相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，激活市場(chǎng)需求，吸引社會(huì)多方力量積極推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。