方曉東，張延偉，王 維

（山東省商務發(fā)展研究院，山東 青島 266001）

“工業(yè)4.0”與“中國智造”

方曉東，張延偉，王 維

（山東省商務發(fā)展研究院，山東 青島 266001）

“工業(yè)4.0”是一場新的工業(yè)革命，是科技及工業(yè)發(fā)展的必然結果，它的到來給我國制造業(yè)的發(fā)展帶來了歷史性機遇，符合國家發(fā)展趨勢。發(fā)展“工業(yè)4.0”不能閉門造車，必須聯(lián)合以德國為代表的歐美發(fā)達國家，既要發(fā)揮我國的現(xiàn)有優(yōu)勢，又要吸收發(fā)達國家先進技術和現(xiàn)代化管理經(jīng)驗，互惠互利、各取所長、共同發(fā)展。我國從事制造業(yè)及相關行業(yè)應抓住機遇，盡快地投身到“工業(yè)4.0”這場促進生產(chǎn)力變革之中去。

工業(yè)4.0；工業(yè)革命；要素驅動；全要素生產(chǎn)率

0 引言

“工業(yè)4.0” 是一場即將到來的對工業(yè)屆乃至整個社會的顛覆性革命，它是改變現(xiàn)行制造業(yè)思維、生產(chǎn)模式甚至整個社會的創(chuàng)新模式。

1 “工業(yè)4.0”概念

“工業(yè)4.0”也稱為第四次工業(yè)革命。近代工業(yè)發(fā)展史已經(jīng)經(jīng)歷了三次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命發(fā)生在18世紀60年代，起源于英國，其標志為：蒸汽機的發(fā)明；第二次工業(yè)革命發(fā)生在19世紀后半葉，其標志為：電氣化的廣泛應用；第三次工業(yè)革命發(fā)生在二次大戰(zhàn)之后，其標志為：微電子技術的發(fā)展和應用。第三次工業(yè)革命利用電子和信息技術（IT）提高了制造過程的自動化程度，隨著科學技術尤其是網(wǎng)絡技術、自動控制及機器人技術的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算概念的出現(xiàn)，促成了對“工業(yè)4.0”概念的構想。

“工業(yè)4.0”概念源于2011年漢諾威工業(yè)博覽會，德國人起初只是構想通過物聯(lián)網(wǎng)媒體來提升他們的制造業(yè)水平，保持其制造業(yè)的國際領先地位，隨后，德國成立了“工業(yè)4.0 工作組”，并于2013 年4月發(fā)布了報告《保障德國制造業(yè)的未來：關于實施工業(yè)4.0 戰(zhàn)略的建議》，在德國工程科學院等德國學術界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部同年將“工業(yè)4.0”項目納入了《高技術戰(zhàn)略2020》的十大未來項目中，從而將“工業(yè)4.0”提高到國家戰(zhàn)略的高度［1］。

“工業(yè)4.0”其實就是實現(xiàn)“智能工廠”?！肮I(yè)4.0”將在前三次工業(yè)革命的基礎上進一步進化，基于信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System）實現(xiàn)新的制造方式。信息物理系統(tǒng)是指通過傳感網(wǎng)緊密連接現(xiàn)實世界，將網(wǎng)絡空間的高級計算能力有效運用于現(xiàn)實世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，與設計、開發(fā)、生產(chǎn)有關的所有數(shù)據(jù)將通過傳感器采集并進行分析，形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。 “工業(yè)4.0”有兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D 技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等［1］?！肮I(yè)4.0”是德國推出的概念，美國叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，我國叫“中國制造2025”，這三者本質內容是一致的，都指向一個核心，就是智能制造［2］。“智能制造”是指在數(shù)字技術（物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)）的支持下，在生產(chǎn)要素高度靈活配置條件下大規(guī)模生產(chǎn)高度個性化的產(chǎn)品?！肮I(yè)4.0”的來臨將使當前生產(chǎn)方式發(fā)生巨大的改變，將由傳統(tǒng)的相對集中的生產(chǎn)模式轉換成相對分散的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)的產(chǎn)品也有傳統(tǒng)的同質型轉換成個性定制型，這種轉變將直接導致傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈的變革，使產(chǎn)業(yè)鏈在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)實時優(yōu)化、自我組織的能力?？傊?，“工業(yè)4.0”將改變現(xiàn)行制造業(yè)的思維、生產(chǎn)模式及整個社會的創(chuàng)新模式，它是一場即將到來的對工業(yè)屆乃至整個社會顛覆性的革命［3］。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的提出，凸顯出全球制造業(yè)激烈競爭的新態(tài)勢，這對中國制造業(yè)，特別是傳統(tǒng)制造業(yè)形成了巨大的挑戰(zhàn)。“工業(yè)4.0”是制造業(yè)發(fā)展不可回避的必由之路，是未來世界制造業(yè)又一次大的革命。

