德國工業4.0新進展及對我國的啟示

國研視點

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宋紫峰 高慶鵬

領先國家積極探索智能製造的發展路徑，並且正在加強相互合作；要清醒看待我國與領先國家之間的巨大差距，切實增強追趕緊迫感；要正確認識製造業向中高端「爬坡」的複雜性和難度，應腳踏實地、久久為功。

近年來，中德雙方在製造業創新發展方面取得了不少共識，開展了一系列互利合作。鑒於德國製造業的全球領先地位，全面認識和觀察德國工業4．0發展理念、推進機制、實踐效果等，對我國推動製造業轉型升級有著重要的借鑒意義。

國際影響不斷擴大：從2016年漢諾威工業博覽會情況看工業4.0領先供應商戰略的推進

創始於1947年的漢諾威工業博覽會，是全球製造業領域最負盛名、規模最大的博覽會之一，也是德國乃至全球製造業前沿技術發展應用的集中展示地。2013年4月，德國政府正是在該博覽會上首次提出工業4．0戰略。通過實地調研特別是與參會各方的深入交流，我們感到，德國工業4．0的理念接受度和技術成熟度都相對較高，其全球領先供應商戰略目標很可能實現。

（一）工業4．0理念因其前瞻性和延續性而易於得到國際認同。2016年漢諾威工業博覽會的主題是「產業集成（IntegratedIndustry）——發現解決方案」，展出包括工業自動化、數字化工廠、工業零部件、研發和技術、能源這五大塊，其中重點關注工業自動化和IT技術的結合、能源和環境工程、創新的分承包解決方案、研發等話題。總的看，發展前沿基本都體現了先進信息技術的廣泛滲透和融合。工業4．0的發展演進體現著向智能化、網路化轉型發展的連貫思路，自然更易於得到國際社會的普遍認同。

（二）德國企業不少技術及解決方案已相對成熟。從博覽會情況看，在提供相關技術及解決方案方面，德國、美國等國的企業明顯更具競爭力。作為博覽會的主辦國和合作夥伴國，德國、美國的參展企業數量眾多，分別位於第一位和第三位，並且幾乎涉及了所有關鍵領域，受關注度非常高。更重要的是，這兩國的企業在基本理念、技術先進程度、解決方案成熟度和儲備等方面明顯處於優勢地位，且兩國都有多家領先企業，在很多高端領域和環節已經形成了群體性優勢。總的看，在理念被接受的前提下，又能提供相關的技術及解決方案，德國企業「走出去」自然空間廣闊。

國內應用見到實效：從博世集團洪堡工廠發展看工業4.0領先市場戰略的推進

無論何種產業發展戰略，最終還是要落腳到企業層面，落腳到能否提高競爭力。總的看，據德國工業企業聯合會引用羅蘭貝格公司的研究表明，德國與瑞典、奧地利、愛爾蘭這四國目前處在工業4．0建設領跑者地位，一些德國企業已經清晰地感受到工業4．0在效率改進等方面的效果。

具體以博世集團洪堡工廠為例。該工廠在博世集團內外部相關評比中多次獲獎，被普遍認為是目前最具代表性的工業4．0樣板工廠之一。洪堡工廠有兩個事業部：一個生產具有大規模生產特徵的汽車柴油系統，另一個生產具有多品種、小批量特徵的驅動和控制部件。兩相比較，後一個事業部的生產類似「大規模定製」，產品差異性更大，生產組織複雜性顯著提高。比如，該事業部向1500多個客戶提供4500多種產品，重量從0．2—300公斤不等，長度從5—80厘米不等，批量從1—100件不等，單個部件的生產周期從5秒到125分鐘不等。為更好應對這種複雜性，該工廠在持續開展精益生產的基礎上，進行了工業4．0升級。工廠在2012年與高校、科研院所等合作研究智能工廠架構，2013年啟動智能自動化和數據挖掘工作，2015年初建立了基於價值鏈分析的工業4．0組裝線。這種改造升級的成效是顯著的，產品質量持續改善（從10年前的1000個PPM下降到70個PPM），生產和交付效率明顯提高，客戶認可度不斷提升，市場空間也更為廣闊。

抽象來看，生產製造型企業追求的目標是基本不變的，即以更低成本、更快速度滿足更具個性化的需求。不同企業因自身發展基礎等方面的差異，其能夠選擇的最現實、最經濟的競爭力提升路徑也有很大差異。洪堡工廠的實踐說明，在技術研發、質量控制特別是整體的精益生產達到較高水平後，工業4．0解決方案已成為進一步提高競爭力的重要手段。

公共服務體系日益健全：從平台建設看工業4.0推進機制的完善

通過與德國各方的座談交流我們發現，德國各界特別是政府對工業4．0平台（PlatformIndustrie4．0）建設寄予厚望。

（一）建立平台是為解決德國數字化轉型面臨的問題。德國雖然對實現工業4．0戰略目標持樂觀態度，但也清醒地認識到其在數字化轉型過程中依然面臨著諸多挑戰。主要包括三個方面：一是在企業層面的IT建設和應用比較強，但在整個社會的IT建設和應用方面還較弱，特別是與美國的差距巨大；二是仍然有45％的企業（主要是中小企業）缺少面向數字化時代的解決方案；三是在商業模式創新方面與領先國家差距較大。工業4．0平台，就是在以產業跨界融合發展、「基於合作的競爭」為特徵的時代背景下，德國解決上述問題的一個重要抓手。

