日本高端装备创新发展的经验与启示

摘要：日本长期坚持“引进—消化吸收—再创新”的创新政策，重視高端装备制造业发展并及时发布引领报告和战略、注重促进产学研结合和技术成果的推广、普遍重视创新政策的支撑和创新生态的构建。进入21世纪，日本提出了完全自主创新的科技政策，逐步建立起一套“官产学”相结合的完整的自主研发体系，在高端装备制造业领域走出了一条自强振兴之路。当前，对于我国的高端装备制造业而言，要采取有针对性的措施，力争在较短时间内实现高端装备制造业创新发展。

关键词：高端装备制造业国际竞争力创新发展

日本长期坚持“引进—消化吸收—再创新”的创新政策，日本政府高度重视技术引进工作，其关注点不仅仅是装备本身，更重要的是图样设计、技术诀窍等，通过制定严格的进口审查标准对技术引进工作严格把关，坚决杜绝重复引进;注重博采总长，鼓励消化吸收不同国家的技术，促进技术融合。日本的轨道交通装备制造能力较强，日本的智能制造装备如精密数控机床、工业机器人、智能仪表等多领域都保持着国际领先地位。进入21世纪，日本提出了完全自主创新的科技政策，逐步建立起一套“官产学”相结合的完整的自主研发体系，在高端装备制造业领域走出了一条自强振兴之路。

一、“新层次日本创造”推动复兴

日本政府为重振日本经济，实现经济社会的可持续发展，于2013年6月发布了以创新驱动经济复兴和社会发展为宗旨的新的国家发展战略——《日本复兴战略》。该战略力求以推行创新性的经济政策，面向国内外全面实行开放式创新，开拓新的经济增长领域，促使“沉淀”的生产要素快速流动起来。为此，日本政府同步推出了《科学技术创新综合战略》，力图以实施新一轮的科技创新战略发展创新经济，推动日本的经济复兴和国家复兴。《科学技术创新综合战略》跟随《日本复兴战略》每年进行修订，适时提出新的目标任务和战略性措施，以适应和应对世界创新经济快速发展的态势及变化。

日本新一轮科技创新战略有两个亮点值得我们重点关注：一是科技创新被视为实现“新层次日本创造”，推动经济复兴和国家复兴的重要推动力，提出要依靠新一轮的科技创新使日本成为“世界顶级创造强国”和“世界最宜创新之国”;二是沿用了日本政府2016年发布的第五期《科学技术基本计划》中首次提出的“社会5.0”概念，即超越“工业4.0”的“超智慧社会”概念，将其作为日本今后科技创新的一个主要目标和任务，强调科技创新服务于人类社会变革的重要作用，并要先于世界其他国家实现“超智慧社会”。

“新层次日本创造”体现在智慧化、系统化和全球化三个方面。智慧化着眼于各个产业的知识产业化。通过在各个产业领域引入和应用信息技术，提高国民生活的便利性和经济活动的效率和生产率，促进开拓新业态、新模式和新领域，这与我国的“互联网+”很相似。但是，智慧化的重点是通过信息化和网络化传递、处理、积蓄和应用数据与信息，促进各个产业自身的知识产业化以及社会生活的便利化。系统化着眼于集成优势，放大附加价值。日本拥有许多世界第一或唯一的高品质产品及技术，但未必都获得了其应有的市场份额。因此，促进这些优势产品和技术集成，使其系统化，提升其附加价值，能够助力日本提高产业国际竞争力，从而获得更多的国际市场份额。全球化着眼于全方位的国际化视野，全面实行开放式创新。不仅在国家层面，从个人到企业、大学以及区域的所有创新主体都将参与全球化的“知识”竞争，开拓国际视野。同时，还要引进海外的人才、技术、资金，推进开放式创新，使日本成为“世界的科技创新平台”。

