中国期待“智”变

2009-2012年欧洲深陷债务危机，德国经济却一枝独秀，依然坚挺，它增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言，制造业是传统的经济增长动力，制造业的发展是德国工业经济增长的不可或缺因素。基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技术创新，其关键词是——工业4.O。

如何缩小差距，逐步向工业4.O迈进？中国可以借鉴德国经验，少走弯路，中国的工业4.O时代指日可待。

德国引领

德国公布的《高科技战略2020》中，提出了一系列促进制造业发展的创新政策。为使该战略得到具体落实，2012年德国政府公布题为《十大未来项目》的跨政府部门的联合行动计划，并决定在2012-2015年问向十大项目资助84亿欧元。被称为工业4.0的未来项目，与能源供给结构改革、可持续发展等项目同步公布。工业4.0未来项目，主要是通过深度应用ICT（信息通信技术），总体掌控从消费需求到生产制造的所有过程，由此实现高效生产管理。

2013年4月，德国在汉诺威工业博览会上首次发布《实施“工业4.0”战略建议书》，德国电气电子和信息技术协会于2013年12月发布“工业4.0”标准化路线图。2014年汉诺威工业博览会的主题“融合的工业一一下一步”很好地契合了德国自2013年以来力推的创新概念一一工业4.0。德国总理默克尔将工业4.0称作是“一个里程碑”。

随着信息技术与工业技术的高度融合，网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价值模型，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络一实体物理系统”被德国人称之为工业4.0。

智能工厂是实现工业4.0的关键。在智能工厂里，人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作；生产出来的智能产品能够理解自己被制造的细节以及使用方法。在智能工厂中，机器社区将自行组织，供应链将自动相互协调，未加工的产品将向机器发送完成其加工所需数据，然后由后者将其变成商品。机器和机器、机器和产品之间的数据传输通过使用微处理器、存储装置、传感器和发送器来实现，这些装置将被嵌入至几乎所有可想象的机器、未加工产品、材料、智能工具类型和用于组织数据流的新型软件。所有这些创新将使产品和机器能够相互通信并交换数据。换言之，未来工厂可以从很大程度自行优化和控制其制造流程，而不是如同现在通过中央控制中心来实现，柔性生产的程度提高。

强者恒强

在生产能力上，与现行的大规模、批量化生产相对应，工业4.0将确保多批次、小产量状态下产业的获利能力，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。这种生产模式成功后，能够提供品种更丰富、功能更齐全、性能更稳定、使用更人性化的产品，中国依靠大规模工业化生产的高性价比产品的吸引力将会降低。

在国际分工体系中，德国成为新一代工业生产技术（即CPs）的供应国和主导市场（标准制定者、领先供应商），从而使德国制造业在持续发展的前提下提升它的全球竞争力。这意味着德国人创建了新的生产环境，包括新的管理、流程、模型等，还提供新的智能生产装备和新的技术手段；将推动德国的机器人、制造成套装备、IT技术、控制技术、信息技术等核心产业的变革，并加入到工业4.0体系内；再借助新的工业体系生产制造出来的产品冲击世界原有生产体系中的产品，确保了德国制造业的未来。

中国作为生产世界1/3产品的制造大国，一方面，规模化生产模式生产出来的产品将受到挑战；另一方面，产业升级时将被动接受德国的新标准、新设备。

美日积极推进

与德国的工业4.0相比，其他工业化国家虽然未普遍使用这一术语，但尽可能降低生产操作成本、提高灵活性和加快创新周期也是这些国家的共同目标。

美国：2009年初，美国开始调整经济发展战略，同年12月，公布《重振美国制造业框架》，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》，实施再工业化，具体包括调整、提升传统制造业结构及竞争力和发展高新技术产业两条主线。提出要发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。2013年5月，美国政府又宣布成立数字化制造与设计创新研究所，这是奥巴马政府继增材制造（3D打印）创新研究所后提出设立的第二家创新研究中心，旨在提升数字化设计和制造能力。

同时，美国通用公司提出的工业互联网与德国的工业4.0战略有异曲同工之妙。工业互联网将智能设备、人和数据连接起来，并以智能的方式利用这些交换的数据。AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔已经在美国波士顿宣布成立工业互联网联盟，以期打破技术壁垒，促进物理世界和数字世界的融合。

日本：一是采用小生产线的企业增多，本田公司通过采取新技术减少喷漆次数、减少热处理工序等措施把生产线缩短了40%，并通过改变车身结构设计把焊接生产线由18道工序减为9道，建成了世界最短的高端车型生产线。二是采用小型设备的企业增多，日本电装公司对铝压铸件的生产设备、工艺进行改革，使得铸造线生产成本降低了30%，设备面积减少80%，能源消费量降低50%。三是通过机器人、无人搬运机、无人工厂、细胞生产方式等突破成本瓶颈，佳能公司从细胞生产方式到机械细胞方式，再到世界首个数码照相机无人工厂，大幅度提高了成本竞争力。此外，政府也加大了开发力度，加大对3D打印机等尖端技术的财政投入。2014年，经济产业省继续把3D打印机列为政策优先扶持对象，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，开发世界最高水平的金属粉末造型用3D打印机。

向“中国智造”前进

作为世界最具竞争力的制造工业之一，尽管德国的工业4.0规划已得到不少企业的认同和响应，但总体来说还处于概念阶段，其内涵还没有成形，要真正实现工业4.0还需要10～15年，预计到2030年部分企业可以实现。

