德國(guó)“工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略意義與主要啟示

　　德國(guó)“工業(yè)4.0”的概念最早提出于2011年。此后，由德國(guó)相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，來(lái)自行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)、政府和研究機(jī)構(gòu)等產(chǎn)官學(xué)專(zhuān)家組成“工業(yè)4.0”工作組，進(jìn)一步開(kāi)展了對(duì)“工業(yè)4.0”的研究。2013年4月，該工作組向德國(guó)聯(lián)邦政府提交了最終報(bào)告《保障德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)：關(guān)于實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》，得到聯(lián)邦政府的高度認(rèn)可。在德國(guó)聯(lián)邦政府推出的《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中，“工業(yè)4.0”被列為十大未來(lái)項(xiàng)目之一，表明“工業(yè)4.0”已經(jīng)成為德國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略的重要組成部分。

　　概括地說(shuō)，“工業(yè)4.0”是基于對(duì)整個(gè)工業(yè)發(fā)展過(guò)程重新劃分而提出的一個(gè)新穎概念。提出這個(gè)概念的德國(guó)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界人士認(rèn)為，隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，迄今工業(yè)發(fā)展已經(jīng)歷了機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化三個(gè)階段，可以將其分別對(duì)應(yīng)于“工業(yè)1.0”“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”時(shí)代，而未來(lái)技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步必然推動(dòng)工業(yè)發(fā)展進(jìn)入智能化階段，亦即“工業(yè)4.0”時(shí)代。智能化階段的核心技術(shù)特征是“虛擬—實(shí)體系統(tǒng)”（CyberPhysical Systems，或稱為信息—物理系統(tǒng)）。“虛擬—實(shí)體系統(tǒng)”是指，在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加入物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)，使現(xiàn)實(shí)世界與信息網(wǎng)絡(luò)緊密銜接、融為一體。在工業(yè)領(lǐng)域，“虛擬—實(shí)體系統(tǒng)”的具體表現(xiàn)形式是“智能工廠”，主要包括智能機(jī)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，以及能夠?qū)崟r(shí)傳輸信息、進(jìn)行交互控制的生產(chǎn)設(shè)施。“智能工廠”的控制系統(tǒng)連接了原料、制造、物流和消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，可以收集各環(huán)節(jié)傳來(lái)的信息，以人工智能加以分析判斷，決定具體的生產(chǎn)方案，并自動(dòng)完成加工制造。這樣，就形成了精準(zhǔn)按需生產(chǎn)、高度個(gè)性化制造的模式，達(dá)到降低成本、提高附加值的目的。

　　著眼于推動(dòng)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的有效實(shí)施，上述報(bào)告提出了八個(gè)領(lǐng)域的重點(diǎn)任務(wù)。

　　建立標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系。在同一價(jià)值鏈（價(jià)值網(wǎng)）的不同企業(yè)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)合作，制定一套公開(kāi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而后進(jìn)行智能化軟硬件的建設(shè)。

　　掌握復(fù)雜系統(tǒng)的管理技術(shù)。企業(yè)需要建立一套從研發(fā)設(shè)計(jì)一直到客戶服務(wù)的“全覆蓋式”系統(tǒng)，并同時(shí)管理大量的產(chǎn)品條線。

　　建設(shè)工業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。企業(yè)必須擁有傳輸能力強(qiáng)大、滿足各類(lèi)通信需求的寬帶網(wǎng)絡(luò)，還要能與德國(guó)以外的地區(qū)高速連通。

　　確保生產(chǎn)安全與信息安全。需要建立整體化的安全保障體系，防止網(wǎng)絡(luò)入侵、信息盜用，保證自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施的安全穩(wěn)健運(yùn)行。

　　重新設(shè)計(jì)工作崗位與內(nèi)容。機(jī)器替代部分人工勞動(dòng)后，需要對(duì)企業(yè)的崗位職責(zé)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，提升勞動(dòng)的層次，確保員工工作與生活之間的平衡，產(chǎn)生社會(huì)效益。

