2009-2012年歐洲深陷債務(wù)危機(jī)，德國(guó)經(jīng)濟(jì)卻一枝獨(dú)秀，依然堅(jiān)挺，它增長(zhǎng)的動(dòng)力來(lái)自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于德國(guó)而言，制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力，制造業(yè)的發(fā)展是德國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的不可或缺因素?；谶@一共識(shí)，德國(guó)政府傾力推動(dòng)進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新，其關(guān)鍵詞是——工業(yè)4.O。

如何縮小差距，逐步向工業(yè)4.O邁進(jìn)？中國(guó)可以借鑒德國(guó)經(jīng)驗(yàn)，少走彎路，中國(guó)的工業(yè)4.O時(shí)代指日可待。

德國(guó)引領(lǐng)

德國(guó)公布的《高科技戰(zhàn)略2020》中，提出了一系列促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新政策。為使該戰(zhàn)略得到具體落實(shí)，2012年德國(guó)政府公布題為《十大未來(lái)項(xiàng)目》的跨政府部門的聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃，并決定在2012-2015年問(wèn)向十大項(xiàng)目資助84億歐元。被稱為工業(yè)4.0的未來(lái)項(xiàng)目，與能源供給結(jié)構(gòu)改革、可持續(xù)發(fā)展等項(xiàng)目同步公布。工業(yè)4.0未來(lái)項(xiàng)目，主要是通過(guò)深度應(yīng)用ICT（信息通信技術(shù)），總體掌控從消費(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。

2013年4月，德國(guó)在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次發(fā)布《實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書》，德國(guó)電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)于2013年12月發(fā)布“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。2014年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)的主題“融合的工業(yè)一一下一步”很好地契合了德國(guó)自2013年以來(lái)力推的創(chuàng)新概念一一工業(yè)4.0。德國(guó)總理默克爾將工業(yè)4.0稱作是“一個(gè)里程碑”。

隨著信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動(dòng)化技術(shù)的深度交織產(chǎn)生新的價(jià)值模型，在制造領(lǐng)域，這種資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“虛擬網(wǎng)絡(luò)一實(shí)體物理系統(tǒng)”被德國(guó)人稱之為工業(yè)4.0。

智能工廠是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵。在智能工廠里，人、機(jī)器和資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然地相互溝通協(xié)作；生產(chǎn)出來(lái)的智能產(chǎn)品能夠理解自己被制造的細(xì)節(jié)以及使用方法。在智能工廠中，機(jī)器社區(qū)將自行組織，供應(yīng)鏈將自動(dòng)相互協(xié)調(diào)，未加工的產(chǎn)品將向機(jī)器發(fā)送完成其加工所需數(shù)據(jù)，然后由后者將其變成商品。機(jī)器和機(jī)器、機(jī)器和產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)使用微處理器、存儲(chǔ)裝置、傳感器和發(fā)送器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些裝置將被嵌入至幾乎所有可想象的機(jī)器、未加工產(chǎn)品、材料、智能工具類型和用于組織數(shù)據(jù)流的新型軟件。所有這些創(chuàng)新將使產(chǎn)品和機(jī)器能夠相互通信并交換數(shù)據(jù)。換言之，未來(lái)工廠可以從很大程度自行優(yōu)化和控制其制造流程，而不是如同現(xiàn)在通過(guò)中央控制中心來(lái)實(shí)現(xiàn)，柔性生產(chǎn)的程度提高。

強(qiáng)者恒強(qiáng)

在生產(chǎn)能力上，與現(xiàn)行的大規(guī)模、批量化生產(chǎn)相對(duì)應(yīng)，工業(yè)4.0將確保多批次、小產(chǎn)量狀態(tài)下產(chǎn)業(yè)的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。這種生產(chǎn)模式成功后，能夠提供品種更豐富、功能更齊全、性能更穩(wěn)定、使用更人性化的產(chǎn)品，中國(guó)依靠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的高性價(jià)比產(chǎn)品的吸引力將會(huì)降低。

