/工業(yè)和信息化部賽迪研究院 安琳/

借鑒德國“工業(yè)4.0”加快我國制造業(yè)轉型升級

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在發(fā)達國家的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略中，德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略目標明確、措施務實、發(fā)展路徑清晰，一經提出便引起了世界的廣泛關注。賽迪智庫軟件與信息服務業(yè)研究所認為，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略為我國制造業(yè)轉型升級提供了很多可資借鑒的思路，受其啟發(fā)，我國可從四個方面推動制造業(yè)向智能制造轉型升級：面向未來的產業(yè)鏈分工擴展轉型范圍；優(yōu)化產業(yè)結構，注重培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)增長點；鼓勵企業(yè)牽頭官產學研一體推進核心技術創(chuàng)新；政府主導，推進智能制造技術標準規(guī)劃建設與實施。

當前，“中國制造”正受到雙重挑戰(zhàn)：發(fā)達國家紛紛開始“再工業(yè)化”運動，東盟、印度和拉美國家則擁有更低的勞動力和資源成本。在這種形勢下，如何在保持增長的同時促進產業(yè)轉型升級，就成為我國制造業(yè)必須思考的問題。德國正在實施的“工業(yè)4．0”戰(zhàn)略，體現(xiàn)了制造業(yè)強國對未來產業(yè)發(fā)展趨勢的評判與布局，為我國制造業(yè)發(fā)展提供了可資借鑒的思路。

一、德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的三大要點

“工業(yè)4.0”是德國政府《高技術戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一，旨在支持工業(yè)領域新一代革命性技術的研發(fā)與創(chuàng)新，在關鍵工業(yè)技術中取得國際領先地位，提高德國工業(yè)的競爭力。其核心要點包括以下三個方面。

（一）“工業(yè)4.0”的概念直指新一輪工業(yè)革命

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，與國際金融危機之后發(fā)達國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)化并非簡單回歸，而是以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點，旨在依靠科技創(chuàng)新，搶占制造業(yè)新的制高點。這股信息技術與制造技術深入融合的浪潮被認為是新一輪工業(yè)革命。德國政府發(fā)布的《實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書》坦言，已經擁有強大機械和裝備制造業(yè)的德國工業(yè)，不僅面臨中國等新興國家的競爭威脅，美國等發(fā)達國家也在通過各種計劃，促進先進制造業(yè)發(fā)展。德國希望通過制定“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，“確保德國制造的未來”。

德國認為，深度應用的信息通信技術，將推動實體物理世界和虛擬網絡世界的融合，在制造領域形成資源、信息、物品和人相互關聯(lián)的“信息物理融合系統(tǒng)（CPS）”，從總體上掌控從消費需求到生產制造的所有過程，由此實現(xiàn)高效生產管理。這可視為繼機械化、電氣化和信息技術之后工業(yè)化的第四個階段，即“工業(yè)4.0”。

（二）以CPS 技術為基礎塑造制造業(yè)核心競爭力

CPS 由智能機器、存儲系統(tǒng)和生產設施三部分組成，是德國“工業(yè)4.0”的技術基礎。制造業(yè)通過CPS 可以整合制造和物流過程，實現(xiàn)數字化和基于信息技術的端對端集成，建立高度靈活的個性化產品與服務生產模式，實現(xiàn)智能制造。以CPS 為核心的智能制造可以從三個方面提升制造業(yè)競爭力。

一是能夠推動實現(xiàn)更高的生產效率和制造靈活性。借助CPS技術和產品，生產模式從“集中型”轉變?yōu)椤胺稚⒅悄苄汀保a要素可以實時、高度靈活配置，確保僅一次性生產且產量很低時的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。

二是能夠使客戶與業(yè)務伙伴廣泛參與到業(yè)務過程和價值創(chuàng)造過程，形成新的價值鏈?；贑PS 的生產過程淡化了虛擬世界和物理世界的界限，使物聯(lián)網與服務互聯(lián)網一體化，催生新的應用和服務模式，傳統(tǒng)的產業(yè)鏈分工被重組，客戶和業(yè)務伙伴能夠更直接地參與到商業(yè)價值的創(chuàng)造過程之中，產生新的價值鏈模式。

三是能夠實現(xiàn)自組織生產，促使人的角色發(fā)生轉變。CPS 能夠獨立自動交換信息、觸發(fā)動作和控制，實現(xiàn)“產品驅動機械”的自組織生產，將人從操作性任務中解放出來，使之專注于創(chuàng)新設計、控制等高附加值的工作，保證德國制造業(yè)在高人力成本約束下仍然具有強大的產業(yè)競爭力。

