借鉴德国工业4.0，加快建设制造强国

王鹏

借鉴德国工业4.0，加快建设制造强国

王鹏

任何一次产业革命都跳脱不了解放生产力、劳动力和占领更广阔市场的规律。工业4.0也不例外，在国际市场竞争异乎寻常激烈的今天，出口依赖性很强的德国和中国经济，皆需要借助制造业的力量来增强国力。如此，中国要多向理论提出者德国取取经，结合国内外形势，促使经济稳步向前发展，从而早日实现中华民族伟大复兴。

从德国工业4.0看全球工业发展新动向

什么是工业4.0?

“工业4.0”的概念源于2011年德国汉诺威工业博览会，最初的想法是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平。在德国学术界和产业界的大力推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，并计划投入2亿欧元资金，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。

进化：从工业1.0到工业4.0

与美国流行的第三次工业革命的说法不同，德国将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段，即工业4.0的进化历程。工业1.0：18世纪60年代至19世纪中期——通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化——机械生产代替了手工劳动——大规模集中式生产发端。工业2.0：19世纪后半期至20世纪初——采用电力驱动的大规模生产——零部件生产与产品装配成功分离——开创了批量生产的新模式。工业3.0：始于20世纪70年代并一直延续至今——电子与信息技术的广泛应用——制造过程不断实现自动化——从“体力劳动”时代迈向“脑力劳动”时代。工业4.0：德国学术界和产业界认为，未来10年，基于信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。

工业4.0的愿景

“工业4.0”展现了一个全新的工业蓝图：在一个“智能、网络化的世界”里，互联网、物联网和务联网（服务互联网）将渗透到所有的关键领域，创造新价值的过程逐步发生改变，产业链分工将被重组，传统的行业界限将消失，并产生各种新的合作形式和活动领域。

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，维持并提升制造业的竞争力。愿景之一，工业4.0将使得工业生产过程更加灵活、自主。动态的、适时优化的、自我组织的价值链成为现实，带来成本、可用性和资源消耗等不同标准的最优化选择，形成全新的循环网络、独特的可识别性、个性化产品定制以及高度灵活的工作环境。愿景之二，工业4.0将发展出全新的商业模式和合作模式。促进潜在的商业利润在整个价值链的所有利益相关人之间公平共享。“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等特征，率先满足动态的商业网络而非单个公司，将带来商业模式与合作模式的重大变革。愿景之三，工业4.0将会带来工作方式和环境的全新变化。全新的协作工作方式使得工作可以脱离工厂，通过虚拟的、移动的方式开展。员工将会拥有高度的管理自主权，可以更加积极地投入和调节自己的工作。同时，随着工作环境和工作方式的巨大变化，可以大幅度提升老年人和妇女的就业比例，确保人口结构的变化不会影响当前的生活水平。愿景之四，工业4.0将促进形成全新的信息物理系统平台。全新的信息物理系统平台能够联系到所有参与的人员、物体和系统，将会提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务流程，支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测流程等。

德国政府部门、产业界、学术界、科研院所等各个层面为工业4.0的愿景制定了详尽的路线图。这张路线图可以简单概括为建设一个网络、研究两大主题、实现三个集成、实施八项计划。

——建设一个网络：信息物理系统网络CPS。信息物理系统，将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。

——研究两大主题：智能工厂和智能生产。“智能工厂”是未来智能基础设施的关键组成部分，重点是智能化生产系统及过程，以及网络化分布生产设施的实现。“智能生产”侧重于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程，从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。

——实现三个集成。实现三项集成：横向集成、纵向集成与端对端的集成。“工业4.0”将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。

