日本智能制造发展的教训及对中国的启示

王德显，王跃生

(1.国家行政学院 研究室，北京 100089； 2.北京大学 经济学院，北京 100871)

近年来，资源短缺、要素成本上升、供需错配和国际产业转移、“再工业化”、新兴市场崛起、贸易保护等“内忧外患”束缚了中国制造业发展。审时度势，党中央提出“智能制造是我国制造业未来发展的主攻方向。”[1]国内外学者对智能制造进行了丰富的研究，如：王德显(2016)基于《高科技战略2020》指出智能制造是“工业4.0”的基本内涵[2]；王影(2015)基于“工业4.0”阐释了智能制造的内涵及层次[3]；贝塔·彭泽(2014)从“工业4.0”的视角阐释了智能制造对于中小企业蕴含的巨大商机。[4]研究“智能制造”发展史，我们发现日本在20世纪90年代就提出发展“智能制造”战略，并给予了政策优惠和财政支持，但实践表明，日本“智能制造战略”效果不佳，总结分析其原因和教训，对于中国实施“智能制造”具有重要意义。

一、对日本智能制造系统的剖析

(一)20世纪末对智能制造的认识

20世纪90年代，还没有公认的“智能制造”定义，日本通产省元岛直树提出了智能制造愿景：全球产业链互联，企业经营各环节，如订单接收、产品设计、研发生产、物流配送、经营管理等都实现智能化，并通过协作生产，实现全球制造业的网络集成。[5]囿于生产力条件，当时产学研对智能制造的研究聚焦于：第一，研发对象限于机械制造企业；第二，研发目标是实现企业生产全流程的智能化，注重研究在生产领域通过机器智能化代替部分人类脑力劳动，强调全球视角下企业的协同制造力；第三，生产技术和信息技术的融合与共享，技术集中在自动化并向智能化演进。

(二)日本积极实践智能制造的原因

国内制造业发展的束缚和信息化技术与制造技术融合初具规模等因素，促使日本积极倡议并实践智能制造战略。

1.劳动力资源短缺。“平成景气” 使得日本经济对劳动力的供需矛盾进一步凸显，日本在1988年的有效求人倍率开始大于1，并不断增加。1989年，日本制造业劳动力的供需矛盾在质与量上均呈现供给不足，技术人才短缺成为主要矛盾。根据《日本工业新闻》的一项调查统计：日本电气电子行业、信息通信行业、机械制造行业的技术人员严重短缺。被调查的企业中，超过50%的机械制造行业表示技术人员严重不足；汽车制造、船舶制造和建筑行业表示技术人员缺乏的比例为54%；69%的基础材料企业表示五年后将出现严重的技术人才短缺。

2.高昂的要素成本。进入90年代后，日本成本优势逐渐消失，相同组装工序的成本，比欧美国家高出10%～40%，比亚洲国家高出15%～50%。高昂的制造成本背后是工资、资源价格和土地价格的高企：日本工薪阶层平均年工资为400万日元，是美国(3万美元)的1.3倍。日本用电单价是美国的1.19倍、英国的1.25倍和德国的1.08倍；单位自来水价格是美国的2.59倍、英国的1.14倍和德国的0.54倍；单位煤气价格是美国的1.95倍、英国的2.80倍、德国的1.52倍。1985年日本土地价格是美国的11.8倍、英国的11.1倍、德国的7.3倍。较1985年，1990年日本土地价格上涨了3.07倍，1991年东京和大阪工业用地价格分别比1983年上涨了3.41倍和3.88倍。[6]

3.贸易摩擦频繁。外向型发展战略导致日本和欧美国家的贸易顺差不断扩大，日本对美国的贸易顺差由1980年的122亿美元上升到1994年的657亿美元。[7]美日间汽车、半导体、电信等贸易战接踵而来，互惠性自由化政策代替了贸易自由化政策，日本被迫实施“自愿限制出口”，减少汽车、钢材等对美国出口。1985年“广场协议”的签署，迫使日元汇率由1985年的1美元兑250日元持续升值为1990年的1美元兑80日元。1989年，美国针对美日贸易实施“超级301条款”，强迫日本开放进口美国高科技产品。石原慎太郎和盛田昭夫1989年出版《日本可以说不》以反对美日贸易战。