二、构建“官产学”合作推进体系

日本政府把推进产学研合作作为经济改革的重要手段，运用多项国策鼓励和引导大学、研究机构与产业界进行合作。1981年，日本科技厅和通产省确立了“官产学”三位一体的科研体制;90年代，制定了《大学技术转让促进法》等法律，并创办科技中介机构促进科研成果产品化。日本政府在大学和科研机构比较集中的地方设立了促进科研成果产品化的“高科技市场”。日本政府主导建立“协调者”制度，主要以日本文部省科学技术振兴机构（JST）推出的以大学共同研究中心为主，支持“官产学”合作的发展。进入21世纪以来，日本政府通过设立“综合科学技术会议”（Council for Science， Technology and Innovation，CSTI）、合并日本科技厅与文部省等一系列行政体制改革，形成了政府主导型的“官产学”合作模式和体系（见图1）。从架构上看，在这个体系中，CSTI组织召开官产学合作会议、协调各省厅根据科学技术基本计划的具体要求通过各种支持事业，各有侧重地具体推进官产学合作，并通过官产学会议和专业调查会将实施过程中的问题和评价结果反馈给CSTI，以便及时对官产学合作机制、政策等进行调整，为下一期计划的制定提供依据。通过一系列的制度变革，日本的“官产学”合作取得了重大进展。

从官产学合作的流程层面看，日本的官产学合作主要经历了四个环节，即合作研究、发明的权利化、研究成果的转让和研究成果的孵化。在这四个环节中，离不开一些专业化机构和中介机构的参与，如大学知识财产本部，负责管理大学的知识产权，提供知识产权服务及知识产权价值提升;技术转让机构，负责加速日本大学科研成果的社会输出过程等。同时，日本政府还推行官产学合作协调员制度，通过政府出资为大学组织内的产学合作机构选聘协调员，并以文部科学省产学官合作协调员的身份配置在技术转让机构、高科技市场等中介机构中，为企业和大学之间构建起沟通、协调的桥梁。在这样的官产学合作推进模式作用下，日本企业、产业界将原来高风险的技术开发业务逐步转向了通过与大学、科研机构的密切合作来持续开发出具有新市场的技术和产品。而大学除了教育与学术研究之外，还通过产学研合作创造、活用、转化知识来为社会做出贡献。政府则主要承担制定政策、创造环境、承担研发风险、配置研发资源、引导产学官有效合作以及评价成果等重任。

三、面向新技术革命的创新生态

日本以“综合科学技术创新会议”为核心，指导制造业创新生態系统，它是日本内阁府五大重要政策咨询会议之一，主要通过审议科学技术政策、科技预算、科技资源分配等，来发挥总体把控和横向连接各部门的功能，推进科技振兴和创新政策一体化。现阶段，日本已经形成了以互联工业、机器人、工业价值链等为代表的制造业创新生态。

（一）互联工业

在2018年版的《日本制造业白皮书》中，重点强调日本制造业已经处于一个“非连续创新”的时期，这个时期称为“第四次工业革命”。日本以全面质量管理（TQC，Quality Control）为代表的“持续改进”（Kaizen）闻名于世，但这种优势已经被“非连续创新”所削弱。按照日本专家的理解，目前日本纯粹的自动化产品竞争非常激烈，难以形成高的附加值，因此，日本制造业希望自动化与数字化融合的解决方案，获得更高的附加值。如果以净资产收益率视为附加价值的指标，统计数据显示，在同一时期，日本制造业的净资产收益率水平总是低于欧美企业。2016年美国、欧洲、日本的净资产收益率分布为18.1%、13.4%、8.5%。《日本制造业白皮书》认为，持续的低收益率成为日本制造业面临的主要问题之一。在《日本制造业白皮书（2018）》中，日本经产省明确“互联工业”（Connected Industries）才是日本制造的未来。