　　持續(xù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)。由于工作內(nèi)容的轉(zhuǎn)變，需要加強(qiáng)在崗培訓(xùn)，使員工適應(yīng)以信息技術(shù)為操作手段，完成生產(chǎn)制造任務(wù)。

　　建立相應(yīng)的法規(guī)和監(jiān)管機(jī)制。在新的生產(chǎn)方式下，需要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)、個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)，并與其他國(guó)家協(xié)商產(chǎn)品（文件）加密的機(jī)制。

　　提高各類(lèi)資源的運(yùn)用效率。“工業(yè)4.0”的最終目的是提高全要素生產(chǎn)率，節(jié)約原材料、能源、人力資源，減少對(duì)資金的占用。

　　二、德國(guó)為什么將“工業(yè)4.0”提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度

　　從德國(guó)工業(yè)乃至整個(gè)經(jīng)濟(jì)體所面臨的形勢(shì)看，布局“工業(yè)4.0”的意義包括以下三個(gè)方面。

　　較高的人力成本，要求德國(guó)工業(yè)尋找運(yùn)用智能技術(shù)的新方向，提高生產(chǎn)制造相關(guān)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化程度。以信息技術(shù)取代中低端勞動(dòng)，是提高制造業(yè)勞動(dòng)層次和收入水平的重要手段。德國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度相對(duì)較高，裝備制造業(yè)能夠達(dá)到或接近“無(wú)人工廠”的狀態(tài)，生產(chǎn)一線勞動(dòng)力的替代空間已經(jīng)十分有限。要在較高的起點(diǎn)上繼續(xù)增加人均收入，就必須將勞動(dòng)力替代的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)加工過(guò)程之外。例如，在能源管理、運(yùn)輸物流、產(chǎn)品測(cè)試、市場(chǎng)分析、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)等環(huán)節(jié)上，還存在勞動(dòng)力替代的空間。在企業(yè)層面，“工業(yè)4.0”的主要任務(wù)就是在這些領(lǐng)域部署信息系統(tǒng)，運(yùn)用智能技術(shù)，形成一整套解決方案，使企業(yè)從“自動(dòng)生產(chǎn)”逐步過(guò)渡到“自動(dòng)運(yùn)營(yíng)”。

　　受制于經(jīng)濟(jì)規(guī)模，德國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化進(jìn)程中明顯落后于美國(guó)，必須以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)，爭(zhēng)奪“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”的話語(yǔ)權(quán)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，搜索引擎、電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)金融、社交網(wǎng)絡(luò)與社會(huì)化媒體等一系列完全基于互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式創(chuàng)新，都在美國(guó)首先取得成功。“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”的規(guī)模效應(yīng)強(qiáng)、壁壘作用弱，造成“大國(guó)通吃，先者恒強(qiáng)”的局面，致使德國(guó)屈居從屬地位。德國(guó)要扭轉(zhuǎn)這種局面，唯有另辟蹊徑，發(fā)揮德國(guó)制造業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)智能裝備的研發(fā)和運(yùn)用，重點(diǎn)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、家居物聯(lián)網(wǎng)等“線上離不開(kāi)線下”的信息技術(shù)；在消費(fèi)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售上，則力圖跨越電子商務(wù)第三方平臺(tái)，形成“工廠直接面對(duì)客戶”的大批量定制生產(chǎn)方式。這樣，德國(guó)將有可能找到“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”的新突破口，重新站在全球信息技術(shù)創(chuàng)新、互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新的前沿。