（二）平台目前已經發揮實質性作用。

工業4．0平台建設始於2013年漢諾威工業博覽會，三年多來已取得不少成效。一是成為知識和信息傳播節點。在線圖書館彙集了政府相關戰略文件以及平台各工作組的研究成果等內容。用戶案例地圖集中展示了德國各類型企業應用工業4．0解決方案的實例，目前已有200多個。二是為企業開展測試提供多方面支持。新的想法、模式、組件等在正式投入生產前都需要作測試。平台詳盡列出全德國500多處能夠開展相關測試的地點，以便於企業獲取相關資源。三是廣泛開展國際合作。平台已與美國、中國、法國、日本等主要國家建立了聯繫或提出了合作計劃，希望讓工業4．0從一個「德國課題」變成「世界性課題」，也為本土企業走向國際市場提供了便利。

（三）平台尤其重視為廣大中小企業提供公共服務。「隱形冠軍」被普遍認為是德國製造業長期保持競爭力的重要支撐。但在這次技術和產業變革中，基本都是大企業特別是跨國企業做主導，而有相當一部分德國中小企業對數字化轉型還抱有懷疑或觀望態度，特別是對前期高昂的投資和後續不確定的經濟回報心存疑慮。針對這種情況，在德國政府的支持下，平台尤其重視為廣大中小企業提供公共服務。其做法主要包括：保障中小企業的參與；為中小企業提供信息、測試、資金等多方面支持；以應用實例化解中小企業的顧慮。

持續改造升級現有工廠是實現智能化發展的重要路徑；政策環境是製造業發展國際競爭的重要維度，需要在政策協調性、精準度以及細節上多做文章。

啟示及借鑒

通過在國內及德國與各個方面的廣泛調研座談，我們對全球製造業發展格局的變化以及如何實現國內製造業轉型升級有一些深切體會。

（一）領先國家積極探索智能製造的發展路徑，並且正在加強相互合作。主要國家在智能製造方面的探索，是圍繞理念、模式、技術、標準等多個維度展開的，核心是理念及其實現路徑。從博覽會情況看，工業4．0和工業互聯網這兩種理念目前在全球競爭中處於領跑地位，其他發展理念儘管仍有迎頭趕上的機會，但難度已經較大。更為重要的是，博覽會集中展示了適用於不同場景的100多種解決方案，一些領域的實現路徑已相對比較明朗，這都說明領先企業已經將重點逐步轉向商業化應用和推廣。此外，自2016年年初以來，通過工業4．0平台與工業互聯網聯盟（IndustrialInternetConsortium）的對接等方式，德國、美國正不斷加強合作。2016年漢諾威工業博覽會也是雙方合作的一個重要契機。首次成為博覽會合作夥伴國，美國派出了其歷史上最大規模的代表團參展。在博覽會上，「當工業4．0遇上工業互聯網」論壇共吸引了8000多人參加，很多與會者對標準銜接等抱有濃厚興趣。

（二）清醒看待我國與領先國家之間的巨大差距，切實增強追趕緊迫感。面對新工業革命，我國確實面對前所未有的歷史性機遇，但必須看到挑戰也十分艱巨。國內外調研中我們發現，在政策協調和針對性、生產製造過程與信息技術融合、中小企業發展環境、創新組織方式等多個維度上，我國與領先國家還存在較大差距，而且有相當一部分差距在中短期內可能都難以縮小。博覽會情況就是一個很好的例證。在博覽會的5200多家參展企業中，我國約有650家，絕對數量排第二位。但大多數企業集中在燈具製造、鑄造等領域（我們並不認為這些產業是低端的，只是這些企業生產的產品附加值不高），展台與之相鄰的企業大多也來自發展中國家，受關注度總體較低；少數企業開始進軍工業自動化、工業機器人等領域，但目前來看還相對比較初級；僅有華為等個別企業能夠開始在一些重點展廳與全球領先企業同台競技。

（三）正確認識製造業向中高端「爬坡」的複雜性和難度，應腳踏實地、久久為功。

產業發展實踐已反覆證明，行百里者半九十，製造業越往高端發展遇到的難度越大。先進位造業基本都是人才、技術、知識、資金密集型行業。在一定的條件下，人才、資金、設備等還相對容易解決，但技術成熟、知識積累、市場認可等在短期內很難實現跨越式發展。儘管我國具備超大規模多層次國內市場等優勢條件，不少產業在發展初期比較容易實現規模的快速擴張，但我們需要切實認識到在關鍵領域和環節實現突破的巨大難度，需要切實摒棄盲目樂觀和過度自信，腳踏實地做好自己的事情。

（四）持續改造升級現有工廠是實現智能化發展的重要路徑。在現有工廠特別是水平不高工廠的基礎上，如何對接智能製造或者工業4．0，是國內很多企業關注的問題。洪堡工廠的案例表明，問題導向地對現有工廠進行持續改造，是一條比較經濟可行的道路。一方面，多數製造業企業難以承受新建工廠的高昂成本。正如洪堡工廠負責人所言，「我們當然更希望能有一個新廠來從頭布局工業4．0，但現實是我們無法承擔新建工廠的成本」。另一方面，持續改善是製造業發展的基本規律，在新形勢下依然如此。洪堡工廠始建於1965年，其能夠在50多年發展歷史中長期保持競爭力，靠的就是堅持一套持續改善的理念並不斷深入實踐。該工廠近年來與工業4．0相關的實踐及成效，只是對此一個新的註解。

（五）政策環境是製造業發展國際競爭的重要維度，需要在協調性、精準度以及細節上多做文章。主要國家中高端製造業的競爭是多個維度的競爭，一國政策環境是其中的一個重要維度。跨國比較來看，我國還需要提高政策協調性，不然再好的政策在執行中也會打折扣；需要提高政策精準度，通過科學評估重點抓住那些政策靈敏度高的關鍵問題；需要不斷完善政策細節，綜合心理、行為科學等多學科最新研究成果，從「細枝末節」處著手提高政策效能。

（作者單位：國務院發展研究中心）