（三）圍繞CPS 技術創(chuàng)新和市場培育推進“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略

德國“工業(yè)4.0”的發(fā)展路徑十分清晰：一是積極推進CPS 技術研究，成為CPS技術的全球領導性供應商；二是加快為CPS技術和產品培育新的市場，讓CPS 成為全球先進制造業(yè)主流技術。

在技術研究方面，按兩大主題展開：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程控制技術，以及網絡化分布式生產設施的實現(xiàn)。二是“智能生產”模式，重點研究整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D 技術在工業(yè)生產過程中的應用。

在項目實施方面，聚合官產學研，由政府出資，學術界和產業(yè)界共同推動，特別強調中小企業(yè)既是智能化生產技術的使用者和受益者，也是先進工業(yè)生產技術的創(chuàng)造者和供應者。為了協(xié)調創(chuàng)新進程，確保未來生產要素、技術和產業(yè)能夠互聯(lián)集成，德國電氣電子和信息技術協(xié)會編纂了《“工業(yè)4.0”標準化路線圖》作為規(guī)劃基礎。在市場推廣方面，德國政府重視借助西門子等超大型德國企業(yè)的技術和市場實力，在全球高調宣傳“工業(yè)4.0”理念和CPS技術，形成大企業(yè)投入資源開拓市場，帶動中小企業(yè)跟進的良性循環(huán)。

二、德國“工業(yè)4.0”對我國制造業(yè)轉型的啟示

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，是制造業(yè)強國對于先進制造業(yè)發(fā)展方向和升級路徑的決策，目標明確、措施務實、發(fā)展路徑清晰，對我國制造業(yè)轉型升級有一定的啟示和借鑒意義。

（一）給我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來新思路

“工業(yè)4.0”強調利用信息技術和制造技術的融合，來改變當前的工業(yè)生產與服務模式，既能使生產和交付更加靈活，同時又致力于解決能源利用效率、人才結構等挑戰(zhàn)，對我國的產業(yè)發(fā)展有重要的借鑒意義。一是智能工廠使客戶的個性化定制需求得以滿足，同時發(fā)掘出創(chuàng)造價值的新方法和商業(yè)模型，給初創(chuàng)公司和小型企業(yè)帶來發(fā)展機會，下游服務也能從中受益。二是CPS 使從原材料變?yōu)楫a品的過程更加多產和高效，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計管理能力和數字化專業(yè)技能，靈活的生產組織方式可延長工人的職業(yè)生涯并使其工作和生活更加平衡?！肮I(yè)4.0”從產業(yè)結構、能源利用、人才結構三方面同步優(yōu)化，為我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展提供了新思路。

（二）給我國制造業(yè)轉型升級帶來新動力

“工業(yè)4.0”倡導圍繞CPS 開展技術創(chuàng)新，利用智能制造提升產業(yè)競爭力，帶動制造服務業(yè)、生產性服務業(yè)以及一批新興戰(zhàn)略產業(yè)的發(fā)展，這種思路可給我國制造業(yè)轉型升級帶來新動力。一是以CPS 為基礎的智能數字生產，可大幅縮短產品從設計到上市的時間周期，降低綜合成本并快速響應市場變化，有利于我國制造企業(yè)在激烈的市場競爭中走出差異化的自主創(chuàng)新之路，避免與東盟、印度、拉美國家長時間在產業(yè)鏈低端血拼勞動力和資源成本。二是“工業(yè)4.0”消除傳統(tǒng)行業(yè)界限，重組產業(yè)鏈功能，可以促進我國部分上下游企業(yè)加快向制造服務業(yè)轉型升級。三是CPS技術發(fā)展將會帶動一批戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展，如工業(yè)機器人、3D 打印機等新興制造系統(tǒng)和生產設備產業(yè)等，以及信息產業(yè)、新材料產業(yè)以及工業(yè)設計等生產性服務業(yè)的增長。

（三）應重視核心技術和大企業(yè)對產業(yè)轉型升級的帶動作用

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在通過發(fā)展現(xiàn)代裝備制造業(yè)，主導新技術產品的供應，控制產業(yè)制高點，強化其在高端技術服務業(yè)的領先優(yōu)勢。它表明核心技術仍然是塑造產業(yè)競爭力的關鍵；圍繞核心技術的創(chuàng)新，以點帶面，促進產業(yè)全面發(fā)展升級。

在“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的推進過程中，德國政府特別注意利用西門子等超大型德國企業(yè)的技術實力和市場影響力，加快推動CPS技術產品成為未來制造業(yè)的“事實標準”。大企業(yè)調動資源推動市場培育和開拓，中小企業(yè)和科研機構就更有動力參與到技術創(chuàng)新的隊伍中來，政府負責把握頂層規(guī)劃和方向。這種用市場主導推動新戰(zhàn)略和新技術標準實施的方法，值得我們認真參考。

