工业4.0时代来临

辛妍

以“工业4.0”为代表的新一轮工业革命，或许正是中国制造业转型升级的重要契机

在捷克作家卡雷尔·查培克的剧本《罗萨姆的万能机器人》中，机器人是一个具有人的外表、特征和功能的机器。其后，作为科幻片中经久不衰的题材之一，拥有人类智慧般的“智能”的机器人能够依靠自身的动力和控制能力，实现各种超难度的功能和任务。而现在，这个曾经只能出现在科幻片中的场景正越来越多地出现在世界各国的工厂中。尤其是在德国，“人机协作”早已成为其现代工厂生产发展的主流。可以说，透过机器的触角，德国已将“工业4.0”的精髓注入到了制造业的每一个角落。

制造业的兴衰，印证着大国的兴衰。没有强大的制造业，就不可能成为经济大国和强国。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力，这也正是为什么在金融危机中，德国能够在欧洲经济中一枝独秀。金融危机爆发后，先进制造业发展成为大国关注的焦点。而德国提出来的“工业4.0”也备受关注。

事件 中德强调“工业4.0”合作

2014年10月，李克强总理访问德国，与德国总理安格拉·默克尔共同主持召开第三轮中德政府磋商。会后，两国政府共同发布《中德合作行动纲要》。这项旨在落实2014年3月底习近平主席访问德国时提出的建立中德“全方位战略伙伴关系”的行动纲领的内容多达110条，涵盖了政治、经济、文化、农业、工业、文明等各个领域。尤为引人注目的是，在“互利共赢：可持续的经济发展和金融领域合作”篇章中，重点突出了双方在制造业就“工业4.0”的携手合作，而该领域的合作有望成为中德未来产业合作的新方向。中德这两个出口大国对未来制造业发展趋势的共同判断，可谓含义深远。

《中德合作行动纲要》中有关工业4.0合作的内容共有4条，其中第一条就明确提出工业生产的数字化（即“工业4.0”）对于未来中德经济发展具有重大意义，为此两国政府应提供政策支持和框架条件，由企业自行推进“工业4.0”。同时，纲要提出由中国工业和信息化部、科技部与德国联邦经济和能源部、联邦教研部组织建立“工业4.0”对话，为两国企业在该领域开展自愿、平等的互利合作搭建平台。不仅如此，中德两国还商定将在标准问题上紧密合作，将“工业4.0”纳入中德标准化合作委员会的工作议题。毫无疑问，一场围绕工业4.0悄然兴起的新一轮工业革命将迅速影响到中国的工业化进程。

2014年3月，国家主席习近平访问德国时曾在《法兰克福汇报》发表署名文章，指出当前全球新一轮科技和产业革命呼之欲出，世界各国争相调整、适应，抓紧实施必要改革。其中，就曾重点提到德国“工业4.0”战略。

2014年7月，德国总理默克尔在其任期内第七次访问中国，并且带来了德国工业4.0工作组的众多成员到工业和信息化部座谈，使得工业4.0再次成为业界关注的焦点。而中国工程院原副院长、院士邬贺铨认为，此次中德两国就工业4.0签署合作纲要，对中国来说正当时，它意味着我国要在工业化与信息化同步发展的战略中更快地促进两化融合，对促进经济社会的发展有着重要的价值，对当下中国经济转型、结构调整都有着特殊的意义。近来年，我国对信息化与工业化融合的推动相对比较简单，如果能够借鉴德国的经验，那么我们的发展将会是跨越式的。

2014年11月，第十六届中国国际工业博览会在上海举行。在此次会议上，中国版的工业4.0概念首次被正式提出，使得“工业4.0”再次成为一大热门话题，而工业博览会上的数控机床与金属加工展、工业自动化展、工业环保技术与设备展、信息与通信技术应用展、新能源与电力电工展、节能与新能源汽车展、工业机器人展以及科技创新展，更是揭开了中国版工业4.0时代的面纱。人机融合、物联网实际应用及未来工厂等将为工业开启一个可视的未来。

焦点 全球重视“工业4.0”

在金融危机后，全球各国普遍掀起一股重新审视和定位实体经济的浪潮，尤其重新审视制造部门在经济社会中发展的功能与地位。虽然工业4.0是德国提出的新的口号，但可以说它是全球制造业下一步的方向。因此，世界各国都给予了高度重视。或许其他发达国家并没有明确提出“工业4.0”计划，但与之类似的各种变革已经在各国悄然展开，重振制造业成为近年来最优先的战略议程。