作为日本国家战略层面的产业愿景，“互联工业”强调“通过各种关联，创造新的附加值的产业社会”，包括物与物的连接、人和设备及系统之间的协同、人和技术相互关联、既有经验和知识的传承，以及生产者和消费者之间的关联。其中一点值得注意的是，熟练的技术员和年轻的技术员相接，实现技术的传承，由此创造更多的价值。而在整个数字化进程中，需要充分发挥日本的两大优势：高科技和高现场力，构筑一个以解决问题为导向、以人为本的新型产业社会。“互联工业”面向各种各样的产业，通过企业、人、数据、机械相互连接，产生出新的价值，同时创造出新的产品和服务，提高生产力，这与日本政府一个更高的目标“Society5.0社会5.0”密切相关。

（二）机器人

日本是全球工业机器人装机数量最多的国家，其机器人产业也极具竞争力。为适应产业变革的需求和维持其“机器人大国”的地位，2015年1月，日本政府发布了《机器人新战略》，旨在构建机器人创新生态，并提出三大核心目标：一是成为“世界机器人创新基地”，通过增加产、学、官合作，增加用户与厂商的对接机会，诱发创新，同时推进人才培养、下一代技术研发、开展国际标准化等工作，彻底巩固机器人产业的培育能力;二是成为“世界第一的机器人应用国家”，在制造、服务、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设、农业等领域广泛使用机器人，在战略性推进机器人开发与应用的同时，打造应用机器人所需的环境，使机器人随处可见;三是“迈向世界领先的机器人新时代”，随着物联网的发展和数据的高级应用，所有物体都将通过网络互联，日常生活中将产生无数的大数据。因此，未来机器人也将通过互联网交换和存储数据，平台安全以及标准化也会不可或缺。

（三）工业价值链

日本机械学会提出了工业价值链计划（IVI，Industrial Value Chain Initiative），工业价值链是日本制造界为了解决不同制造业企业之间的“互联制造”的问题，而提出的一种创新生态。旨在通过建立顶层的框架体系，让不同的企业通过接口，能够在一种“松耦合”的情况下相互连接，来解决不同制造业企业之间的“互联制造”问题，从而形成一个日本工厂的生态格局，主要以大企业为主，也包括中小企业。工业价值链的三大关键理念是互联制造、松耦合和人员至上。目前工业价值链生态系统已经有180多家机构参与，100多家都是企业。

在未来的制造环境中，互联制造将起着关键的作用。一方面制造厂越发集中关注其核心的生产流程，并予以投资;另一方面又要与其它企业在赛博世界和物理世界进行动态的供应链互联。这些互联企业还要参与工程链，这是因为它们的生产线要在整个生命周期用自身的工程参数与其他互联企业的生产线协同运营，在互联的平台环境中得到共享数据的支撑。2016年12月8日，日本工业价值链参考架构IVRA（Industrial Value Chain Reference Architecture）的正式发布，标志了日本制造优势的智能工厂得以互联互通的基本模式形成，为互联企业的制造运营设计了一个生态协同平台。IVRA是一个3维模式（见图2），与工业4.0平台的RAMI4.0类似。3维模式的每一个块被称为“智能制造单元（SMU）”，将制造现场作为1个单元，通过3个轴进行判断。纵向作为“资源轴”，分为员工层、流程层、产品层和设备层;横向作为“执行轴”，分为Plan、Do、Check和Action（PDCA循环）;内向作为“管理轴”，质量（Q）、成本（C）、交货期（D）、环境（E）（QCDE活动）。与RAMI4.0或IIRA相比，IVRA的一大特征是通过SMU等形式，纳入了包括具体的员工共操作等在内的“现场感”特征。日本制造业以丰田生产方式为代表，一般都是通过人力最大化，来提升现场生产能力，实现效益增长。IVI向全世界发布的智能工厂新参考架构嵌入了“日本制造业”的特有价值导向，期望成为世界智能工厂的另一个标准。

