中國與德國，全球兩個最主要的制造業(yè)大國正在試圖達成對于未來工業(yè)化發(fā)展的新共識。

10月9日~12日，國務院總理李克強在柏林與默克爾總理共同主持第三輪中德政府磋商并對德國進行正式訪問。期間，雙方簽署了50項左右的商業(yè)和政府間協(xié)議，雙邊貿易與相互投資及技術合作協(xié)定總額達181億美元。作為本輪磋商的核心成果，一份逾萬字的《中德合作行動綱要》更因涉及層次高、領域廣、項目多被稱為迄今為止中德關系史上最“強”合作文件。

在這份涵蓋了政治、經濟、文化、工業(yè)、農業(yè)、衛(wèi)生、社會保障等領域的綱要中，雙方對于“工業(yè)4.0合作”的內容尤為引人矚目。中德雙方均認可了工業(yè)生產的數(shù)字化，即“工業(yè)4.0”對未來兩國經濟發(fā)展的重要意義，雙方還認為，該進程應由企業(yè)自行推進，兩國政府應為企業(yè)參與該進程提供政策支持。

對此，亞洲制造業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官兼秘書長羅軍在接受記者采訪時表示，德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略對于我國目前正在制定的《中國制造2025》戰(zhàn)略具有非常重要的借鑒意義。“互聯(lián)網的出現(xiàn)大大地縮短了人與人之間的距離，使社會分工變得更為具體，讓我們的一切需要垂手而得。而未來的制造業(yè)將是建立在以互聯(lián)網和信息技術為基礎的互動平臺之上，將更多的生產要素更為科學地整合，變得更加智能化、自動化、網絡化、系統(tǒng)化，而生產制造個性化、定制化將成為常態(tài)。”

工業(yè)4.0時代來臨

當前世界工業(yè)市場正在呈現(xiàn)出前所未有的快速變化，幾乎全世界的制造企業(yè)都不得不設法提高生產效率以應對勞動力成本的上升，資源短缺和政府環(huán)保標準提高等多方面挑戰(zhàn)。制造業(yè)的未來究竟路在何方，工業(yè)的發(fā)展趨勢又將是怎樣的，成為擺在每一個國家面前的問題。

德國率先給出了答案。相比工業(yè)1.0的機器制造，機械化生產；工業(yè)2.0的流水線，批量化生產；工業(yè)3.0的高度自動化，無人化(少人化)生產，由德國最早在2011年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的“工業(yè)4.0”被定義為“網絡化生產，虛實融合”。

德國的學術界和產業(yè)界試圖借助“工業(yè)4.0”向世界描繪出一幅全新的工業(yè)藍圖，在一個智能、網絡化的世界里，物聯(lián)網和務聯(lián)網將滲透到所有的關鍵領域，創(chuàng)造新價值的過程逐步發(fā)生改變，產業(yè)鏈分工將重組，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并產生各種新的活動領域和合作形式。未來10年，基于信息物理系統(tǒng)的智能化，人類將步入以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命。

為了實現(xiàn)這一愿景，德國上下幾乎舉全國之力。聯(lián)邦政府責成教育和研究部與經濟部牽頭共同推進該戰(zhàn)略，在《高技術戰(zhàn)略2020》框架下先期投資2億歐元，大力支持德國三大工業(yè)協(xié)會——德國信息技術、通訊、新媒體協(xié)會、德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會以及德國電氣和電子工業(yè)聯(lián)合會成立跨領域研究平臺，并發(fā)布首個工業(yè)4.0標準化線路圖。

有業(yè)內人士分析稱，德國之所以要積極踐行“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略與其工業(yè)所面臨的全球競爭格局不無關系。