2 我國必須發(fā)展“工業(yè)4.0”，將“中國制造”轉變成“中國智造”

我國是世界公認的制造業(yè)生產(chǎn)大國，傳統(tǒng)制造業(yè)比重較大，多處于“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”階段，發(fā)展模式主要靠要素驅動，特別是人口紅利及投資驅動，過去我國具有低成本的競爭優(yōu)勢，“大而不強”的不利問題被部分掩蓋，近年來隨著我國老齡化的到來，人口紅利的優(yōu)勢將逐漸消失，國民收入的逐步提高又導致人工成本的上升，內部人力成本和運營成本的提高使得中國的“高成本時代”悄然到來，低成本競爭優(yōu)勢逐漸喪失，致使國際競爭力逐步減弱，國民生產(chǎn)總值的高增長階段已經(jīng)過去，經(jīng)濟L型的走勢已基本確立。我國企業(yè)已走過了有小到大的發(fā)展階段，現(xiàn)在已面臨由大到強的跳躍時期，過去實施的投資拉動和產(chǎn)能擴張的發(fā)展模式已無力支持從量變到質變飛躍的要求，當下唯有果斷地從要素驅動向創(chuàng)新驅動轉型，才能支撐起這場變革，“工業(yè)4.0”給我們帶來了調整的機遇。從世界范圍來看，歐美發(fā)達國家先后啟動了“再工業(yè)化”進程，希望以此重塑他們在制造業(yè)中的競爭優(yōu)勢，希望在新的高度上奪回工業(yè)發(fā)展的主導權，擺脫以中國為首的發(fā)展中國家的追趕；而以東南亞、印度等國為代表的發(fā)展中國家正試圖利用其更低廉的成本吸引勞動密集型的制造業(yè)向其國轉移。這樣就形成了高端制造我國需要抵御發(fā)達國家的沖擊，低端制造則面臨東南亞和發(fā)展中經(jīng)濟體的低成本競爭，兩方面的擠壓，迫使我國必須發(fā)展智能制造，提高資源使用效率，降低生產(chǎn)過程中材料及能源消耗。所以作為全球人口最多且有著廣泛制造業(yè)基礎的國家，中國必需發(fā)展“工業(yè)4.0”這項戰(zhàn)略。

“工業(yè)4.0”用工業(yè)機器人替代人力，從勞動密集型生產(chǎn)模式切換至高效的高科技生產(chǎn)模式，降低生產(chǎn)成本提高市場競爭力，經(jīng)濟增長的主要動力從要素驅動轉向創(chuàng)新驅動，提高全要素生產(chǎn)率（TFP）。市場帶來的巨大壓力和挑戰(zhàn)迫使我們必須盡快地加入到“工業(yè)4.0”工業(yè)革命之中去，緊跟這一發(fā)展趨勢實現(xiàn)智能升級是中國制造由大到強轉變的必經(jīng)之路，使得我國GDP保持在一個穩(wěn)定的增長水平上。