　　在制造業(yè)整體供過(guò)于求的環(huán)境下，僅依靠核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，難以主導(dǎo)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。這要求德國(guó)加快制造業(yè)的“升級(jí)換代”，增強(qiáng)全球影響力。2008年金融危機(jī)以來(lái)，全球制造業(yè)整體上供過(guò)于求。在需求側(cè)，發(fā)達(dá)國(guó)家的市場(chǎng)需求受到抑制，而歐洲市場(chǎng)的形勢(shì)尤為困難，只有“金磚國(guó)家”還有大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求，工業(yè)產(chǎn)品需求在全球所占份額不斷提升；在供給側(cè)，中國(guó)等新興經(jīng)濟(jì)體的制造業(yè)產(chǎn)能充足，技術(shù)也在進(jìn)步，占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)節(jié)不斷增加。一些中國(guó)企業(yè)憑借靠近主要市場(chǎng)、生產(chǎn)能力完備的優(yōu)勢(shì)，可以與掌握少數(shù)核心技術(shù)的德國(guó)企業(yè)平等對(duì)話，甚至可以依靠規(guī)模優(yōu)勢(shì)進(jìn)行并購(gòu)。在這樣的情況下，德國(guó)企業(yè)要保持對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)權(quán)，就需要依靠智能化技術(shù)，形成新的研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)、質(zhì)量管理體系，將“德國(guó)制造”的“內(nèi)核”升級(jí)換代。在此基礎(chǔ)上，積極對(duì)外輸出，幫助國(guó)外合作伙伴建設(shè)“德國(guó)式工廠”，增強(qiáng)德國(guó)品牌的全球影響力。
三、德國(guó)“工業(yè)4.0”的全球影響和前景展望

　　德國(guó)“工業(yè)4.0”計(jì)劃提出以來(lái)，引起了全球的廣泛關(guān)注。從德國(guó)的技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、政策環(huán)境等方面綜合判斷，推動(dòng)實(shí)施“工業(yè)4.0”的基本條件已具備，未來(lái)發(fā)展路徑明確，可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，形成市場(chǎng)化的自我驅(qū)動(dòng)機(jī)制。但從歐洲、全球的角度看，德國(guó)能否借助“工業(yè)4.0”實(shí)現(xiàn)既定的戰(zhàn)略目標(biāo)，也存在諸多不確定因素。

　　就德國(guó)而言，以“工業(yè)智能化”帶動(dòng)“社會(huì)智能化”，是“工業(yè)4.0”最重要的經(jīng)濟(jì)效益。德國(guó)已經(jīng)進(jìn)入“后工業(yè)化”階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要目標(biāo)是“提質(zhì)”而非“增量”。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，德國(guó)國(guó)民勞動(dòng)層次和生活質(zhì)量的提升，主要依靠服務(wù)業(yè)的智能化，特別是社會(huì)公共服務(wù)的智能化。例如，在交通運(yùn)輸、資源循環(huán)利用、醫(yī)療保健、城市和社區(qū)公共管理服務(wù)等領(lǐng)域，德國(guó)有望率先普及智能化技術(shù)。因此，即使“工業(yè)4.0”無(wú)法改變制造業(yè)向低成本國(guó)家轉(zhuǎn)移的大趨勢(shì)，德國(guó)也能在“社會(huì)智能化”方面取得顯著收益。“工業(yè)4.0”將為“社會(huì)智能化”提供新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、先進(jìn)通信技術(shù)、智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、“大數(shù)據(jù)”分析方法等各類(lèi)軟硬件支持。成熟的“工業(yè)解決方案”，可能很快遷移轉(zhuǎn)化為“社會(huì)服務(wù)解決方案”，在不同的地區(qū)、不同的領(lǐng)域得到應(yīng)用，產(chǎn)生難以估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　在歐洲大陸，“工業(yè)4.0”需要在企業(yè)自發(fā)聯(lián)合的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)大版圖，形成規(guī)模效應(yīng)。2008年金融危機(jī)后，歐洲經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的整體形勢(shì)不容樂(lè)觀。歐洲南部國(guó)家經(jīng)濟(jì)低迷，甚至反覆陷入衰退。東歐國(guó)家在技術(shù)水平、管理理念上還達(dá)不到“工業(yè)4.0”的要求。北歐國(guó)家盡管有較好的創(chuàng)新環(huán)境，但經(jīng)濟(jì)體量難以支撐一個(gè)完整產(chǎn)業(yè)體系的技術(shù)研發(fā)?？傊?ldquo;工業(yè)4.0”領(lǐng)域有可能與德國(guó)相呼應(yīng)的，只剩下法國(guó)、瑞士、荷蘭、奧地利等幾個(gè)國(guó)家。如不能形成歐洲共識(shí)，則難以獲得各國(guó)政府在產(chǎn)業(yè)、科技政策上的協(xié)調(diào)配合。因此，“工業(yè)4.0”要走出德國(guó)、輻射歐洲，就只有依靠企業(yè)之間的自發(fā)聯(lián)合。在西門(mén)子等德國(guó)企業(yè)推進(jìn)“工業(yè)4.0”之時(shí)，ABB、施耐德、飛利浦等企業(yè)需要著眼歐洲全局、摒棄國(guó)家界限、主動(dòng)謀求聯(lián)合，在工業(yè)解決方案領(lǐng)域打造“空中客車(chē)模式”，才能在全球競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