盡管在此前次貸危機、歐債危機致使全球蔓延衰退憂慮之時，德國得以憑借其實體經濟制造業(yè)的絕對優(yōu)勢在危機中獨善其身。不過危機過后，包括美國、英國等在內的國家開始反思以往的策略，積極重振制造業(yè)。“德國擁有世界一流的機器設備和裝備制造業(yè)，尤其在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程領域更是處于領軍地位，但德國工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及其相對弱項也十分明顯。”中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院院長羅文認為，一方面，機械設備領域的全球競爭正日趨激烈，不僅美國積極重振制造業(yè)，亞洲的機械設備制造商也正奮起直追，威脅德國制造商的地位；另一方面，軟件與互聯(lián)網技術是德國工業(yè)的相對弱項。為了保持作為全球領先的裝備制造供應商以及在嵌入式系統(tǒng)領域的優(yōu)勢，面對新一輪技術革命的挑戰(zhàn)，德國提出自己的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，目的就是充分發(fā)揮德國的傳統(tǒng)優(yōu)勢，大力推動物聯(lián)網和服務互聯(lián)網技術在制造業(yè)領域的應用，在向工業(yè)化第四階段邁進的過程中先發(fā)制人。

對于未來工業(yè)化發(fā)展之路提出設想的也并非僅有德國而已。2011年，美國經濟趨勢基金會主席杰里米?里夫金出版了《第三次工業(yè)革命：新經濟模式如何改變世界》一書，書中提出的“第三次工業(yè)革命”概念風靡全球。在這本書中，第三次工業(yè)革命中被定義為建立在互聯(lián)網、新材料、新能源等新技術基礎上的新一輪產業(yè)革命，這些新技術的使用對傳統(tǒng)制造業(yè)將產生根本性的變革。此后，美、日、歐等國家和地區(qū)紛紛著手規(guī)劃，出臺各種支持政策，利用新能源、物聯(lián)網、3D打印等技術加快對傳統(tǒng)制造業(yè)的轉型升級，希望在新一輪浪潮中搏得先機。

以美國為例，在此之前美國制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)顯示，2000年前后，美國約三分之一的制造業(yè)工作崗位流失海外。為落實振興制造業(yè)的戰(zhàn)略，奧巴馬政府在2012年宣布出資10億美元，打造一個全球制造業(yè)創(chuàng)新網絡。2013年財年，聯(lián)邦政府加大了對先進制造研發(fā)項目的投資，2013財年的投資額為2億美元，項目涉及先進材料、智能制造、生物制造等領域。在2014年的國情咨文中奧巴馬宣稱，美國將有機會在下一波高技術制造業(yè)就業(yè)崗位的競爭中壓倒其他國家。

對于目前各國提出的未來工業(yè)發(fā)展理念，羅軍認為，德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略可視為第三次工業(yè)革命的延續(xù)，“德國‘工業(yè)4.0’戰(zhàn)略的核心是通過以互聯(lián)網技術和信息技術的平臺，實現(xiàn)各種資源要素和生產要素的充分整合，使我們的生產生活變得更加智能化、自動化、個性化、便捷化。這些要素的整合是建立在互聯(lián)網技術平臺的基礎之上，而這正是第三次工業(yè)革命的外延式拓展。”

中國社會科學院工業(yè)經濟研究所研究員張其仔也同意這一觀點。他指出，第三次工業(yè)革命實現(xiàn)了數(shù)字化制造，但整個生產過程的信息管理，采取的是集中式控制系統(tǒng)。第四次工業(yè)革命將實現(xiàn)全過程、全領域的智能化，不僅包括機器設備，而且還包括被加工的材料、被組裝的零部件，都會裝上智慧化的大腦，實現(xiàn)機器與機器的對話，機器與材料的對話，生產過程不再是機械的加工過程，而是變成了生物過程，生產系統(tǒng)將變?yōu)樯锵到y(tǒng)。“作為前三次工業(yè)革命的進一步深化，德國提出的‘工業(yè)4.0’戰(zhàn)略是一項整體優(yōu)化戰(zhàn)略，是要通過充分利用德國人力資源方面技術和知識，極大限度地發(fā)掘現(xiàn)有技術和經濟的潛能。”