在國(guó)際分工體系中，德國(guó)成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)（即CPs）的供應(yīng)國(guó)和主導(dǎo)市場(chǎng)（標(biāo)準(zhǔn)制定者、領(lǐng)先供應(yīng)商），從而使德國(guó)制造業(yè)在持續(xù)發(fā)展的前提下提升它的全球競(jìng)爭(zhēng)力。這意味著德國(guó)人創(chuàng)建了新的生產(chǎn)環(huán)境，包括新的管理、流程、模型等，還提供新的智能生產(chǎn)裝備和新的技術(shù)手段；將推動(dòng)德國(guó)的機(jī)器人、制造成套裝備、IT技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等核心產(chǎn)業(yè)的變革，并加入到工業(yè)4.0體系內(nèi)；再借助新的工業(yè)體系生產(chǎn)制造出來(lái)的產(chǎn)品沖擊世界原有生產(chǎn)體系中的產(chǎn)品，確保了德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)。

中國(guó)作為生產(chǎn)世界1/3產(chǎn)品的制造大國(guó)，一方面，規(guī)?；a(chǎn)模式生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品將受到挑戰(zhàn)；另一方面，產(chǎn)業(yè)升級(jí)時(shí)將被動(dòng)接受德國(guó)的新標(biāo)準(zhǔn)、新設(shè)備。

美日積極推進(jìn)

與德國(guó)的工業(yè)4.0相比，其他工業(yè)化國(guó)家雖然未普遍使用這一術(shù)語(yǔ)，但盡可能降低生產(chǎn)操作成本、提高靈活性和加快創(chuàng)新周期也是這些國(guó)家的共同目標(biāo)。

美國(guó)：2009年初，美國(guó)開始調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，同年12月，公布《重振美國(guó)制造業(yè)框架》，2011年6月和2012年2月，相繼啟動(dòng)《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》和《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》，實(shí)施再工業(yè)化，具體包括調(diào)整、提升傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)及競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)兩條主線。提出要發(fā)展包括先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)、先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)。2013年5月，美國(guó)政府又宣布成立數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究所，這是奧巴馬政府繼增材制造（3D打印）創(chuàng)新研究所后提出設(shè)立的第二家創(chuàng)新研究中心，旨在提升數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造能力。

同時(shí)，美國(guó)通用公司提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與德國(guó)的工業(yè)4.0戰(zhàn)略有異曲同工之妙。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將智能設(shè)備、人和數(shù)據(jù)連接起來(lái)，并以智能的方式利用這些交換的數(shù)據(jù)。AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾已經(jīng)在美國(guó)波士頓宣布成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，以期打破技術(shù)壁壘，促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。

日本：一是采用小生產(chǎn)線的企業(yè)增多，本田公司通過(guò)采取新技術(shù)減少噴漆次數(shù)、減少熱處理工序等措施把生產(chǎn)線縮短了40%，并通過(guò)改變車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把焊接生產(chǎn)線由18道工序減為9道，建成了世界最短的高端車型生產(chǎn)線。二是采用小型設(shè)備的企業(yè)增多，日本電裝公司對(duì)鋁壓鑄件的生產(chǎn)設(shè)備、工藝進(jìn)行改革，使得鑄造線生產(chǎn)成本降低了30%，設(shè)備面積減少80%，能源消費(fèi)量降低50%。三是通過(guò)機(jī)器人、無(wú)人搬運(yùn)機(jī)、無(wú)人工廠、細(xì)胞生產(chǎn)方式等突破成本瓶頸，佳能公司從細(xì)胞生產(chǎn)方式到機(jī)械細(xì)胞方式，再到世界首個(gè)數(shù)碼照相機(jī)無(wú)人工廠，大幅度提高了成本競(jìng)爭(zhēng)力。此外，政府也加大了開發(fā)力度，加大對(duì)3D打印機(jī)等尖端技術(shù)的財(cái)政投入。2014年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省繼續(xù)把3D打印機(jī)列為政策優(yōu)先扶持對(duì)象，計(jì)劃當(dāng)年投資45億日元，實(shí)施名為“以3D造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項(xiàng)目，開發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機(jī)。

向“中國(guó)智造”前進(jìn)

作為世界最具競(jìng)爭(zhēng)力的制造工業(yè)之一，盡管德國(guó)的工業(yè)4.0規(guī)劃已得到不少企業(yè)的認(rèn)同和響應(yīng)，但總體來(lái)說(shuō)還處于概念階段，其內(nèi)涵還沒(méi)有成形，要真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0還需要10～15年，預(yù)計(jì)到2030年部分企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)。