4.信息技术和制造技术相互融合。20世纪80年代中后期，日本的信息技术和生产技术已相互融合，大量信息技术开始应用于工业生产过程中，丰田生产模式(多品种、小批量、局部柔性化制造的流水线生产)开始流行。计算机在制造工艺和生产过程中广泛应用，各种计算机辅助软件，如计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、计算机辅助测试(CAT)[8]等进一步提升了制造过程的智能化程度，为开展智能制造打下良好基础。各类先进生产技术的雏形开始出现并投入生产，如加工中心(MC)机械、自动主体仓库、机器人、柔性制造系统(FMS)等，进一步实现了制造产品种类的多样化和生产过程的柔性化。

(三)日本智能制造系统的主要内容

1.日本智能制造系统的内涵。1989年10月，日本专家倡议在产业界和学术界联合成立IMS国际合作项目。经过多国专家的各种可行性论证和研究，为了降低进行先进制造技术研发的风险，日本于1995年提出了智能制造系统(Intelligent Manufacturing System，IMS) 。日本通产省对IMS的定义是：“IMS在整个制造过程中贯穿智能活动，并将这种知识活动与智能机器有机融合，将整个制造过程——从订货、产品设计、生产到市场销售——以柔性方式集成起来，从而提高生产效率。”[9]

2.日本智能制造系统的使命。根据日本IMS提出的构想，IMS旨在肩负起以下使命：通过对信息技术和知识的充分应用，研发先进制造技术，提高能源资源利用率，提高制造业劳动生产率；将先进制造技术在全球范围内推广应用，提升就业人员技能，技术创新成果全人类共享。IMS还肩负博弈方实现多赢：对参与国政府，IMS可以帮助其解决诸如环境、生产安全、质量保证和可持续发展等制造业发展面临的共同问题；对参与国企业，IMS为其搭建相互交流和技术与优势融合的国际平台，解决先进制造企业面临的共同技术难题，并联合同类企业合力应对制造业技术前沿的挑战；对于科研机构，IMS将科研与产业发展需要紧密联系，力图打通产、学、研之间的障碍，为科研机构及时把握生产技术最新动向及新技术的研发和推广应用提供前所未有的便利。

3.日本智能制造系统的目标。日本发起IMS倡议的根本目的在于智能制造技术的创新，IMS涉及的技术领域包括产品全生命周期技术、生产工艺的改善、生产系统软硬件工具的更新、企业管理模式的开发及企业成长发展模式的创新等。为完成其肩负的使命和实现预期的收益，IMS系统确立了十大重点研发领域，包括可持续动力、模拟仿真、定向需求等(林捷，2003)。[10]

二、日本实施智能制造战略的效果

成立之初的IMS，尽管有丰田、三菱、东芝、摩托罗拉等大型企业的参与，但发展面临两大挑战：互联网未普及条件下昂贵的国际通信费和航空运输未充分发展条件下高昂的差旅费等合作成本问题；知识产权的保护问题。IMS指导委员会确立的项目期限为十年，因为美国和日本政府未给予该项目应有的重视，外加资金紧张，使得项目举步维艰。以制造业产出占据国际市场份额衡量日本实施“智能制造战略”效果：20世纪80年代末以来，日本代表性工业产品如粗钢、彩电、微波炉等产出持续下降；90年代以来，家电行业产品如洗衣机、空调、冰箱等产出持续下滑，电子计算机、半导体集成电路等产品产出也呈下滑态势。细分行业看， 1985年日本造船工业新造船舶占世界的比重为52.3%，到1997年下降为40.1%；90年代末日本粗钢产量仅为1973年最高产出的1/3。日本半导体集成电路和电子计算机通用存储器(DRAM)行业也逐渐被美国和韩国企业超越。1994年美国汽车产量重新超过日本占据世界首位。[6]65-68总体讲，日本实施智能制造战略并未促使其制造业快速发展。

三、日本实施智能制造战略的教训总结

智能制造不是简单的自动化，而是制造业借助信息技术和互联网，让机器、生产流程和产品变得智能化、人性化。智能制造战略不是工业自动化发展的必然产物，需要引导和支持工业自动化和信息通信技术深度有机融合；实施智能制造战略支撑因素的缺失，将延缓制造业向智能制造升级。