（四）應重視適應技術產業(yè)發(fā)展趨勢的制造業(yè)人才培育

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的核心在于人機關系的深刻變化。CPS用機器取代人執(zhí)行操作性的勞動，使勞動者的主要精力轉向具有更高附加值的方面，大大增加了對勞動者知識和技能的要求。這提醒我們，在人才培育和儲備方面，應重視與智能制造相適應的知識和技能的積累與培育，要注意引導我國人才結構與時俱進，向高端發(fā)展，進一步構建知識型和專業(yè)技能型人力資源競爭力。

三、相關建議

加快轉型升級走向產業(yè)鏈高端，是“中國制造”的必然選擇。我們可借鑒德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，把握住產業(yè)革命帶來的技術和市場機遇，用更有競爭力的產品促進產業(yè)增長，同時依靠創(chuàng)新形成獨特的制造技術和制造業(yè)升級路徑，實現(xiàn)產業(yè)提升的跨越式發(fā)展。

（一）面向未來的產業(yè)鏈分工擴展轉型范圍

未來的生產形態(tài)，不同于傳統(tǒng)流水線或集中化機器大生產，設備的智能化和自組織將導致生產要素、生產組織模式乃至市場供給與需求都出現(xiàn)重大變化。這要求我們在發(fā)展集約式經濟的基礎上，要特別注意將轉型范圍從生產要素結構進一步擴展至供給結構、需求結構等領域。以調整經濟結構為發(fā)展戰(zhàn)略，更強調國民經濟與自然環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，平衡個人、城鄉(xiāng)、區(qū)域間的利益分配，推動經濟發(fā)展方式加快轉變，實現(xiàn)國民經濟長期可持續(xù)發(fā)展。

（二）優(yōu)化產業(yè)結構，注重培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)增長點

發(fā)達國家的再工業(yè)化，特別強調在發(fā)展先進制造業(yè)的基礎上，同步推進制造業(yè)與服務業(yè)的融合發(fā)展，進一步提升服務業(yè)整體發(fā)展水平。我國在推動產業(yè)結構調整轉型的進程中，可借鑒發(fā)達國家“再工業(yè)化”發(fā)展戰(zhàn)略中具有前瞻性、符合技術發(fā)展趨勢和市場規(guī)律的政策措施，結合我國不同行業(yè)的實際情況，有重點、分層次地推進產業(yè)結構優(yōu)化升級，著力突破設計研發(fā)、品牌營銷和供應鏈管理等制約產業(yè)結構升級的關鍵環(huán)節(jié)，提升制造業(yè)發(fā)展水平。與此同時，制造業(yè)轉型可能催生一批新興產業(yè)快速發(fā)展。我國應以此為契機，圍繞制造業(yè)數字化、智能化、網絡化關鍵技術，注意發(fā)現(xiàn)和培育新的產業(yè)增長點。

（三）鼓勵企業(yè)牽頭官產學研聯(lián)合推動技術創(chuàng)新和市場拓展

我國有著龐大的制造業(yè)基礎，潛在市場大，應充分調動科研院所和企業(yè)的積極性，結合我國制造產業(yè)的現(xiàn)狀和需求，加快針對工業(yè)軟件、生產過程控制與管理系統(tǒng)、智能工業(yè)設施、工業(yè)互聯(lián)網等領域的關鍵技術研究和產業(yè)化，注重培育適應產業(yè)發(fā)展需要的智能制造人才，避免我國淪為發(fā)達國家裝備制造技術和產品的傾銷市場。大型企業(yè)尤其應發(fā)揮市場和資源優(yōu)勢，加大投入，牽頭官產學研聯(lián)合進行技術創(chuàng)新，努力探索制造業(yè)升級路徑，形成差異化的制造技術優(yōu)勢。只有讓大型企業(yè)推動技術創(chuàng)新和市場開拓，才能吸引中小企業(yè)跟進，充分發(fā)揮市場調配資源的作用。

（四）政府主導，推進智能制造技術標準規(guī)劃建設與實施

我國制造業(yè)信息化和自動化程度參差不齊，工業(yè)軟件被生產設施綁架，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標準，但均因缺乏足夠的技術和市場號召力，未被市場廣泛認可。這就需要政府發(fā)揮更大的主導作用，牽動大型企業(yè)聯(lián)合制定和推廣與智能制造相關的技術標準規(guī)劃，激活市場需求，吸引社會多方力量積極推進技術創(chuàng)新。