金融危机让美国深刻地认识到实体经济的重要性。为在国际竞争中赢得主动权，美国于2009年初开始调整经济发展战略，密集出台了多项促进制造业发展的国家战略。当年12月，美国公布《重振美国制造业框架》。为恢复美国制造的昔日荣光，创造更多就业岗位，提振国家制造业总体竞争力，美国政府于2010年8月提出《制造业促进法案》。其后，又于2011年6月和2012年2月相继启动《先进制造业伙伴计划》和《先进制造业国家战略计划》，并通过积极的工业政策，鼓励制造企业重返美国。从实际效果看，美国制造业占GDP的比重从2010年的12%回升至2013年的15%。尤其是在2013年12月12日，美国白宫召开了第一次CPS成员会议，实际讨论的就是与德国的工业4.0一样的内容。虽然工业4.0概念是德国先提出来的，但实际上美国一直在做以CPS为概念的先进制造。

与德国类似，美国的公司也大力支持它们自己的“工业4.0”。2012年秋，通用电气公司（GE）提出了“工业互联网”概念，它与德国的“工业4.0”类似，即将智能设备、人和数据连接起来，通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析等技术的融合来提高产业效率。

日本是先进制造大国，在制造领域拥有传统优势，长期积累的机器人技术已经被广泛运用到了工业生产中。比如本田公司就是利用机器人、无人搬运机、无人工厂等先进技术和产品，得以建成世界最短的高端车型生产线。同时，日本相当重视对以信息技术、新能源为代表的新兴产业的扶持。2009年和2010年，日本国际贸易委员会和日本通产省分别发布了《日本制造业竞争策略》和《日本制造业》专题报告，包括全面推动以制造为主的5个战略性新兴产业。2011年又公布了以增强制造业国际竞争力为主要目的的《应对日元升值综合经济对策》。2014年，日本经济产业省继续把3D打印机列为优先政策扶持对象，计划当年投资45亿日元，实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目。

欧盟对制造业也相当重视，绿色、环保、可持续发展一直是其制造业发展的主攻方向，同时欧盟也希望在这些领域实现更优的“再工业化”。2011年，欧盟宣布投资2000亿欧元支持相关制造业的发展，并且重点支持了一批面向未来的制造技术的研发项目，推动诸如智能制造、ICT驱动制造升级、物联网应用等的研究与实践。而法国对制造业的大力支持甚至更早，在2008年就已经建立了向制造部门融入创新资金的国家主权基金——战略投资基金。

近年，中国等新兴经济体在全球制造业领域的影响力和竞争力迅速提升。其中，中国制造业产出约占全球的20%，成为全球制造业第一大国。同时，在全球设备制造业的32个子行业中，中国已经在7个子行业中取得了领先地位。但是，“中国制造”与“德国制造”仍存在着明显的差距。“德国制造”是质量保障的代名词，其每10家机械设备制造企业中就有6家生产高端机械产品。与之相比，“中国制造”主要是要通过更低的生产成本取得竞争优势。但是，这一竞争力在“工业4.0”中将可以通过强大的物联网技术加以抵消。为此，中国政府制定了《工业转型升级规划》、《国家战略性新兴产业发展规划》等，积极推动制造业的转型提升。而目前，工信部、发改委、科技部和国资委也正在借鉴德国经验，联合编制《中国制造2025》，并相应地提出工业智能化的内容，为把我国打造成现代化的工业强国描绘出清晰的路线图。如果说德国的“工业4.0”是德国在面对美国信息产业和中国制造成本侵袭下重建产业优势的战略选择，那么《中国制造2025》则代表了中国在从制造大国向制造强国转型过程中的顶层设计和路径选择。值得一提的是，中国国内首个“工业4.0—智能工厂实验室”已经于2014年10月28日在同济大学嘉定校区落成。

启示 借鉴经验发展中国“工业4.0”