——实施八项计划：保障“工业4.0”得以实现。1.标准化和参考架构：共同标准使不同公司间的网络连接和集成成为可能；2.管理复杂系统：为管理日趋复杂的产品和制造系统提供基础；3.工业宽带基础设施：可靠、全面、高品质的通信网络4.安全和保障。在确保生产设施和产品本身不能对人和环境构成威胁的同时，防止生产设施和产品滥用和未经授权的获取；5.工作的组织和设计；6.培训和持续的职业发展：终身学习和持续职业发展计划，帮助工人应对来自工作和技能的新要求；7.监管框架。创新带来的诸如企业数据、责任、个人数据以及贸易限制等新问题，需要包括准则、示范合同、协议、审计等适当手段加以监管；8.资源利用效率：关注资源能源大量消耗给环境和安全供应带来的风险。

德国绘制工业4.0路线图的战略意图非常明显，就是为了积极应对新一轮科技革命和产业革命，争夺国际产业竞争的话语权；顺应全球制造业发展新趋势，发展智能制造新模式的客观要求。不仅向全球提供利用智能制造系统生产的工业产品，也力图成为先进智能制造技术的创造者和供应者，由此促进德国制造业智能化、服务化。

我国工业发展面临的新形势新问题

分析德国工业4.0最终目的是将理念消化吸收，使中国的工业借德国“工业4.0”的“东风”，长出本地化的“累累硕果”。明确了这一点后，那我们就要挖掘出国内工业出现的新情况新问题。针对问题，对症下药，找寻解决问题的方式和方法。

从外部环境来看，全球新一轮科技革命与产业变革方兴未艾，各国经济产业竞争和地缘政治博弈日趋激烈。

学术界对新一轮科技革命展开了激烈的讨论，比如一些经济学界的学者——杰里米.里夫金、安德森、瓦德瓦对新一轮科技革命和产业革命有独到的见解。杰里米·里夫金认为“新能源+互联网”将催生第三次工业革命。安德森指出互联网和制造业结合实现的“创客运动”“创客”是指不以赢利为目标，努力把各种创意转变为现实的人。瓦德瓦说指数方式增长的三种技术。三种以指数方式飞速发展的技术：人工智能、机器人和数字制造，将使制造业更具创造性、更加本地化和个性化，还会降低成本，这将带来一场制造业革命。

发达国家“再工业化”，制造业回流，新兴经济体之间的竞争日益加剧。TPP（泛太平洋战略经济伙伴关系协定）和TTIP（跨大西洋贸易与投资伙伴协定），美国意图重构国际贸易和投资规则。亚洲地区，美国加快实施重返亚洲的大战略，挑起了日本修宪、钓鱼岛争端、南海争端、朝韩局势、香港占中等一系列事件。欧洲地区，美国挟连欧盟，大力打压俄罗斯，借乌克兰内战事件，与俄罗斯搞对峙。中东地区，美国对叙利亚内战上纲上线，借美国核心国家利益对叙利亚反政府武装进行支持，造就了伊斯兰国崛起。

从内部环境来看，国内经济有三“新”，工业化新阶段、经济新常态、改革新起点。

工业化新阶段。从统计部门了解到，2013年，我国人均GDP已经达到6767美元；2012年，非农产业增加值比重为89.9%，非农产业就业人员比重是66.4%，城市化率为53.73%。按照现行国际标准，我国总体上已进入工业化的中后期。

经济新常态。从“高速增长”“中高速增长”。从投资看，高强度的工业投资难以为继。从出口看，外部需求不足抑制出口回暖；从消费看，中短期内难以出现较快提升；从主导产业看，重化工产业进入平台期；从增长动力看，传统的增长动力日渐式微；从潜在增长率看，我国经济增速整体进入下行通道。我国规模以上工业增加值增速整体下降。总体来看，1999年以来我国规模以上工业增加值增速呈先升后降走势，增速自2010年起逐年下滑，2012年降至10%，2013年继续回落至9.7%，2014年一季度同比增长8.7%。

改革新起点。伴随经济进入新常态，我国经济面临着四大挑战。挑战之一，面临经济增长困难，内生动力不足，国际环境趋紧。挑战之二：面临结构调整压力，产业结构、区域结构、投资结构亟需调整升级。挑战之三：面临国际环境演化的环境，国际科技革命与产业变革、各国的战略博弈。挑战之四：面临改革进入深水区的阵痛，利率和汇率、价格、国有企业、财税体制、政府管理方式等领域，进入改革的深水区和攻坚期。

