“工业4.0”与“中国智造”

方晓东，张延伟，王 维

（山东省商务发展研究院，山东 青岛 266001）

“工业4.0”与“中国智造”

方晓东，张延伟，王 维

（山东省商务发展研究院，山东 青岛 266001）

“工业4.0”是一场新的工业革命，是科技及工业发展的必然结果，它的到来给我国制造业的发展带来了历史性机遇，符合国家发展趋势。发展“工业4.0”不能闭门造车，必须联合以德国为代表的欧美发达国家，既要发挥我国的现有优势，又要吸收发达国家先进技术和现代化管理经验，互惠互利、各取所长、共同发展。我国从事制造业及相关行业应抓住机遇，尽快地投身到“工业4.0”这场促进生产力变革之中去。

工业4.0；工业革命；要素驱动；全要素生产率

0 引言

“工业4.0” 是一场即将到来的对工业届乃至整个社会的颠覆性革命，它是改变现行制造业思维、生产模式甚至整个社会的创新模式。

1 “工业4.0”概念

“工业4.0”也称为第四次工业革命。近代工业发展史已经经历了三次工业革命。第一次工业革命发生在18世纪60年代，起源于英国，其标志为：蒸汽机的发明；第二次工业革命发生在19世纪后半叶，其标志为：电气化的广泛应用；第三次工业革命发生在二次大战之后，其标志为：微电子技术的发展和应用。第三次工业革命利用电子和信息技术（IT）提高了制造过程的自动化程度，随着科学技术尤其是网络技术、自动控制及机器人技术的迅猛发展，物联网、大数据、云计算概念的出现，促成了对“工业4.0”概念的构想。

“工业4.0”概念源于2011年汉诺威工业博览会，德国人起初只是构想通过物联网媒体来提升他们的制造业水平，保持其制造业的国际领先地位，随后，德国成立了“工业4.0 工作组”，并于2013 年4月发布了报告《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0 战略的建议》，在德国工程科学院等德国学术界和产业界的建议和推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部同年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，从而将“工业4.0”提高到国家战略的高度［1］。

“工业4.0”其实就是实现“智能工厂”。“工业4.0”将在前三次工业革命的基础上进一步进化，基于信息物理系统（Cyber Physical System）实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。 “工业4.0”有两大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D 技术在工业生产过程中的应用等［1］。“工业4.0”是德国推出的概念，美国叫“工业互联网”，我国叫“中国制造2025”，这三者本质内容是一致的，都指向一个核心，就是智能制造［2］。“智能制造”是指在数字技术（物联网、数据网）的支持下，在生产要素高度灵活配置条件下大规模生产高度个性化的产品。“工业4.0”的来临将使当前生产方式发生巨大的改变，将由传统的相对集中的生产模式转换成相对分散的生产模式，生产的产品也有传统的同质型转换成个性定制型，这种转变将直接导致传统产业生产链的变革，使产业链在生产过程中实现实时优化、自我组织的能力。总之，“工业4.0”将改变现行制造业的思维、生产模式及整个社会的创新模式，它是一场即将到来的对工业届乃至整个社会颠覆性的革命［3］。

德国“工业4.0”战略的提出，凸显出全球制造业激烈竞争的新态势，这对中国制造业，特别是传统制造业形成了巨大的挑战。“工业4.0”是制造业发展不可回避的必由之路，是未来世界制造业又一次大的革命。

2 我国必须发展“工业4.0”，将“中国制造”转变成“中国智造”

我国是世界公认的制造业生产大国，传统制造业比重较大，多处于“工业2.0”和“工业3.0”阶段，发展模式主要靠要素驱动，特别是人口红利及投资驱动，过去我国具有低成本的竞争优势，“大而不强”的不利问题被部分掩盖，近年来随着我国老龄化的到来，人口红利的优势将逐渐消失，国民收入的逐步提高又导致人工成本的上升，内部人力成本和运营成本的提高使得中国的“高成本时代”悄然到来，低成本竞争优势逐渐丧失，致使国际竞争力逐步减弱，国民生产总值的高增长阶段已经过去，经济L型的走势已基本确立。我国企业已走过了有小到大的发展阶段，现在已面临由大到强的跳跃时期，过去实施的投资拉动和产能扩张的发展模式已无力支持从量变到质变飞跃的要求，当下唯有果断地从要素驱动向创新驱动转型，才能支撑起这场变革，“工业4.0”给我们带来了调整的机遇。从世界范围来看，欧美发达国家先后启动了“再工业化”进程，希望以此重塑他们在制造业中的竞争优势，希望在新的高度上夺回工业发展的主导权，摆脱以中国为首的发展中国家的追赶；而以东南亚、印度等国为代表的发展中国家正试图利用其更低廉的成本吸引劳动密集型的制造业向其国转移。这样就形成了高端制造我国需要抵御发达国家的冲击，低端制造则面临东南亚和发展中经济体的低成本竞争，两方面的挤压，迫使我国必须发展智能制造，提高资源使用效率，降低生产过程中材料及能源消耗。所以作为全球人口最多且有着广泛制造业基础的国家，中国必需发展“工业4.0”这项战略。