反觀中國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀，則面臨著勞動(dòng)力、土地成本等要素成本快速上升，自主創(chuàng)新能力不足，資源利用效率偏低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，低成本優(yōu)勢(shì)漸失，缺乏自主品牌等挑戰(zhàn)。

《從中國(guó)制造走向中國(guó)智造》白皮書指出，當(dāng)前中國(guó)的制造企業(yè)，或通過(guò)配套加工、外包等方式，或憑借價(jià)廉、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，通過(guò)跨國(guó)零售企業(yè)的全球采購(gòu)體系進(jìn)入全球產(chǎn)業(yè)鏈。

“中國(guó)智造”的核心，則是在中國(guó)自主研發(fā)能力不強(qiáng)卻擁有廣闊市場(chǎng)的情況下，通過(guò)與國(guó)際接軌整合產(chǎn)業(yè)鏈的方式，活躍和提升中國(guó)企業(yè)在全球商業(yè)體系鏈條中的角色。

作為全球最大的制造中心，中國(guó)制造如何轉(zhuǎn)向“中國(guó)智造”，值得深入思考。

工業(yè)4.0有很多要求，包括生產(chǎn)流程的信息化管理，個(gè)性化產(chǎn)品定制，以及全新的商業(yè)模式和合作模式等?！爸袊?guó)智造”要解決的核心問(wèn)題在于，不斷提升先進(jìn)制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在工業(yè)品中的比重，不斷提升中國(guó)工業(yè)創(chuàng)造占中國(guó)制造的比重。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，研發(fā)水平需達(dá)到一定高度，提升專利數(shù)量和質(zhì)量。要為制造企業(yè)創(chuàng)造良好環(huán)境，提供好機(jī)制、好平臺(tái)、好融資、低門檻，一些有能力的大型企業(yè)可自主進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，能力不足的企業(yè)則可將研發(fā)環(huán)節(jié)延伸到大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)中，讓研發(fā)過(guò)程自然融入到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化過(guò)程中。與此同時(shí)，必須尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，激發(fā)研發(fā)人員積極性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

中國(guó)版4.0實(shí)踐

老話講“飯要一口口吃，路要一步步走”。從古今中外的歷史發(fā)展來(lái)看，人類的進(jìn)化及演變是一步一個(gè)腳印才走到今天的。當(dāng)然，工業(yè)體系的發(fā)展也必然遵循這樣一個(gè)規(guī)律，即通過(guò)新技術(shù)、新材料和創(chuàng)新可以把某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程縮短，但要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)體系的跨越式發(fā)展則需要有充分的前提條件。

2014年3月，國(guó)家主席習(xí)近平訪問(wèn)德國(guó)，在《法蘭克福匯報(bào)》發(fā)表的署名文章中重點(diǎn)提到德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略。中德合作將會(huì)有更多契合點(diǎn)，中德關(guān)系也將在現(xiàn)有高水平的基礎(chǔ)上，進(jìn)入一個(gè)精確磨合和深度對(duì)接的新階段，這被市場(chǎng)一致認(rèn)為是中國(guó)正式提出加速制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一步。

2014年10月，李克強(qiáng)總理訪問(wèn)德國(guó)，發(fā)表《中德合作行動(dòng)綱要》，宣布了中德兩國(guó)將開展工業(yè)4.0合作，這對(duì)于中國(guó)企業(yè)而言意味著巨大的轉(zhuǎn)型契機(jī)，該領(lǐng)域合作有望成為中德未來(lái)產(chǎn)業(yè)合作的新方向。

2014年10月28日，我國(guó)同濟(jì)大學(xué)與德國(guó)菲尼克斯電氣歷時(shí)1年共同建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)工業(yè)4.0——智能工廠實(shí)驗(yàn)室。未來(lái)該實(shí)驗(yàn)室將從概念走向工程實(shí)踐，走向國(guó)內(nèi)工程教育第一線，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)工業(yè)4.0進(jìn)程。