3 中國有良好的產(chǎn)業(yè)基礎和市場優(yōu)勢，與德國有較大合作空間

中國制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場體量等方面都有著良好的基礎。根據(jù)美國《紐約時報》的調查：中國工業(yè)擁有世界最完整的供應鏈條，是世界上唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類（39個工業(yè)大類、191個中類、525個小類）的國家，形成了“門類齊全、獨立完整”的工業(yè)體系［4］。在這個龐大完整的工業(yè)體系中依托眾多工業(yè)企業(yè)的集聚效應而具備了高度的靈活性，為實現(xiàn)“工業(yè)4.0”進行了有效的鋪墊，有助于實現(xiàn)智能升級。另外，在電子通信、IT領域，我國已形成較完整的產(chǎn)業(yè)集群，已從傳統(tǒng)的設備提供商逐漸向系統(tǒng)解決方案提供商轉變，在全球電子信息產(chǎn)業(yè)中具備了一定的競爭力。再則，我國是世界制造業(yè)最大的應用市場，巨大的國內市場為企業(yè)智能生產(chǎn)提供了龐大的用戶基礎，是企業(yè)根據(jù)用戶需求改進生產(chǎn)技術的優(yōu)勢所在，有利于適應與智能生產(chǎn)伴生的各種新商業(yè)模式，也有利于吸引外部資源，找到合作機會，任何一個制造業(yè)生產(chǎn)國都不能回避和輕視中國市場的存在和需求。德國國家科學與工程院院長孔翰寧說，在市場體量和跨越發(fā)展的可能性上，中國具備德國無法比擬的優(yōu)勢。工業(yè)發(fā)展的基礎因素是資金、產(chǎn)能及市場，我國在這幾方面上都有著雄厚的實力，以德國為代表的歐美發(fā)達國家近年來不斷加強與我國的工業(yè)合作，正是看重了我國巨大的工業(yè)發(fā)展?jié)摿蜕詈竦氖袌鲂枨蟆?/p>

4 中國與德國在“工業(yè)4.0”中的合作

在全球化經(jīng)濟及信息化社會背景下進行的“工業(yè)4.0”工業(yè)革命決定了任何一個國家都不可能擺脫其它國家自行發(fā)展，各國之間會有競爭但更需要合作。抓住“新工業(yè)革命”伴生的互利共贏的國際合作機會，我國工業(yè)發(fā)展前景才會更加廣闊。在“工業(yè)4.0”的探索方面，最具前瞻的國家是美國和德國，也是最早開始進行實施的國家，在“工業(yè)4.0”這條道路上，美國和德國是相向而行，一個自上而下，一個自下而上。美國提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準，希望關注設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)分析、以及在數(shù)據(jù)基礎上對業(yè)務的洞察，他們對傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通，其關注點在大數(shù)據(jù)和云計算。德國提出“工業(yè)4.0”，其擁有強大的機械制造技術，嵌入式以及控制設備的先進設備和能力，德國很關注生產(chǎn)過程智能化和虛擬化的深刻改變。雖然他們實施路徑和邏輯相反，但是目標一致。中國選擇德國作為“工業(yè)4.0”主要戰(zhàn)略合作伙伴，主要是因為中國政府認為，德國路徑比美國路徑更容易實現(xiàn)，美國的工業(yè)空心化嚴重。IT公司出現(xiàn)工業(yè)4.0挑戰(zhàn)大，缺少基礎設施的落地，德國工業(yè)技術雄厚，是生產(chǎn)制造基地，生產(chǎn)設備供應商加IT業(yè)務解決方案提供商。在第四次工業(yè)革命的戰(zhàn)略選擇上，中國政府與德國結為合作伙伴關系［2］。