　　在全球范圍內(nèi)，工業(yè)的智能化已成為主要工業(yè)國(guó)家的共識(shí)，誰(shuí)將取得這一進(jìn)程的主導(dǎo)權(quán)，取決于國(guó)際市場(chǎng)。在德國(guó)提出“工業(yè)4.0”的同時(shí)，美國(guó)積極推進(jìn)“再制造化”，發(fā)展“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。中國(guó)則堅(jiān)持“兩化融合”戰(zhàn)略，穩(wěn)步推進(jìn)制造業(yè)信息化。日本也提出了類(lèi)似的“工業(yè)智能化”戰(zhàn)略，重點(diǎn)發(fā)展人工智能、服務(wù)機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)。從概念上看，德國(guó)“工業(yè)4.0”的理論較為新穎，涵蓋的范圍更加廣泛；其他國(guó)家的類(lèi)似戰(zhàn)略，也充分考慮了各自的發(fā)展現(xiàn)狀、比較優(yōu)勢(shì)。可以預(yù)料，在相近的戰(zhàn)略思維指導(dǎo)下，這一領(lǐng)域?qū)⑨j釀激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。各國(guó)將積極謀求對(duì)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，發(fā)展出不同的技術(shù)體系、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，爭(zhēng)取將其他國(guó)家的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)納入其中。目前，全球主要的工業(yè)解決方案供應(yīng)商，已開(kāi)始在國(guó)外投資，率先建成符合智能化理念的“示范工程”，顯示技術(shù)實(shí)力，并且改進(jìn)已有的“工業(yè)3.0”服務(wù)，及早鎖定未來(lái)的“工業(yè)4.0”客戶群體。

　　四、德國(guó)“工業(yè)4.0”對(duì)我國(guó)的主要啟示

　　面對(duì)“工業(yè)4.0”帶來(lái)的工業(yè)新思維、新模式，我國(guó)應(yīng)積極借鑒、冷靜思考，堅(jiān)持從我國(guó)工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要出發(fā)，走具有中國(guó)特色的工業(yè)信息化、智能化道路。

　　在緊盯技術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿的同時(shí)，更加重視“工業(yè)2.0”“工業(yè)3.0”的廣泛普及、鞏固提高。在我國(guó)中西部地區(qū)，工業(yè)化進(jìn)程的起步較晚，基礎(chǔ)設(shè)施條件薄弱，很多企業(yè)還處于粗放生產(chǎn)的階段，需要對(duì)“工業(yè)2.0”進(jìn)行補(bǔ)課。在長(zhǎng)三角、珠三角等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，裝備制造業(yè)較為密集，數(shù)控化加工已經(jīng)成為主要的生產(chǎn)方式，但還未完全達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家“工業(yè)3.0”的標(biāo)準(zhǔn)。主要表現(xiàn)為，企業(yè)生產(chǎn)管理體系的自我更新能力普遍較弱，國(guó)產(chǎn)數(shù)控化裝備的加工精度、質(zhì)量穩(wěn)定性與國(guó)外先進(jìn)水平仍有差距。未來(lái)，我國(guó)除了需要關(guān)注“工業(yè)4.0”的前沿、選準(zhǔn)發(fā)展方向，還需要打好基礎(chǔ)，完整走過(guò)“工業(yè)2.0”“工業(yè)3.0”的發(fā)展階段，彌補(bǔ)一部分技術(shù)短板，爭(zhēng)取盡快實(shí)現(xiàn)“工業(yè)3.0”的高水平全面普及。