而作為全球制造業(yè)大國之一，中國顯然也在尋找通往先進制造業(yè)的最優(yōu)路徑，并寄希望從不同國家的工業(yè)變革中獲取經驗。據(jù)悉，根據(jù)本次公布的《中德合作行動綱要》，中國工業(yè)和信息化部、科技部和德國聯(lián)邦經濟和能源部、聯(lián)邦教研部未來將以加強此領域信息交流為目的，建立“工業(yè)4.0”對話機制。雙方將會歡迎兩國企業(yè)在該領域開展自愿、平等的互利合作。加強兩國企業(yè)集團及行業(yè)協(xié)會之間專業(yè)交流有利于深化合作，并為雙方合作提供更為有利的框架條件和政策支持。

未來制造數(shù)字之道

“在未來智能工廠中，人類、機器和資源能夠互相通信，就像社交網絡中一樣自然。智能產品‘知道’它們如何被制造出來的細節(jié)，也知道它們的用途。它們將主動地對制造流程，回答諸如‘我什么時候被制造的’、‘對我進行處理應該使用哪種參數(shù)’、‘我應該被傳送到何處’等問題。”——被稱為德國“工業(yè)4.0”的路線圖的《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議》中如此描述未來的制造業(yè)場景。

“智能工廠”，正是德國“工業(yè)4.0”計劃的重頭戲。愿景中的智能工廠里，固定的生產線概念消失了，采取了可以動態(tài)、有機地重新構成的模塊化生產方式。

例如，生產模塊可以視為一個“信息物理系統(tǒng)”，正在進行裝配的汽車能夠自律在生產模塊間穿梭，接受所需的裝配作業(yè)。其中，如果生產、零部件供給環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，還能夠及時調度其他車型的生產資源或者零部件，繼續(xù)進行生產。也就是為每個車型自律性選擇適合的生產模塊，進行動態(tài)的裝配作業(yè)。在這種動態(tài)配置的生產方式下，可以發(fā)揮出MES原本的綜合管理功能，能夠動態(tài)管理設計、裝配、測試等整個生產流程，既保證了生產設備的運轉效率，又可以使生產種類實現(xiàn)多樣化。

作為“工業(yè)4.0”的倡導者之一，西門子一直嘗試利用信息物理融合系統(tǒng)等手段，將制造業(yè)向“數(shù)字制造”轉型，以此適應全球制造業(yè)邁進工業(yè)4.0時代的需求。

在成都高新西區(qū)，有一座外部看起來“不起眼”，內部卻隱藏巨大玄機的工廠。這家工廠實現(xiàn)了從管理、產品研發(fā)、生產到物流配送全過程的數(shù)字化，并且通過信息技術，與德國生產基地和美國研發(fā)中心進行數(shù)據(jù)互聯(lián)。這個完整的數(shù)字化企業(yè)平臺就是西門子工業(yè)自動化產品成都生產研發(fā)基地。(以下簡稱“西門子成都工廠”）

據(jù)了解，如今在西門子成都工廠研發(fā)生產的每一件新產品，都會擁有自己的數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)在研發(fā)、生產、物流的各個環(huán)境中被不斷豐富、實時保存在一個數(shù)據(jù)平臺中。而這座工廠的運行，都是基于這些數(shù)據(jù)基礎，ERP、產品全生命周期管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及供應鏈管理全部實現(xiàn)了無縫的信息互聯(lián)，從而造就了一幅透明工廠的畫面。

西門子為此還推出了統(tǒng)一工程軟件平臺，技術人員使用統(tǒng)一的工程平臺就可以規(guī)劃生產，并能夠根據(jù)實際情況進行調試和運行，必要時還可以擴展。技術人員在計算機屏幕上可以像堆疊樂高積木那樣把單個部件鏈接在一起，一步步構建自動化生產系統(tǒng)。