反观中国制造业现状，则面临着劳动力、土地成本等要素成本快速上升，自主创新能力不足，资源利用效率偏低，产业结构不尽合理，低成本优势渐失，缺乏自主品牌等挑战。

《从中国制造走向中国智造》白皮书指出，当前中国的制造企业，或通过配套加工、外包等方式，或凭借价廉、优质的产品，通过跨国零售企业的全球采购体系进入全球产业链。

“中国智造”的核心，则是在中国自主研发能力不强却拥有广阔市场的情况下，通过与国际接轨整合产业链的方式，活跃和提升中国企业在全球商业体系链条中的角色。

作为全球最大的制造中心，中国制造如何转向“中国智造”，值得深入思考。

工业4.0有很多要求，包括生产流程的信息化管理，个性化产品定制，以及全新的商业模式和合作模式等。“中国智造”要解决的核心问题在于，不断提升先进制造业和高新技术产业在工业品中的比重，不断提升中国工业创造占中国制造的比重。在产业转型升级过程中，研发水平需达到一定高度，提升专利数量和质量。要为制造企业创造良好环境，提供好机制、好平台、好融资、低门槛，一些有能力的大型企业可自主进行产品研发，能力不足的企业则可将研发环节延伸到大学和科研机构中，让研发过程自然融入到产品的转化过程中。与此同时，必须尊重知识产权，激发研发人员积极性，实现可持续发展。

中国版4.0实践

老话讲“饭要一口口吃，路要一步步走”。从古今中外的历史发展来看，人类的进化及演变是一步一个脚印才走到今天的。当然，工业体系的发展也必然遵循这样一个规律，即通过新技术、新材料和创新可以把某个生产过程缩短，但要实现现代工业体系的跨越式发展则需要有充分的前提条件。

2014年3月，国家主席习近平访问德国，在《法兰克福汇报》发表的署名文章中重点提到德国工业4.0战略。中德合作将会有更多契合点，中德关系也将在现有高水平的基础上，进入一个精确磨合和深度对接的新阶段，这被市场一致认为是中国正式提出加速制造业发展的关键一步。

2014年10月，李克强总理访问德国，发表《中德合作行动纲要》，宣布了中德两国将开展工业4.0合作，这对于中国企业而言意味着巨大的转型契机，该领域合作有望成为中德未来产业合作的新方向。

2014年10月28日，我国同济大学与德国菲尼克斯电气历时1年共同建成了国内首个工业4.0——智能工厂实验室。未来该实验室将从概念走向工程实践，走向国内工程教育第一线，进一步推动我国工业4.0进程。

2014年11月4日，第16届中国国际工业博览会（简称工博会）在上海开幕，工信部部长苗圩在开幕词中指出，就工业整体而言，要更加注重推进信息化和工业化的深度融合，把智能制造作为主攻方向和重点内容。推进信息技术的集成、综合应用和融合创新，促进制造业的数字化、智能化和网络化发展，全面加快工业的转型升级，推动工业由大变强。

在工博会上，来自国内外的厂家向参会人员展示了工业4.0产业线的相关设备，体现了工业4.0的两大特点：一是多批次小批量，定制生产满足个性化需求；二是智能化。如果你想要一支黑色的铅笔，在网上下单，指令第一时间传到生产铅笔的机器上，不需要任何中间流程。这台机器同时能生产5种颜色的铅笔，但接到指令，它只“蹦”出黑色的来。

工业4.0：启示

人工智能的介入、机器人的大量使用会让设计的智能化、工艺的智能化、试验仿真的智能化、生产过程的智能化、保障的智能化成为现实。这就是工业4.0的未来发展。 在德国工业4.0的战略中，他们提出不仅要重视发挥大企业的龙头作用，更高度强调如何使中小企业能够应用工业4.0的成果来解决“产、学、研、用”互相结合和促进的问题。德国工业4.0战略不仅有传统的大公司西门子、博世、库卡积极参与，也特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能制造技术的使用者和受益者，同时也成为先进制造技术的创造者和供应者。

可以说，从技术发展、创新生态到社会融合，工业4.0特别注重“工业系统的整体跃迁”的实现路径与配套体系建设。我们在实施两化深度融合战略中，不但要重视大企业的龙头作用，还应充分吸收中小企业参与，以推动跨学科、跨行业的创新生态系统的建设。同时，如何为工业提供综合的宽带互联网基础设施、如何开发和管理工业大数据、如何保证工业IT系统与工业控制系统的安全，这些课题都值得我们在实施工业转型升级规划时重点考虑。尤其重要的是，我们应把推进工业大数据产业的发展置于抢占新一轮技术与产业革命的制高点加以推进，不仅应加强工业大数据的应用研究，更要加强工业大数据分析和处理技术的开发。

尽管前路漫漫，作为“世界工厂”，我们也拥有很多机遇，比如良好的政策环境、互联网时代众多的弄潮儿、足够坚实的创新底蕴等。在这个狭路相逢勇者胜的大时代，我们相信，只要脚踏实地，勇于开拓，命运就永远操控在自己手里。

后记：任何一次工业革命，实现生产力跨越的目的毫无疑问都是为了更大程度地解放劳动力，获取更广阔的市场。工业4.0也不例外，相对于传统制造工业，以智能工厂为代表的未来智能制造业是一种理想的生产系统，能够智能编辑产品特性、成本、物流管理、安全、信赖性、时间以及可持续性等要素，从而为各个顾客进行最优化的产品制造。这样一种“自下而上”型的生产模式革命，不但能节约创新技术、成本与时间，还拥有培育新市场机会的网络容量。这正是工业4.0的魅力所在。