2014年11月4日，第16屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)（簡(jiǎn)稱工博會(huì)）在上海開幕，工信部部長(zhǎng)苗圩在開幕詞中指出，就工業(yè)整體而言，要更加注重推進(jìn)信息化和工業(yè)化的深度融合，把智能制造作為主攻方向和重點(diǎn)內(nèi)容。推進(jìn)信息技術(shù)的集成、綜合應(yīng)用和融合創(chuàng)新，促進(jìn)制造業(yè)的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，全面加快工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)工業(yè)由大變強(qiáng)。

在工博會(huì)上，來(lái)自國(guó)內(nèi)外的廠家向參會(huì)人員展示了工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)線的相關(guān)設(shè)備，體現(xiàn)了工業(yè)4.0的兩大特點(diǎn)：一是多批次小批量，定制生產(chǎn)滿足個(gè)性化需求；二是智能化。如果你想要一支黑色的鉛筆，在網(wǎng)上下單，指令第一時(shí)間傳到生產(chǎn)鉛筆的機(jī)器上，不需要任何中間流程。這臺(tái)機(jī)器同時(shí)能生產(chǎn)5種顏色的鉛筆，但接到指令，它只“蹦”出黑色的來(lái)。

工業(yè)4.0：?jiǎn)⑹?/p>

人工智能的介入、機(jī)器人的大量使用會(huì)讓設(shè)計(jì)的智能化、工藝的智能化、試驗(yàn)仿真的智能化、生產(chǎn)過(guò)程的智能化、保障的智能化成為現(xiàn)實(shí)。這就是工業(yè)4.0的未來(lái)發(fā)展。 在德國(guó)工業(yè)4.0的戰(zhàn)略中，他們提出不僅要重視發(fā)揮大企業(yè)的龍頭作用，更高度強(qiáng)調(diào)如何使中小企業(yè)能夠應(yīng)用工業(yè)4.0的成果來(lái)解決“產(chǎn)、學(xué)、研、用”互相結(jié)合和促進(jìn)的問(wèn)題。德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略不僅有傳統(tǒng)的大公司西門子、博世、庫(kù)卡積極參與，也特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能制造技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。

可以說(shuō)，從技術(shù)發(fā)展、創(chuàng)新生態(tài)到社會(huì)融合，工業(yè)4.0特別注重“工業(yè)系統(tǒng)的整體躍遷”的實(shí)現(xiàn)路徑與配套體系建設(shè)。我們?cè)趯?shí)施兩化深度融合戰(zhàn)略中，不但要重視大企業(yè)的龍頭作用，還應(yīng)充分吸收中小企業(yè)參與，以推動(dòng)跨學(xué)科、跨行業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。同時(shí)，如何為工業(yè)提供綜合的寬帶互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、如何開發(fā)和管理工業(yè)大數(shù)據(jù)、如何保證工業(yè)IT系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)的安全，這些課題都值得我們?cè)趯?shí)施工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃時(shí)重點(diǎn)考慮。尤其重要的是，我們應(yīng)把推進(jìn)工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展置于搶占新一輪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命的制高點(diǎn)加以推進(jìn)，不僅應(yīng)加強(qiáng)工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究，更要加強(qiáng)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)的開發(fā)。

盡管前路漫漫，作為“世界工廠”，我們也擁有很多機(jī)遇，比如良好的政策環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代眾多的弄潮兒、足夠堅(jiān)實(shí)的創(chuàng)新底蘊(yùn)等。在這個(gè)狹路相逢勇者勝的大時(shí)代，我們相信，只要腳踏實(shí)地，勇于開拓，命運(yùn)就永遠(yuǎn)操控在自己手里。

后記：任何一次工業(yè)革命，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力跨越的目的毫無(wú)疑問(wèn)都是為了更大程度地解放勞動(dòng)力，獲取更廣闊的市場(chǎng)。工業(yè)4.0也不例外，相對(duì)于傳統(tǒng)制造工業(yè)，以智能工廠為代表的未來(lái)智能制造業(yè)是一種理想的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠智能編輯產(chǎn)品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時(shí)間以及可持續(xù)性等要素，從而為各個(gè)顧客進(jìn)行最優(yōu)化的產(chǎn)品制造。這樣一種“自下而上”型的生產(chǎn)模式革命，不但能節(jié)約創(chuàng)新技術(shù)、成本與時(shí)間，還擁有培育新市場(chǎng)機(jī)會(huì)的網(wǎng)絡(luò)容量。這正是工業(yè)4.0的魅力所在。