中國與德國都是全球制造業(yè)大國，德國制造業(yè)是世界上最具競爭力的制造業(yè)之一，其擁有強大的設備和車間制造工業(yè)，在世界信息技術領域擁有很高的科技水平，在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面也有較專業(yè)的技術，德國制造業(yè)憑借其長期專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開發(fā)，以及對復雜工業(yè)過程的管理，始終保持著世界先進水平，在全球制造裝備領域擁有領頭羊的地位。通過“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的實施，德國希望成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術（即信息物理系統(tǒng)）的供應國和市場的主導者，其目的是搶占新一輪技術革命的主導權。德國在世界工業(yè)屆領先的技術地位及先進的綜合管理復雜工業(yè)過程的經(jīng)驗是我國工業(yè)領域或缺的，是非常值得我們學習和吸收借鑒的，根據(jù)我國工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術水平，與德國在“工業(yè)4.0”領域的聯(lián)合是十分必要的。另一方面中國作為世界最大的制造業(yè)國和應用市場對擁有世界最先進技術和開發(fā)能力的德國也是十分有吸引力的，是他們最理想的合作伙伴。德國制造業(yè)先進技術的推廣及技術規(guī)范的制定和統(tǒng)一離不開中國制造業(yè)的參與和支持。所以中德在“工業(yè)4.0”領域的合作是相輔相成、互惠互利的，隨著中國的加入，德國對“工業(yè)4.0”標準的制定或將加速，中德在“工業(yè)4.0”領域的合作將直接影響這次世界工業(yè)革命的前景。近年來中德高層交往密切，積極推進“中國制造2025”同德國“工業(yè)4.0”對接。德國總理默克爾在2015年10月訪華時表示，德方愿將德國“工業(yè)4.0”對接“中國制造2025”。2016年6月默克爾再次訪華，與李克強總理共同主持了第四輪中德政府磋商，在雙方發(fā)表的聯(lián)合聲明中，兩國重申將繼續(xù)落實在“工業(yè)4.0”領域簽署的協(xié)議，就“工業(yè)4.0”進行跨議題交流，推動合作產(chǎn)生協(xié)同效應。德國經(jīng)濟亞太委員會主席胡貝特·林哈德說，德中兩國都在發(fā)展智能制造，是競爭者，但雙方也有很多合作的可能和機遇。德國信息技術與電子通信行業(yè)協(xié)會“工業(yè)4.0”部門負責人沃爾夫岡·多斯特表示，發(fā)展“工業(yè)4.0”僅靠德國自己無法成功，需要尋找合作伙伴，構建全球產(chǎn)業(yè)鏈，中國是其中重要的一環(huán)。

5 我國政府十分重視“工業(yè)4.0”的發(fā)展，企業(yè)應積極應對

我國政府一直十分重視“工業(yè)4.0”的發(fā)展狀況，強力支持對制造業(yè)4.0的升級改造。2014年中國版“工業(yè)4.0”規(guī)劃《中國制造業(yè)發(fā)展綱要（2015-2025）》初稿就已完成規(guī)劃，同時也十分重視中德在“工業(yè)4.0”領域的合作關系，借鑒德國“工業(yè)4.0”計劃，是“中國制造2025”的既定方略。