“傳統(tǒng)制造一般是先出一張圖紙，然后交給生產部門做出樣品，圖紙返回研發(fā)部改進后再生產。在數(shù)字化制造下，研發(fā)到制造基于同一個數(shù)據(jù)平臺，改變了傳統(tǒng)制造節(jié)奏，研發(fā)和生產幾乎同步，完全不需要紙質的圖紙。”該工廠內部人士介紹說，這種制造將是基于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網、人，并結合各種信息技術進行柔性制造，不僅可以實現(xiàn)定制化生產，也可以實現(xiàn)更高的工程效率、更短的上市時間及生產靈活性。

端到端的生產依靠數(shù)字化好集成化的技術完成，能夠獨立解決問題，智能化產品包含了每個生產步驟的所有信息，既包含單個的組織結構，也包含制造設備的控制信息等。據(jù)西門子成都工廠總經理柏大山介紹，“成都工廠產品的一次通過率可達到99%以上。”另一組數(shù)據(jù)也顯示，通過數(shù)字化工廠規(guī)劃，可以減少產品的上市時間減少30%，通過優(yōu)化規(guī)劃質量，可以降低制造成本13%，而在新產品上市比例、設備生產效率、產品交付能力及營運利潤率等多個方面，數(shù)字化工廠的指標均遠遠高于傳統(tǒng)制造企業(yè)。

數(shù)字化成為實現(xiàn)工業(yè)4.0愿景必不可少的條件，它能夠實現(xiàn)分布式的、獨立的、且能夠自我優(yōu)化的過程。“‘工業(yè)4.0’不僅僅意味著技術的轉變、生產過程的轉變，同時也意味著整個管理和組織結構的調整。我們必須放棄孤島式的想法，要為變革做好準備。我們認為任何一個公司或者國家單打獨斗都不可能改變全球的制造企業(yè)，這需要我們大家進行協(xié)作，各個企業(yè)、學科、行業(yè)都要進行合作。”西門子工業(yè)業(yè)務領域全球首席執(zhí)行官魯思沃在接受采訪時表示。

“‘工業(yè)4.0’要實現(xiàn)的是網絡化，而網絡化又有三個不同的層次，首先是垂直的一體化，即通過物聯(lián)網、信息物理系統(tǒng)能夠把設備、生產系統(tǒng)以及業(yè)務系統(tǒng)打通，這稱之為垂直緯度的一體化。其次，就是整個產品生命周期網絡化的打通和融合，所有的生命周期就是產品設計、生產、運營到服務，整個產品生命周期過程中的一體化。再次還有一個緯度就是我們稱之為互聯(lián)經濟或者網絡經濟的時代，任何一個企業(yè)都不是獨立的，有上下游、供應商、客戶、合作伙伴，這就需要在互聯(lián)經濟下與不同的合作伙伴進行融合。”德國SAP全球副總裁徐莉表示，工業(yè)4.0時代最終是要實現(xiàn)融合，企業(yè)能夠利用技術實現(xiàn)設備、信息流、物流甚至是資金流各個環(huán)節(jié)在各種不同階段的融合。

仔細研究下不難發(fā)現(xiàn)，與中國自上而下的傳達方式不同，德國的經濟戰(zhàn)略首先是企業(yè)戰(zhàn)略的表達，2013年德國總理默克爾在正式提出德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略之前，就已經與眾多德國企業(yè)有過深度溝通。而作為一項系統(tǒng)工程，以SAP、西門子為代表的德國企業(yè)都積極參與到工業(yè)4.0的戰(zhàn)略實施中。德國去年的一項企業(yè)調整顯示，47%的公司表示已經積極參與到“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，18%的公司表示正在參與戰(zhàn)略研究工作，12%的公司聲稱已經付諸實踐。為了更好地讓創(chuàng)新型中小企業(yè)加入，德國聯(lián)邦和地方政府制定了專項扶持計劃，有關資助和優(yōu)惠政策明顯向中小企業(yè)大力傾斜。

