借鉴德国“工业4.0”加快我国制造业转型升级

/工业和信息化部赛迪研究院 安琳/

借鉴德国“工业4.0”加快我国制造业转型升级

/工业和信息化部赛迪研究院 安琳/

在发达国家的“再工业化”战略中，德国“工业4.0”战略目标明确、措施务实、发展路径清晰，一经提出便引起了世界的广泛关注。赛迪智库软件与信息服务业研究所认为，“工业4.0”战略为我国制造业转型升级提供了很多可资借鉴的思路，受其启发，我国可从四个方面推动制造业向智能制造转型升级：面向未来的产业链分工扩展转型范围；优化产业结构，注重培育战略性新兴产业增长点；鼓励企业牵头官产学研一体推进核心技术创新；政府主导，推进智能制造技术标准规划建设与实施。

当前，“中国制造”正受到双重挑战：发达国家纷纷开始“再工业化”运动，东盟、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。在这种形势下，如何在保持增长的同时促进产业转型升级，就成为我国制造业必须思考的问题。德国正在实施的“工业4．0”战略，体现了制造业强国对未来产业发展趋势的评判与布局，为我国制造业发展提供了可资借鉴的思路。

一、德国“工业4.0”战略的三大要点

“工业4.0”是德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，在关键工业技术中取得国际领先地位，提高德国工业的竞争力。其核心要点包括以下三个方面。

（一）“工业4.0”的概念直指新一轮工业革命

德国“工业4.0”战略，与国际金融危机之后发达国家纷纷提出的以重振制造业为核心的“再工业化”战略一脉相承。再工业化并非简单回归，而是以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，旨在依靠科技创新，抢占制造业新的制高点。这股信息技术与制造技术深入融合的浪潮被认为是新一轮工业革命。德国政府发布的《实施“工业4.0”战略建议书》坦言，已经拥有强大机械和装备制造业的德国工业，不仅面临中国等新兴国家的竞争威胁，美国等发达国家也在通过各种计划，促进先进制造业发展。德国希望通过制定“工业4.0”战略，“确保德国制造的未来”。

德国认为，深度应用的信息通信技术，将推动实体物理世界和虚拟网络世界的融合，在制造领域形成资源、信息、物品和人相互关联的“信息物理融合系统（CPS）”，从总体上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。这可视为继机械化、电气化和信息技术之后工业化的第四个阶段，即“工业4.0”。

（二）以CPS 技术为基础塑造制造业核心竞争力

CPS 由智能机器、存储系统和生产设施三部分组成，是德国“工业4.0”的技术基础。制造业通过CPS 可以整合制造和物流过程，实现数字化和基于信息技术的端对端集成，建立高度灵活的个性化产品与服务生产模式，实现智能制造。以CPS 为核心的智能制造可以从三个方面提升制造业竞争力。

一是能够推动实现更高的生产效率和制造灵活性。借助CPS技术和产品，生产模式从“集中型”转变为“分散智能型”，生产要素可以实时、高度灵活配置，确保仅一次性生产且产量很低时的获利能力，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。

二是能够使客户与业务伙伴广泛参与到业务过程和价值创造过程，形成新的价值链。基于CPS 的生产过程淡化了虚拟世界和物理世界的界限，使物联网与服务互联网一体化，催生新的应用和服务模式，传统的产业链分工被重组，客户和业务伙伴能够更直接地参与到商业价值的创造过程之中，产生新的价值链模式。

三是能够实现自组织生产，促使人的角色发生转变。CPS 能够独立自动交换信息、触发动作和控制，实现“产品驱动机械”的自组织生产，将人从操作性任务中解放出来，使之专注于创新设计、控制等高附加值的工作，保证德国制造业在高人力成本约束下仍然具有强大的产业竞争力。

（三）围绕CPS 技术创新和市场培育推进“工业4.0”战略

德国“工业4.0”的发展路径十分清晰：一是积极推进CPS 技术研究，成为CPS技术的全球领导性供应商；二是加快为CPS技术和产品培育新的市场，让CPS 成为全球先进制造业主流技术。

在技术研究方面，按两大主题展开：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程控制技术，以及网络化分布式生产设施的实现。二是“智能生产”模式，重点研究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。

在项目实施方面，聚合官产学研，由政府出资，学术界和产业界共同推动，特别强调中小企业既是智能化生产技术的使用者和受益者，也是先进工业生产技术的创造者和供应者。为了协调创新进程，确保未来生产要素、技术和产业能够互联集成，德国电气电子和信息技术协会编纂了《“工业4.0”标准化路线图》作为规划基础。在市场推广方面，德国政府重视借助西门子等超大型德国企业的技术和市场实力，在全球高调宣传“工业4.0”理念和CPS技术，形成大企业投入资源开拓市场，带动中小企业跟进的良性循环。

二、德国“工业4.0”对我国制造业转型的启示

德国“工业4.0”战略，是制造业强国对于先进制造业发展方向和升级路径的决策，目标明确、措施务实、发展路径清晰，对我国制造业转型升级有一定的启示和借鉴意义。

（一）给我国工业化和城镇化发展带来新思路

“工业4.0”强调利用信息技术和制造技术的融合，来改变当前的工业生产与服务模式，既能使生产和交付更加灵活，同时又致力于解决能源利用效率、人才结构等挑战，对我国的产业发展有重要的借鉴意义。一是智能工厂使客户的个性化定制需求得以满足，同时发掘出创造价值的新方法和商业模型，给初创公司和小型企业带来发展机会，下游服务也能从中受益。二是CPS 使从原材料变为产品的过程更加多产和高效，企业能源利用效率得到极大改善。三是智能制造更注重工人的设计管理能力和数字化专业技能，灵活的生产组织方式可延长工人的职业生涯并使其工作和生活更加平衡。“工业4.0”从产业结构、能源利用、人才结构三方面同步优化，为我国工业化和城镇化发展提供了新思路。