从动力看，新增长动力就是智能制造

新常态下面临各种挑战的形势下，通过学术界和产业界的分析，可以得出我国新增长动力就是智能制造。

智能制造整合了新一代信息技术、机器人、先进制造、新材料等新兴产业和技术，是其交叉融合协同发挥作用的结果，对整个国民经济的辐射带动效应突出，对产业结构升级和发展方式转变的作用大。

美国布鲁金斯学会最近发表的《美国制造业的过去和潜在未来》一文中，将自动化和机器人技术排在应重点关注的变革性技术的第一位。德国政府发布工业4.0战略，核心是智能生产和智能工厂，根本上讲也是智能制造。所以，智能制造在之后的一段时期内必将成为趋势，我国需要结合中国国情，提出制造业强国切实可行的路线图。

推进制造强国建设的思路举措

中国是一个工业大国吗？

2011年，美国著名经济咨询机构环球通视公司（IHS Global Insight）的报告指出，2010年中国制造业占全球制造业的比重达到19.8%，高于美国的19.4%，位列世界第一，并称中国已经恢复了曾经占据的制造业第一大国的地位。但中国制造业大国的位置并不稳固，并且中国制造业呈现大而不强的现象。

怎样才算工业强国？

从英、美、德、日等世界主要发达国家的历史看，工业强则国家强，当今世界强国无一不是工业强国或制造业强国。

衡量一个国家是否为工业强国的四个标准，技术强、企业强、产品强、软实力强。技术强，能够把握住重大产业和技术变革机遇。企业强，拥有一批在世界范围内领先的大企业和知名品牌。产品强，工业产品具有很高的国际市场占有率。软实力强，具有强大的工业人才队伍和鲜明的工业文明特征。

我国离工业强国的目标还有多远？

2013年，中国工程院组织50多位院士和100多位专家开展了“制造强国战略研究”，全面系统分析了中国制造业的差距和成为制造强国的目标、时间表等。从我国工业发展现状和工业强国的特征来看，我国工业存在“大而不强”的问题，在创新能力、产品质量、资源利用、产业结构、领军企业、信息化水平等方面与美国、德国、日本等工业强国还存在很大的差距。主要表现在六个方面，一是自主创新能力不强，二是产品质量问题突出，三是资源利用效率偏低，四是产业结构不尽合理，五是行业领军企业较少，六是信息化水平不高。

“三步走”的战略目标

中国工程院通过开展制造强国研究，提出实现制造强国三步走的战略步骤。第一步，到2020年，中国制造业进入世界第二方阵，迈入制造强国行列。第二步，到2035年，中国制造业将居第二方阵前列，成为名副其实的制造强国，第三步，到2050年，中国制造业可望进入第一方阵，成为具有全球引领影响力的制造强国。

主动对接新时期制造业发展国家战略

一是完善制造业创新体系，重点要建设一批“国家制造业创新中心”。二是推进制造业数字化网络化智能化，重点是推进“智能制造”。三是夯实制造业发展基础，重点是推进“工业强基”工程。四是积极推进制造业服务化，协调发展“服务型制造”和“生产性服务业”。五是大力发展绿色、优质、品牌制造。六是努力实现制造业结构调整，积极发展高端装备产业，优化生产力空间布局，支持中小企业创新发展，推进一批技术改造项目。七是扩大制造业对外开放，推进产业有序转移，加快装备走出去发展，培育具有国际影响力的大企业。

“工业4.0”展现了一个全新的工业蓝图：在一个“智能、网络化的世界”里，互联网、物联网和务联网（服务互联网）将渗透到所有的关键领域，创造新价值的过程逐步发生改变，产业链分工将被重组，传统的行业界限将消失，并产生各种新的合作形式和活动领域

作者单位：工业和信息化部赛迪研究院