在魯思沃看來，這場變革將是一個漸進的過程，“工業(yè)4.0”時代的真正到來可能需要20年左右的時間，在此期間變化將不斷出現(xiàn)和遞進。

當然，由此帶來的挑戰(zhàn)也將不斷出現(xiàn)。“生產設備經濟成本以及已經安裝的碎片化的工業(yè)軟件正在阻礙前進的步伐，因此不能做到快速而徹底地替代現(xiàn)有的存量市場。”西門子工業(yè)業(yè)務領域工業(yè)自動化集團首席執(zhí)行官胡桉桐認為，在實現(xiàn)“工業(yè)4.0”的過程中，數(shù)據(jù)安全和功能安全也是關鍵因素。

與此同時，在接受記者采訪時眾多業(yè)內人士也認為，“工業(yè)4.0”將發(fā)展出新的商業(yè)模式和合作模式，“網絡化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征，也使得它率先滿足動態(tài)的商業(yè)網絡而非單個公司，這將引發(fā)一系列諸如融資、發(fā)展、可靠性、風險、責任和知識產權以及技術安全等問題。

中國工業(yè)的“4.0”啟示

在“工業(yè)4.0”描繪的場景中，傳統(tǒng)制造業(yè)將面對巨大的沖擊，而信息產業(yè)的發(fā)展將最終顛覆未來的制造業(yè)。其實，德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略與我國提出的兩化深度融合頗有相通之處。在某種程度上，兩化融合可稱為我國工業(yè)的3.0，兩化深度融合可以說是我國工業(yè)的4.0。

“不論是美國提出的再工業(yè)化還是德國提出的‘工業(yè)4.0’，又或者是我國一直提的兩化融合，最基礎的都是建立在以互聯(lián)網為基礎的信息平臺上。”羅軍認為，這也意味著未來的產業(yè)一定將是平臺產業(yè)和平臺經濟。

毫無疑問的是，新一輪的工業(yè)革命，對于當今中國，尤其是對于中國的制造業(yè)，既是極為嚴峻的挑戰(zhàn)，更是一個技術上趕超發(fā)展、結構上加快升級的重大機遇。“在新的發(fā)展背景下，只有將信息化的時代特征與我國工業(yè)化歷史進程緊密結合起來，把兩化深度融合作為主線，才能為推動工業(yè)轉型升級注入新的動力，也才能在向工業(yè)化邁進的過程中占得先機。”羅文表示。

此前為了進一步推動兩化深度融合，工信部曾在去年9月針對當時制約工業(yè)轉型升級的突出矛盾和問題，制定了《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃（2013-2018年）》。

“何謂兩化的深度融合？我們從德國提出的工業(yè)4.0概念中，是可以得到一些啟示的。”中國社科院信息化研究中心秘書長姜奇平此前在接受媒體采訪時表示，中國制造業(yè)未來如何適應市場的變化，有各種不同的意見。一種是強調更迅速、靈活地適應市場，用“貿工技”的方法跟上時代，還有一種則是“技工貿”的方法。比如，同樣是家用電器，海爾走的是貿工技的路子，格力則是技工貿。

“我們從德國的工業(yè)4.0概念得到的啟示是，格力這條路子也是可行的路子。我們和德國相比，研發(fā)投入不足。而格力強調核心技術在創(chuàng)新中所發(fā)揮的作用，這對于我們從制造業(yè)大國到強國的轉變，是有意義的。因此，德國的工業(yè)4.0，可以作為兩化深度融合的一個可選的方向。”姜奇平表示。

而為了更為長遠的看待和把握未來工業(yè)的發(fā)展趨勢，我國從以往的“五年規(guī)劃”轉而將規(guī)劃年限擴展至2025年。今年6月初，中國工程院院士李培根首次在2014年國際工程科技大會上披露了正在制定的“中國制造2025規(guī)劃”四大轉變和一條主線：即由要素驅動向創(chuàng)新驅動轉變；由低成本競爭優(yōu)勢向質量效益競爭優(yōu)勢轉變；由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉變；由生產型制造向服務型制造轉變。主線則是將體現(xiàn)信息技術與制造技術深度融合的數(shù)字化、智能化制造作為今后發(fā)展的主線。