　　發(fā)揮我國(guó)比較優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展中德、中歐合作，促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)”多極化。在“工業(yè)4.0”發(fā)展進(jìn)程中，我國(guó)的比較優(yōu)勢(shì)是市場(chǎng)空間大，新技術(shù)、新產(chǎn)品容易較快產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)回報(bào)；信息和制造技術(shù)人才充足，硬件加工制造和軟件開(kāi)發(fā)成本低。這些優(yōu)勢(shì)如能與德國(guó)先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念、嚴(yán)密的生產(chǎn)管理方式以及制造、傳感、通信等領(lǐng)域的一些核心技術(shù)相結(jié)合，則有望形成一個(gè)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的“工業(yè)4.0”解決方案產(chǎn)業(yè)鏈。面對(duì)美強(qiáng)歐弱的經(jīng)濟(jì)格局，我國(guó)應(yīng)立足經(jīng)濟(jì)安全、信息安全的需要，加強(qiáng)與德國(guó)在工業(yè)信息化、智能化方面的合作。在我國(guó)能夠獨(dú)立自主研發(fā)并且取得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)域，堅(jiān)持以我為主；在基礎(chǔ)條件不足、發(fā)展相對(duì)滯后的領(lǐng)域，積極支持德國(guó)或歐洲的“第二套方案”，防止出現(xiàn)一家獨(dú)大的局面。

　　加快發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)，牢固占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)。智能裝備是“工業(yè)4.0”的物理載體。工業(yè)的智能化、社會(huì)的智能化，都需要以相應(yīng)的智能裝備（元器件、設(shè)施）為基本單元。我國(guó)目前已在智能加工裝備、智能工程機(jī)械、智能交通工具、智能家用電器、可穿戴醫(yī)療保健設(shè)備等領(lǐng)域，取得了豐富的產(chǎn)業(yè)化成果，但其中核心技術(shù)的自主研發(fā)比例仍然較低。為此，應(yīng)將智能裝備產(chǎn)業(yè)細(xì)分為若干環(huán)節(jié)，例如新材料、傳感器芯片、人機(jī)交互界面、控制算法與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析方法與專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等。在其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是我國(guó)的薄弱環(huán)節(jié)，加大自主研發(fā)的投入力度，爭(zhēng)取在一部分環(huán)節(jié)有所突破，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，從而在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。

　　龍頭企業(yè)和中小企業(yè)并重，形成良性互動(dòng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。我國(guó)發(fā)展“工業(yè)4.0”的應(yīng)用，一方面需要大企業(yè)，特別是航天軍工、電子電氣設(shè)備領(lǐng)域的中央企業(yè)，堅(jiān)持基礎(chǔ)研發(fā)的大投入，攻克一批共性技術(shù)，引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定；另一方面又需要中小企業(yè)，發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，深入挖掘客戶需求，在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，為客戶提供個(gè)性化的解決方案。各行業(yè)、不同規(guī)模的企業(yè)，在“工業(yè)4.0”的機(jī)遇面前，應(yīng)找到各自在智能化領(lǐng)域中的合適定位，在細(xì)分環(huán)節(jié)上形成核心競(jìng)爭(zhēng)力，謀求合作共贏。同時(shí)，地方政府應(yīng)理性認(rèn)識(shí)本地區(qū)的要素優(yōu)勢(shì)，遵循市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律，合理布局相關(guān)的產(chǎn)業(yè)園區(qū)、示范基地，制定可持續(xù)的、有利于企業(yè)創(chuàng)新的扶持政策，逐步形成特色鮮明的產(chǎn)業(yè)集群。