“工业4.0”用工业机器人替代人力，从劳动密集型生产模式切换至高效的高科技生产模式，降低生产成本提高市场竞争力，经济增长的主要动力从要素驱动转向创新驱动，提高全要素生产率（TFP）。市场带来的巨大压力和挑战迫使我们必须尽快地加入到“工业4.0”工业革命之中去，紧跟这一发展趋势实现智能升级是中国制造由大到强转变的必经之路，使得我国GDP保持在一个稳定的增长水平上。

3 中国有良好的产业基础和市场优势，与德国有较大合作空间

中国制造业在产业发展和市场体量等方面都有着良好的基础。根据美国《纽约时报》的调查：中国工业拥有世界最完整的供应链条，是世界上唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类（39个工业大类、191个中类、525个小类）的国家，形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系［4］。在这个庞大完整的工业体系中依托众多工业企业的集聚效应而具备了高度的灵活性，为实现“工业4.0”进行了有效的铺垫，有助于实现智能升级。另外，在电子通信、IT领域，我国已形成较完整的产业集群，已从传统的设备提供商逐渐向系统解决方案提供商转变，在全球电子信息产业中具备了一定的竞争力。再则，我国是世界制造业最大的应用市场，巨大的国内市场为企业智能生产提供了庞大的用户基础，是企业根据用户需求改进生产技术的优势所在，有利于适应与智能生产伴生的各种新商业模式，也有利于吸引外部资源，找到合作机会，任何一个制造业生产国都不能回避和轻视中国市场的存在和需求。德国国家科学与工程院院长孔翰宁说，在市场体量和跨越发展的可能性上，中国具备德国无法比拟的优势。工业发展的基础因素是资金、产能及市场，我国在这几方面上都有着雄厚的实力，以德国为代表的欧美发达国家近年来不断加强与我国的工业合作，正是看重了我国巨大的工业发展潜力和深厚的市场需求。

4 中国与德国在“工业4.0”中的合作

在全球化经济及信息化社会背景下进行的“工业4.0”工业革命决定了任何一个国家都不可能摆脱其它国家自行发展，各国之间会有竞争但更需要合作。抓住“新工业革命”伴生的互利共赢的国际合作机会，我国工业发展前景才会更加广阔。在“工业4.0”的探索方面，最具前瞻的国家是美国和德国，也是最早开始进行实施的国家，在“工业4.0”这条道路上，美国和德国是相向而行，一个自上而下，一个自下而上。美国提出了工业互联网标准，希望关注设备互联、数据分析、以及在数据基础上对业务的洞察，他们对传统工业互联网互联互通，其关注点在大数据和云计算。德国提出“工业4.0”，其拥有强大的机械制造技术，嵌入式以及控制设备的先进设备和能力，德国很关注生产过程智能化和虚拟化的深刻改变。虽然他们实施路径和逻辑相反，但是目标一致。中国选择德国作为“工业4.0”主要战略合作伙伴，主要是因为中国政府认为，德国路径比美国路径更容易实现，美国的工业空心化严重。IT公司出现工业4.0挑战大，缺少基础设施的落地，德国工业技术雄厚，是生产制造基地，生产设备供应商加IT业务解决方案提供商。在第四次工业革命的战略选择上，中国政府与德国结为合作伙伴关系［2］。

中国与德国都是全球制造业大国，德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一，其拥有强大的设备和车间制造工业，在世界信息技术领域拥有很高的科技水平，在嵌入式系统和自动化工程方面也有较专业的技术，德国制造业凭借其长期专注于创新工业科技产品的科研和开发，以及对复杂工业过程的管理，始终保持着世界先进水平，在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。通过“工业4.0”战略的实施，德国希望成为新一代工业生产技术（即信息物理系统）的供应国和市场的主导者，其目的是抢占新一轮技术革命的主导权。德国在世界工业届领先的技术地位及先进的综合管理复杂工业过程的经验是我国工业领域或缺的，是非常值得我们学习和吸收借鉴的，根据我国工业制造业的发展现状及技术水平，与德国在“工业4.0”领域的联合是十分必要的。另一方面中国作为世界最大的制造业国和应用市场对拥有世界最先进技术和开发能力的德国也是十分有吸引力的，是他们最理想的合作伙伴。德国制造业先进技术的推广及技术规范的制定和统一离不开中国制造业的参与和支持。所以中德在“工业4.0”领域的合作是相辅相成、互惠互利的，随着中国的加入，德国对“工业4.0”标准的制定或将加速，中德在“工业4.0”领域的合作将直接影响这次世界工业革命的前景。近年来中德高层交往密切，积极推进“中国制造2025”同德国“工业4.0”对接。德国总理默克尔在2015年10月访华时表示，德方愿将德国“工业4.0”对接“中国制造2025”。2016年6月默克尔再次访华，与李克强总理共同主持了第四轮中德政府磋商，在双方发表的联合声明中，两国重申将继续落实在“工业4.0”领域签署的协议，就“工业4.0”进行跨议题交流，推动合作产生协同效应。德国经济亚太委员会主席胡贝特·林哈德说，德中两国都在发展智能制造，是竞争者，但双方也有很多合作的可能和机遇。德国信息技术与电子通信行业协会“工业4.0”部门负责人沃尔夫冈·多斯特表示，发展“工业4.0”仅靠德国自己无法成功，需要寻找合作伙伴，构建全球产业链，中国是其中重要的一环。