在经历了30多年高速发展之后，我国工业生产能力与技术水平已经有了质的飞跃。但是同时，也正在受到双重挑战：一方面，发达国家加强对实体经济的重视，正在进行“再工业化”运动；而另一方面，新兴经济实体如印度和拉美国家拥有更低的劳动力和资源成本。面对严峻的形势，可以说我国的工业化进程又走到了一个历史的十字路口，而以“工业4.0”为代表的新一轮工业革命，或许正是中国制造业转型升级的重要契机。可以说，正面临经济结构转型的中国，积极融入和布局第四次工业革命是大势所趋。

但是，必须要认识到的是，我国长期处于制造业产业链的低端，先进工业装备、技术比发达国家存在较大的差距。与此同时，我国的信息化技术发展集中在消费端，几乎长期忽视工业方面的信息化进展。而“工业4.0”强调“虚实结合”，即计算机、信息化、网络等虚拟技术与实体工业的融合，其核心就是智能化和物联网。尤其是在智能化的产品内核中，表面是工业设备，但内核却是计算机和信息化。发达国家是先工业化后信息化，而我国则是工业化与信息化同步发展。因此在现阶段，无论是在智能化还是在信息化方面，我国的发展进度均落后于欧美日等发达国家。当前正值我国大力推动两化深度融合、促进工业转型升级的关键时期，借鉴德国推行“工业4.0”战略的理念、内容和做法，发展具有中国特色的“工业4.0”，道路必定艰难，但却也势在必行。

首先，要注重中长期规划。“工业4.0”是对整个制造业体系发展的总体思考，强调系统、集成和社会资源的再配置。它不仅仅只是一个技术开发，因此需要有中长期的全面规划。如前文所述，德国的“工业4.0”概念在2011提出，是德国政府确定的面向2020年的长期国家战略。

其次，配套工业基础宽带设施，优化网络基础建设和应用，超前部署建设国家信息物理系统网络平台。中国要决胜未来的竞争，必须在构建信息物理系统网络平台上先行一步。但是，由于受各方压力的影响，我国不可能很快达到德国的标准。然而，我们可以先在社会信息化基础方面推进下一代互联网规模商用和前沿性布局，推进三网融合，充分发挥下一代国家信息基础设施对两化深度融合的支撑作用，做到可扩展、安全、可用、支付得起。在此基础上，在国家新的信息化发展战略中加强对CPS的总体布局，研究制定CPS建设的战略目标、重点任务、发展路径和政策举措。

再次，建立跨界研究小组或平台，注重产学研的联合推动作用。德国的“工业4.0”是由产学研联合发起的，“工业4.0”工作组的成员是来自产学研多方代表。也正因为如此，“工业4.0”都会一经提出便得到各界的积极响应。因此，我国应当借鉴这一模式，联合科研实力雄厚的大学和科研机构，组建产学研一体的研发联盟，从而充分调动各方资源和力量，共同推进技术研发和应用推广。

另外，要积极建立标准，发展“工业4.0”。标准先行是“工业4.0”战略的突出特点，因此应当重视标准的建立，借鉴德国经验，及时制定标准化路线图，引导企业推进信息化建设。同时，要努力实现标准的国际化，使之为国际所认可和采用，以夺取未来产业竞争的制高点和话语权。

同时，可以利用市场规模优势，对传统工厂生产模式进行智能化改造试点。中国的制造业不可能在一夜之间完全达到工业4.0 的标准，但是可以通过与跨国公司合作，开展工厂4.0试点，对传统工厂生产模式的智能化改造。同时，在大数据分析、处理技术上，中国不仅应加强大数据的应用研究，更要加强大数据分析和处理技术的开发，在大数据产业发展上要避免出现核心技术、关键技术受制于人的局面。

最后，就是对人的注意，要加强培训和职业发展。“工业4.0”把人的发展作为技术发展的根本目的，强调在新的人——技术和人——环境体系中，提高人的能力。在德国，将近80%的年轻人接受的是职业教育，成功的职业教育为“德国制造”提供了大量优秀的产业工人。而现代技术工人的技能培养与职业发展一直是制约我国制造业升级的瓶颈因素。因此，推进劳动者能力发展刻不容缓。

工业4.0时代已经悄然到来，且来势迅猛。这个新时代的变局虽然刚刚开始，但意义重大，是又一个新纪元的开始。然而，“工业4.0”也只是未来工业的一个起点。未来的制造业，将与服务产业一样，建立在互联网这一“共同的底盘”之上，使整个社会变得更加智能。未来的世界，必定是人与机器协作创造出来的世界。