1.日本信息化建设水平不足。在20世纪90年代，日本具备了一定的信息化、网络化基础，但计算机普及面临一系列束缚：昂贵的计算机设备、软件版权、维护费用、管理成本和计算机使用人才的缺乏等。在个人电脑和互联网方面，日本远落后于美国，如1998年美国每万人拥有电脑4772台，日本为2605台；美国个人电脑普及率为50%，日本仅为32.6%；电脑联网数美国每万人765台，日本仅为93台；互联网用户数美国每万人有3329人，日本仅有774人。[11]根据日本《经营课题实地调查报告》，截止到1990年，日本制造业企业使用计算机集成制造系统的比例为1.8%，正在建设和开发的企业占比32.6%。尽管计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的销售价格持续下降，大型企业中有90%的企业已经使用CAX，但超过17%的小型企业和10%以上的中型企业表示引进存在困难，表现为：初始购置成本较高，难以消化；企业缺乏使用CAX技术的人才；辅助系统和公司经营内容不匹配等。

2.日本企业传统制度下的快速反应机制不健全。信息化技术的普及和使用既缩短了产品全寿命周期，也对企业的反应机制提出了更高的要求。作为智能制造的实践者，企业必须建立完善的快速反应机制，以把握信息化带来的稍纵即逝的机遇。而日本的企业制度受传统文化的影响，集体观念较强，在企业行为上强调集体行动、团队合作，集体决策势必延缓决策效率，从而错失良机。此外，日本企业制度包含的年功序列制和终身雇佣制，在信息化时代无法对员工产生激励相容机制，从而不能充分释放企业优秀员工的活力，客观上限制了优秀人才的才华和能力的释放。

3.日本行政体制弊病束缚了智能制造的发展。日本行政体制分工明确精细，在长期的工业发展中和相关企业、行业协会等形成了稳定的关系，阻碍了潜在的竞争者，形成行政体制下条块分割的产业格局。在信息通信技术快速发展的时代，跨学科、跨领域、跨行业的新型制造行业快速形成，并获得巨大发展，但是日本客观存在的行政条块分割明显阻碍着这些新兴先进行业和领域的发展。新兴行业的管理归属是矛盾的集中体现：信息技术产业的发展导致日本通产省和邮政省矛盾不断；航空航天产业发展引发通产省和科技厅矛盾频发；智能交通领域新兴行业引发通产省和运输省矛盾重重等。有学者指出，日本虽提出“科技立国”，但先进技术仍落后于美国和时代，其原因无外乎两点：一是日本行政体制的条块分割；二是日本政府和学术界对新兴工业领域反应迟钝。

4.日本企业对创新战略重视不够。1998年，早稻田大学根据生产战略理论 ，设计了最新调查问卷以分析日本制造业企业未来竞争力状况。根据其研究，在日本企业的发展战略中，名列前茅的战略中竟然没有创新战略。六要素根据重要性的调查统计排序是：质量(1)、交货(2)、灵活性(3)、服务(4)、成本/价格(5)、创新(6)。这一调查结果一方面印证了本文的分析——日本企业缺乏灵活性和快速反应机制，更重要的是表达出企业对创新战略的忽视。其原因既可能是日本企业旧有“模仿、创新”战略的延续，也可能是日本企业对信息通信时代的一种异常反应。更深层次的原因仍需学术界继续探究。

四、日本智能制造实践对我国智能制造战略的启示

他山之石可以攻玉。在两化深度融合的基础上，以“互联网+”发展为先驱，中国制造业发展瞄准了智能制造。总结日本在发展智能制造过程中的经验教训，引以为戒，将有利于使我国产业转型升级少走弯路、错路，更好地促进我国智能制造发展，促进《中国制造2025》战略的成功实施。