我國在實施“工業(yè)4.0”中首先需要對這場工業(yè)變革的艱辛和持久性有一個正確而深刻的認識，然后要采取積極而堅決的態(tài)度參與應對“工業(yè)4.0”的來臨。首先以美、德為代表的先進國家實現(xiàn)“工業(yè)4.0”尚且需要相當長一段時間的努力，我國的科技和制造水平與美、德等先進國家還有著一定的差距，我國現(xiàn)在雖然身為世界第二大經(jīng)濟體，工業(yè)制造體系龐大，但依然以簡單擴大再生產(chǎn)為主，大都處于中、低端水平，存在高端制造業(yè)總體水平不足，科技成果轉化不充分及低端產(chǎn)能過剩等問題，解決這些問題必須開啟工業(yè)制造業(yè)的轉型升級，轉型升級的開啟不可避免的會給企業(yè)乃至整個行業(yè)帶來“陣痛”，影響部分企業(yè)的近期效益，尤其是傳統(tǒng)制造業(yè)?！肮I(yè)4.0”是一個全新的時代，預計要30到50年的時間發(fā)展實施，按照國家工信部部長所說：德國是從工業(yè)3.0串聯(lián)到工業(yè)4.0，中國是2.0、3.0一起并聯(lián)到4.0。另外“工業(yè)4.0” 是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，企業(yè)必須提升自身的研發(fā)能力，加大研發(fā)投資，加強科研隊伍建設，提高生產(chǎn)、管理和服務的智能化水平。我國企業(yè)雖然已在產(chǎn)品智能化方面有了一定的發(fā)展和進步，但仍處于起步階段，在未來30年乃至更長的時間里要走向成熟，還需要不斷的提高重大裝備和大宗消費品的智能化，整合科技創(chuàng)新資源，打造貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈的新興信息技術推廣應用服務平臺，增強重大智能產(chǎn)品的自主發(fā)展能力［3］。我國企業(yè)要認識到這場工業(yè)變革將是拼資金、拼人才、拼耐力的“持久戰(zhàn)”，在國際工業(yè)制造業(yè)領域中市場、技術、資金和產(chǎn)業(yè)轉移的多方面的競爭將更加激烈。我們要認真研究西方發(fā)達國家提出的“工業(yè)4.0”理念，參考借鑒歐美各國工業(yè)制造業(yè)創(chuàng)新的先進理念，努力學習吸收先進國家在生產(chǎn)制造過程與業(yè)務管理系統(tǒng)的深度集成及對生產(chǎn)要素的高度靈活配置?！肮I(yè)4.0”是由西方國家首先提出及規(guī)劃的理念，其根本目的在于提高其本國在國際上的競爭力和話語權，作為我國企業(yè)既要積極參與，奮起直追，又要結合我國的實際情況，坦然應對，努力謀求自身的戰(zhàn)略利益，決不盲從西方標準，努力躋身到“工業(yè)4.0”變革的引領者之中，決不能僅僅作為一個被動的追隨者，擺脫“世界加工廠”的角色。

6 結束語

“工業(yè)4.0”的實現(xiàn)將對我國工業(yè)及相關產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。“工業(yè)4.0”多產(chǎn)業(yè)綜合性質，使得實現(xiàn)“工業(yè)4.0”將為我國工業(yè)提供一個搶占先機實現(xiàn)跳躍式發(fā)展、加速趕超美國、德國、日本等傳統(tǒng)工業(yè)強國的機會。新的“智造時代”將帶來我國制造業(yè)的“新生”，一大批國內制造業(yè)公司將介入其中，它們需積極探索轉型升級?！肮I(yè)4.0”從2013年剛剛開始，預計它將會延續(xù)30年到40年的時間，“工業(yè)4.0”這個巨大無比的萬億級以上的市場，未來將給眾多企業(yè)帶來千載難逢的發(fā)展機遇，集中表現(xiàn)在技術供應商，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡安全、工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算平臺等等。在“工業(yè)4.0”解決方案里，包括軟件、硬件。軟件有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡安全、工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算平臺、MES系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實，人工智能，支持工作的自動化等。硬件有機器人（包括高端的零部件）、傳感器、RFID、3D打印，機器視覺，參考文獻：

智能物流， ΑGV，PLC，數(shù)據(jù)采集器，工業(yè)交換機等，這些相關領域中的企業(yè)一定要抓住機遇，奪取先機，積極參與到“工業(yè)4.0”之中，充分利用第四次工業(yè)革命帶來的契機將企業(yè)做大做強，躋身于世界制造業(yè)的豪強之列，在世界市場中將“中國制造”轉換成“中國智造”。

［1］李山.感受“工業(yè) 4.0”概念——記 2014 年德國漢諾威工博會［J］. 科技日報，2014，4（15）.

［2］羅青.工業(yè)4.0將是整個中國時代性的革命［J］.搜狐公眾平臺，品牌觀察，2015，08（09）.

［3］安筱鵬.［智庫］中國應該如何認識和迎接工業(yè)4.0？和訊網(wǎng)＞評論＞財經(jīng)論，2015-03-10工信部電子信息司副司長安筱鵬2014年12月在北京的演講內容.

［4］海川.中國制造2025_主攻智能制造［J］.新經(jīng)濟導刊，2015（06）∶54-59.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.197

方曉東（1964-），男，本科，電子工程師。