據(jù)悉，此前項目組通過“制造強國的主要指標研究”、“制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究”和“制造質量強國戰(zhàn)略研究”3個綜合課題組以及機械、運載、能源、冶金化工、信息電子、輕工紡織、儀器和制造服務業(yè)8個領域課題組同時展開。這也意味未來公布的《中國制造2025規(guī)劃》將在總綱要的基礎上，還會明確相關領域的專項行動規(guī)劃。

“事實上，無論是我國政府著手制定《中國工業(yè)2025》規(guī)劃，無論使是美國戰(zhàn)略，還是德國戰(zhàn)略，核心都是搶抓未來全球制造業(yè)制高點。全球制造業(yè)未來發(fā)展趨勢都是朝著更加智能化、自動化、個性化、定制化等方向發(fā)展。”羅軍表示。

“中國的制造業(yè)不可能在一夜之間完全達到‘工業(yè)4.0’的標準，在向‘工業(yè)4.0’推進過程中，需要把新的技術引入到舊的系統(tǒng)中，將傳統(tǒng)的工業(yè)流程系統(tǒng)改造成實時的能動系統(tǒng)，通過與跨國公司合作，開展工廠4.0試點，對傳統(tǒng)工廠生產模式的智能化改造。”張其仔表示，在向未來制造業(yè)轉型升級的過程中，政府還需要大力推進標準的國際化建設和產品安全設計，并利用市場規(guī)模優(yōu)勢，對傳統(tǒng)工廠的生產模式進行改造。

而在張其仔看來，為了推進“工業(yè)4.0”的落實，德國三大工業(yè)協(xié)會共同建立了“第四次工業(yè)革命平臺”辦事處，吸引并協(xié)調所有參與本次革命的資源，這種組成跨界研究小組或者平臺方式非常值得借鑒。

“事實上，政府支持產學研合作的動機不單純來自于市場考量，通過產學研合作創(chuàng)新促進競爭往往成為發(fā)達國家重要的戰(zhàn)略意圖。我國應該充分吸收和借鑒發(fā)達國家產學研用聯(lián)合模式，一方面，針對不同類型自發(fā)的產學研合作網絡或產業(yè)研發(fā)聯(lián)盟，政府要通過引導和支持的方式促進其發(fā)展；另一方面，選擇幾個重點行業(yè)和關鍵技術領域進行試點，以行業(yè)骨干企業(yè)為龍頭，聯(lián)合科研實力雄厚的大學和科研機構，組建多種形式的產學研研發(fā)聯(lián)盟，充分調動各方資源和力量，共同推進技術研發(fā)和應用推廣。”羅文建議稱。

而在更深層的制度保障體系建設方面，中國需要走的道路后續(xù)更為艱難。羅軍認為，要想在未來全球制造業(yè)戰(zhàn)略中取得突破，首先應拓寬融資渠道，健全投融資體系。“我們都知道企業(yè)是市場競爭的主體，科技創(chuàng)新的主體是企業(yè)，但是，我們的企業(yè)目前并不是科技創(chuàng)新的主體。此前我去美國硅谷考察，發(fā)現(xiàn)很多年輕人帶上自己的創(chuàng)意，拿著商業(yè)計劃書就去找風險投資商。在國內，創(chuàng)業(yè)者首先就是去找政府，找市長，因為太多的資源在政府手中。風險投資體系不健全，融資渠道太窄，很難找到資金和政策；而銀行的貸款年息是6%，對于大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)來講不堪重負。”

其次是全社會要營造創(chuàng)新氛圍，將創(chuàng)新落到實處。“國家經濟的基礎是實體經濟，應鼓勵創(chuàng)新，特別是原始創(chuàng)新，要把扶持創(chuàng)新的資金和政策落到實處。建議成立科技銀行，業(yè)務只能限定在高新技術的政策性扶持上，政府采取貼息等政策扶持。”羅軍說。

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