1.构筑互联网基础设施。吸取日本智能制造发展的教训，智能制造发展的首要条件是建立起机器间的互联互通、生产机器和人的互联互通以及虚拟制造和物理世界的互联互通。信息化和工业互联网是实现三种“互联互通”的核心。习近平总书记多次强调加快我国信息化建设和信息服务普及，使中国人民用得上、用得起、用得好信息服务。提升网络供给，增速降费并举，扩大高速光纤铺设，增加4G网络覆盖，提前布局5G网络发展战略应是首选。信息化浪潮数字化、网络化、智能化的特点在工业互联网中得到集中表现。工业互联网是工业革命和网络革命发展到一定程度的必然性优势集成：即工业革命的机械设备、生产线和物理网络与网络革命智能化设备、网络和分析决策深度融合。实施智能制造战略必须建立工业互联网的良好基础设施，借助于工业互联网，制造业企业可以实现产品设计、原材料、生产设备、生产过程、产品物流、远程运维及产品回收的产品全生命周期的智能化管理，提升制造业企业的生产可预测性、个性化定制性、高效率和智能化，进而提升整体竞争力。

2.体制改革和企业制度改革并举激发企业活力。总结日本智能制造发展的经验教训，企业制度直接影响智能制造实施效果。我国只有从经济体制和国企改革两个关键环节一起下手，同时发力，才能为我国实施智能制造战略提供制度保障。中国经济体制改革已进入攻坚期和深水区，深化经济体制改革，完善顶层设计，才能更好地发挥市场在资源配置中的决定性作用，才能为企业改革提供制度保障和市场保证，才能激发企业的创新热情和发展活力。国有企业是国之重器，能否通过改革，建立制度完善、反应敏捷的国企制度，直接关系到我国智能制造战略成功与否。习近平主席指出：“深化国有企业改革，要沿着符合国情的道路去改，要遵循市场经济规律，也要避免市场的盲目性，推动国有企业不断提高效益和效率，提高竞争力和抗风险能力，完善企业治理结构，在激烈的市场竞争中游刃有余”。这也为国有企业朝着实践智能制造战略改革指明了方向：结合我国实际，尊重市场经济规律，完善治理结构，培养敏捷的反应机制。

3.释放体制改革红利促进中国智能制造产业发展。总结日本智能制造发展的教训，明确行政部门职能分工，是促进我国智能制造发展的必然途径。中国共产党集中统一领导下的改革红利是改革开放40年来经济快速增长的重要驱动力。发展、改革永无止境，促进制造业转型升级和智能制造战略实施，必须进一步深化改革，释放更多政策红利。以优化协同高效为指导原则，中国进行了大幅度的机构改革，进一步明确了职能分工，为智能制造发展理顺了行政归属。行政机构改革，有利于培育市场化、法制化和国际化的营商环境，良好的营商环境将培育出更多优秀的企业家精神和民族品牌。行政机构改革，有利于推动“放管服”改革，释放和激发市场主体的活力和积极性，促进国有企业和民营企业在科技和创新领域大显身手。行政机构改革，有利于支持和引导各类资本流向实体经济和科技创新领域，避免经济走向“未强先虚”歧途，通过科技创新、智能制造、发展实体经济，合力促进中国产业转型升级，实现“中国制造”升级为“中国智造”。

4.落实“创新驱动”战略。汲取日本智能制造的教训，“创新驱动”必须放在首位。《中国制造2025》指导思想明确提出走创新驱动的发展道路。必须将“创新驱动”在中国经济发展中的地位提升至新高度，中美贸易战的发生和演进再次证明，创新驱动、掌控核心技术和关键元器件是中国制造业发展的安全保障。创新战略可从微观和宏观两个视角去认识和落实：微观视角是指生产技术创新、生产工艺创新、智能软硬件创新、管理体系创新等创新方向；美国商务部对中兴的制裁，暴露了我国企业核心技术的缺乏和微观创新的不足。宏观视角下的创新战略包括从生产体系、生产技术和生产文化的高度创新性地打造独有的民族工业品牌和工业战略。美国“先进制造伙伴”、德国“工业4.0”已成为其国家在国际市场的名牌。“301条款”备忘录剑指《中国制造2025》，意在通过贸易封锁和投资限制，束缚中国智能制造发展，进而阻碍《中国制造2025》战略的实施。只有坚持走创新驱动的中国特色社会主义道路，才能在产业升级过程中实现智能制造战略，打造充满竞争力的中华民族品牌。