（二）给我国制造业转型升级带来新动力

“工业4.0”倡导围绕CPS 开展技术创新，利用智能制造提升产业竞争力，带动制造服务业、生产性服务业以及一批新兴战略产业的发展，这种思路可给我国制造业转型升级带来新动力。一是以CPS 为基础的智能数字生产，可大幅缩短产品从设计到上市的时间周期，降低综合成本并快速响应市场变化，有利于我国制造企业在激烈的市场竞争中走出差异化的自主创新之路，避免与东盟、印度、拉美国家长时间在产业链低端血拼劳动力和资源成本。二是“工业4.0”消除传统行业界限，重组产业链功能，可以促进我国部分上下游企业加快向制造服务业转型升级。三是CPS技术发展将会带动一批战略性新兴产业的发展，如工业机器人、3D 打印机等新兴制造系统和生产设备产业等，以及信息产业、新材料产业以及工业设计等生产性服务业的增长。

（三）应重视核心技术和大企业对产业转型升级的带动作用

德国“工业4.0”战略旨在通过发展现代装备制造业，主导新技术产品的供应，控制产业制高点，强化其在高端技术服务业的领先优势。它表明核心技术仍然是塑造产业竞争力的关键；围绕核心技术的创新，以点带面，促进产业全面发展升级。

在“工业4.0”战略的推进过程中，德国政府特别注意利用西门子等超大型德国企业的技术实力和市场影响力，加快推动CPS技术产品成为未来制造业的“事实标准”。大企业调动资源推动市场培育和开拓，中小企业和科研机构就更有动力参与到技术创新的队伍中来，政府负责把握顶层规划和方向。这种用市场主导推动新战略和新技术标准实施的方法，值得我们认真参考。

（四）应重视适应技术产业发展趋势的制造业人才培育

德国“工业4.0”战略的核心在于人机关系的深刻变化。CPS用机器取代人执行操作性的劳动，使劳动者的主要精力转向具有更高附加值的方面，大大增加了对劳动者知识和技能的要求。这提醒我们，在人才培育和储备方面，应重视与智能制造相适应的知识和技能的积累与培育，要注意引导我国人才结构与时俱进，向高端发展，进一步构建知识型和专业技能型人力资源竞争力。

三、相关建议

加快转型升级走向产业链高端，是“中国制造”的必然选择。我们可借鉴德国“工业4.0”战略，把握住产业革命带来的技术和市场机遇，用更有竞争力的产品促进产业增长，同时依靠创新形成独特的制造技术和制造业升级路径，实现产业提升的跨越式发展。

（一）面向未来的产业链分工扩展转型范围

未来的生产形态，不同于传统流水线或集中化机器大生产，设备的智能化和自组织将导致生产要素、生产组织模式乃至市场供给与需求都出现重大变化。这要求我们在发展集约式经济的基础上，要特别注意将转型范围从生产要素结构进一步扩展至供给结构、需求结构等领域。以调整经济结构为发展战略，更强调国民经济与自然环境的协调发展，平衡个人、城乡、区域间的利益分配，推动经济发展方式加快转变，实现国民经济长期可持续发展。

（二）优化产业结构，注重培育战略性新兴产业增长点

发达国家的再工业化，特别强调在发展先进制造业的基础上，同步推进制造业与服务业的融合发展，进一步提升服务业整体发展水平。我国在推动产业结构调整转型的进程中，可借鉴发达国家“再工业化”发展战略中具有前瞻性、符合技术发展趋势和市场规律的政策措施，结合我国不同行业的实际情况，有重点、分层次地推进产业结构优化升级，着力突破设计研发、品牌营销和供应链管理等制约产业结构升级的关键环节，提升制造业发展水平。与此同时，制造业转型可能催生一批新兴产业快速发展。我国应以此为契机，围绕制造业数字化、智能化、网络化关键技术，注意发现和培育新的产业增长点。

（三）鼓励企业牵头官产学研联合推动技术创新和市场拓展

我国有着庞大的制造业基础，潜在市场大，应充分调动科研院所和企业的积极性，结合我国制造产业的现状和需求，加快针对工业软件、生产过程控制与管理系统、智能工业设施、工业互联网等领域的关键技术研究和产业化，注重培育适应产业发展需要的智能制造人才，避免我国沦为发达国家装备制造技术和产品的倾销市场。大型企业尤其应发挥市场和资源优势，加大投入，牵头官产学研联合进行技术创新，努力探索制造业升级路径，形成差异化的制造技术优势。只有让大型企业推动技术创新和市场开拓，才能吸引中小企业跟进，充分发挥市场调配资源的作用。

（四）政府主导，推进智能制造技术标准规划建设与实施

我国制造业信息化和自动化程度参差不齐，工业软件被生产设施绑架，互不兼容，彼此难以集成。一些企业和行业联盟曾尝试提出多套技术标准，但均因缺乏足够的技术和市场号召力，未被市场广泛认可。这就需要政府发挥更大的主导作用，牵动大型企业联合制定和推广与智能制造相关的技术标准规划，激活市场需求，吸引社会多方力量积极推进技术创新。