比对德国工业4.0分析清洁生产产业化的意义

郑炜

（福建省环境科学研究院，福建 福州 350013）

1 德国工业4.0的出现

近几年随着互联网经济的飞速发展以及环境保护压力的不断增大，实体经济（特别是纺织、印染等进入门槛较低的传统制造业）受到巨大影响。随着买方市场需求多样化和产品成本透明化的现状以及资本对消费的不良导向作用，我国传统制造业面临着“劣币驱逐良币”的尴尬局面，产业发展和转型都遇到艰难的瓶颈。

然而同样作为制造业强国的德国，不但在智能化、新材料等新兴产业具有领先优势，同时其传统制造业仍旧保持的旺盛的生命力，甚至拥有很多小领域的“隐形冠军”。

特别是在2013年4月，德国“工业4.0”工作组在汉诺威全球国际工业博览会上公布了《保障德国制造业的未来∶ 关于实施“工业 4.0”战略的建议》，即德国“工业4.0”，其目的是确保德国制造业的传统优势，掀起新一轮制造技术的革命性创新与突破。

德国作为国际科技制造业的领头羊，该报告的推出立即引起全球的广泛关注，特别是对下一代工业生产模式（即“工业4.0”，见图1）的描述和定义，其产生了巨大的国际影响。

特别是该文件的发布对德国制造业未来发展提供的有力的理论支持和思想推动。我们通过选取一种能比较及时、可靠地反映经济运行趋势的经济监测指标体系指数进行观测，采用PMI指数曲线（德国制造业）分析，可以看出2013年后德国制造业整体经济趋势基本在50%以上浮动，呈现出十分良好的态势（见图2），从一定程度上可以佐证对德国制造业发展的积极效果。

图1 工业1.0到工业4.0定义

图2 德国制造业2013-2016年度PMI指数趋势

2 中国制造2025对传统行业发展指导意义有限

2015年中国政府发布了《中国制造2025》，被人称这是中国版的“工业4. 0”。但许多学者在深入研究后，认为中国与德国在生产结构和产业发展程度上存在着许多差距，中国制造 2025并不是也无法成为中国版的“工业4.0”。例如李金华在《德国工业4.0与中国制造2025的比较及启示》一文中从背景和框架两方面比较，认为我国目前的制造业水平还未完全达到进入“工业4.0”的程度，“中国制造2025”只在我国整体制造业水平不均衡的基础上，跻身制造强国行列的一个原则和方向，并不能完全将“中国制造2025”等同于“工业4.0”。

“中国制造2025”在本质上是寻求从高新技术端突破，抢占未来产业发展的制高点，并没有对传统制造业的未来提出有力的理论支持。因此我国传统制造业要想得到全面提升，就必须建立体系化的方法论，为产业提供转型指导的理论基础，从产品全生命周期寻找提升竞争力的机遇。

清洁生产作为一种从源头削减污染、优化工艺技术与设备、提高资源利用效率的优异指导工具，对我国制造业持续技术改造和节能减排持续推进起了重大作用。同时，由于清洁生产理论本身具有追求资源能源利用最大化和全过程控制的特点，在目前全球能源结构无法实现质变的前提下，是传统行业实现可持续发展和生存的最佳途径。

3 工业4.0是清洁生产进化方向

德国作为世界上比较早开展工业清洁生产的国家之一，在全过程控制和3R（Reduce、Reuse、Recycle）方面一直有着丰富的经验和独特的做法，甚至能从德国“工业4.0”上明显看到清洁生产的核心理念。通过细致比对，我们可以发现工业4.0其实就是清洁生产发展的一个趋势。

图3 德国工业4.0与清洁生产比较

图4 德国“工业4.0”架构图

从目标上来看，清洁生产的定义就是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险；而德国“工业4.0”是在高自动化、高信息化、高工资、高职业化的基础和前提下确保德国制造业在世界范围的领先地位和竞争力，其核心本质之一就是提高效率、节约资源，减少环境风险。

从要素来看，德国“工业4.0”主要包括了标准化和参考架构、复杂系统的管理、全面宽带基础设施、安全措施、工作的组织和设计、持续的职业培训和发展、监管框架、资源效率；清洁生产的主要要素包括：原辅材料和能源、技术工艺、设备、过程控制、产品、管理、员工和废弃物。

从架构上来看，清洁生产主要是运用生命周期分析对“原材料-生产过程-产品-污染物”的全过程控制以达到节能、减排、增效的结果；德国“工业4.0”则进一步扩展了过程控制的范围（见图3），加强了用户对产品需求的数据反馈，通过虚拟的物联网优化生产工艺、提升了产品制造的精准度和灵活性，极大的减少了生产资源消耗。

通过比较工业4.0与清洁生产的各个方面可以看出，德国“工业4.0”实际上是在清洁生产的基础上，扩大了概念的广度和深度，并增加了物联网概念，突出对技术和信息安全以及德国职业人口老龄化严重的担忧。

4 清洁生产产业化的定义和方向

虽然目前我国各地清洁生产审核咨询市场已经初步形成，各省市清洁生产工作也产生了良好的经济效益和环境效益。但长期以来我国清洁生产工作主要存在以下几个问题：一是清洁生产管理部门之间协调机制不健全、责权不清；二是配套政策和资金扶持力度不足；三是从业机构组织管理和技术水平参差不齐。

要想通过清洁生产指导传统行业转型升级，就必须由目前单一、简单的清洁“生产审核机构-检测机构”模式全面规模化和产业化，实现以特定的行业需求为导向，以实现经济效益与环境效益双赢为目标，以“标准制订-技术研发-设备定制-检测检验-诊断-解决方案-后期维护”系列化全过程服务为手段，从一种由政府主导并强制推动的计划行为转变为体现市场主体地位和实现自我可持续发展的经济行为，实现清洁生产产业的技术和资金良性发展生态圈。

实现清洁生产产业化，要进一步提高产业数字化程度，提高全过程资源使用、能源消耗和废物产生的数据采集精确度和时效性，建立区域性和全产业的大数据分析模型。

实现清洁生产产业化，要推动全国清洁生产市场一体化，通过优胜劣汰培育出一批既具有科技实力又具有市场竞争力的清洁生产企业。