四、日本高端装备创新发展经验与启示

（一）以构建培育创新生态为重点

拥有全球领先的科技创新生态，一方面拥有相对成熟和完善的市场制度、信用制度和专业化的服务体系，另一方面有比较完善的风险投资机制、猎头公司和相对完整的资本市场。在这种创新体系下，政府、研究机构、公司和大学产生了比较好的互动，并且有一套完善的机制，保证各方相互之间的协作。瞄准新兴供给产业，以创新项目平台为基础，实现新技术解决方案的研发与产业化。一方面，依托创新项目平台培育、提升系统集成供给技术能力;另一方面，区域政府、经济组织和外部伙伴采取共同协作的方式共同促进新技术供给产业形成与发展。针对阻碍我国高端装备制造业发展的关键节点，优化技术供给侧和需求侧的协同创新。充分研究创新案例，总结规律，针对不同主体需求对人、财、物等资源优化配置，激发单位和人员创新积极性。按照各领域及产业链上下游均衡发展要求，建立分级评估体系，探索以代表性成果、标志性成就和原创性贡献为主要内容的科研评价机制，营造良好创新环境。

（二）重视制造基础领域能力建设

日本非常重视装备制造基础领域，日本甚至将基础命名为“中场产业”。中场产业处于制造业最终装配工业和原材料工业之间，在产业关联上类似中场队员的作用。随着加工装配产业附加值不断衰减，生产中间产品的企业尤其是制造高功能零部件和关键材料的企业却持续发展，产业的附加价值不断提高。日本制造之所以能够称雄于世，就在于其工业领域有一大批秉承工匠精神的从业者以及历史积淀深厚的家族公司，从而涌现出一大批全球细分领域的“隐形冠军”。一个地区的基础制造能力，将成为该地区制造业系统竞争力的另外一個重要影响因素，基础能力是复杂高端产品生产的重要支撑，对于装备制造业而言，基础能力的缺失往往会使高端产品的制造和创新出现断层，产业链的延伸和壮大难以为继。

（三）大型企业是技术创新主力军

日本的研究开发体制与欧美相比一直属于民间主导型，因此，日本企业的研究开发活动对于日本的技术创新能力乃至国家创新体系的效率都有着举足轻重的影响。从日本全国的科技研究经费负担看，民间企业一直保持着较高比例。日本民间企业在研究经费中负担的比例约为美欧国家的1.3-1.7倍，而日本政府负担的比例仅为美欧国家的一半左右。值得注意的是，日本企业的技术创新主要是在大企业间进行，大型企业是日本技术创新的主力军，特别是寡头垄断组织，从长期的发展战略出发，投入大量研究经费建立从基础研究到应用研究到技术开发的技术发展体系，以保持自己的技术优势。而且，日本在实施从明治维新起的模仿战略到后来的科技立国战略的过程中，绝大多数创新成果都是由松下、三菱、本田、丰田、索尼、日立等大企业完成的。

（四）建立技术联盟消除技术壁垒

在日本，政府和行业协会组织可以通过组建多层次技术联盟、建立共享数据库的方式，鼓励科研设施与技术信息联盟进行共享。20世纪七八十年代，日本就专门立法把整车企业控制的关键零部件企业独立出来，使其与本国高校合作，组建研发技术联盟，形成充分市场竞争优势，引导其零部件产业走向创新之路。中国的长安汽车也曾借助其在意大利都灵的研发中心，与国外公司联合开发新车，降低了新车研发成本。因此，我国应当整合市场资源，加快国内与国内、国内与国外的企业研发资源共享机制。需通过合作、合资以及设立境外研发机构等多种方式浓缩消化、吸收技术的过程，在积极跟进全球技术演进的前提下，通过海外并购，战略合作和实施反向工程，整合利用全球优质的信息、研发、市场资源，以促进我国企业的技术进步。

参考文献：

[1]Comprehensive Strategy on Science， Technology and Innovation for 2017 [EB]. （2019-05-15）https：//www8.cao.go.jp/cstp/english/doc/2017stistrategy_main.pdf.

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（满颖，机械工业信息研究院）