5 我国政府十分重视“工业4.0”的发展，企业应积极应对

我国政府一直十分重视“工业4.0”的发展状况，强力支持对制造业4.0的升级改造。2014年中国版“工业4.0”规划《中国制造业发展纲要（2015-2025）》初稿就已完成规划，同时也十分重视中德在“工业4.0”领域的合作关系，借鉴德国“工业4.0”计划，是“中国制造2025”的既定方略。

我国在实施“工业4.0”中首先需要对这场工业变革的艰辛和持久性有一个正确而深刻的认识，然后要采取积极而坚决的态度参与应对“工业4.0”的来临。首先以美、德为代表的先进国家实现“工业4.0”尚且需要相当长一段时间的努力，我国的科技和制造水平与美、德等先进国家还有着一定的差距，我国现在虽然身为世界第二大经济体，工业制造体系庞大，但依然以简单扩大再生产为主，大都处于中、低端水平，存在高端制造业总体水平不足，科技成果转化不充分及低端产能过剩等问题，解决这些问题必须开启工业制造业的转型升级，转型升级的开启不可避免的会给企业乃至整个行业带来“阵痛”，影响部分企业的近期效益，尤其是传统制造业。“工业4.0”是一个全新的时代，预计要30到50年的时间发展实施，按照国家工信部部长所说：德国是从工业3.0串联到工业4.0，中国是2.0、3.0一起并联到4.0。另外“工业4.0” 是以智能制造为主导的第四次工业革命，企业必须提升自身的研发能力，加大研发投资，加强科研队伍建设，提高生产、管理和服务的智能化水平。我国企业虽然已在产品智能化方面有了一定的发展和进步，但仍处于起步阶段，在未来30年乃至更长的时间里要走向成熟，还需要不断的提高重大装备和大宗消费品的智能化，整合科技创新资源，打造贯穿全产业链的新兴信息技术推广应用服务平台，增强重大智能产品的自主发展能力［3］。我国企业要认识到这场工业变革将是拼资金、拼人才、拼耐力的“持久战”，在国际工业制造业领域中市场、技术、资金和产业转移的多方面的竞争将更加激烈。我们要认真研究西方发达国家提出的“工业4.0”理念，参考借鉴欧美各国工业制造业创新的先进理念，努力学习吸收先进国家在生产制造过程与业务管理系统的深度集成及对生产要素的高度灵活配置。“工业4.0”是由西方国家首先提出及规划的理念，其根本目的在于提高其本国在国际上的竞争力和话语权，作为我国企业既要积极参与，奋起直追，又要结合我国的实际情况，坦然应对，努力谋求自身的战略利益，决不盲从西方标准，努力跻身到“工业4.0”变革的引领者之中，决不能仅仅作为一个被动的追随者，摆脱“世界加工厂”的角色。

6 结束语

“工业4.0”的实现将对我国工业及相关产业产生重大影响。“工业4.0”多产业综合性质，使得实现“工业4.0”将为我国工业提供一个抢占先机实现跳跃式发展、加速赶超美国、德国、日本等传统工业强国的机会。新的“智造时代”将带来我国制造业的“新生”，一大批国内制造业公司将介入其中，它们需积极探索转型升级。“工业4.0”从2013年刚刚开始，预计它将会延续30年到40年的时间，“工业4.0”这个巨大无比的万亿级以上的市场，未来将给众多企业带来千载难逢的发展机遇，集中表现在技术供应商，包括工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台等等。在“工业4.0”解决方案里，包括软件、硬件。软件有工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台、MES系统、虚拟现实，人工智能，支持工作的自动化等。硬件有机器人（包括高端的零部件）、传感器、RFID、3D打印，机器视觉，参考文献：

智能物流， ΑGV，PLC，数据采集器，工业交换机等，这些相关领域中的企业一定要抓住机遇，夺取先机，积极参与到“工业4.0”之中，充分利用第四次工业革命带来的契机将企业做大做强，跻身于世界制造业的豪强之列，在世界市场中将“中国制造”转换成“中国智造”。

［1］李山.感受“工业 4.0”概念——记 2014 年德国汉诺威工博会［J］. 科技日报，2014，4（15）.

［2］罗青.工业4.0将是整个中国时代性的革命［J］.搜狐公众平台，品牌观察，2015，08（09）.

［3］安筱鹏.［智库］中国应该如何认识和迎接工业4.0？和讯网＞评论＞财经论，2015-03-10工信部电子信息司副司长安筱鹏2014年12月在北京的演讲内容.

［4］海川.中国制造2025_主攻智能制造［J］.新经济导刊，2015（06）∶54-59.

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

方晓东（1964-），男，本科，电子工程师。