中國期待“智”變

2009-2012年歐洲深陷債務危機，德國經濟卻一枝獨秀，依然堅挺，它增長的動力來自其基礎產業——制造業所維持的國際競爭力。對于德國而言，制造業是傳統的經濟增長動力，制造業的發展是德國工業經濟增長的不可或缺因素。基于這一共識，德國政府傾力推動進一步的技術創新，其關鍵詞是——工業4.O。

如何縮小差距，逐步向工業4.O邁進？中國可以借鑒德國經驗，少走彎路，中國的工業4.O時代指日可待。

德國引領

德國公布的《高科技戰略2020》中，提出了一系列促進制造業發展的創新政策。為使該戰略得到具體落實，2012年德國政府公布題為《十大未來項目》的跨政府部門的聯合行動計劃，并決定在2012-2015年問向十大項目資助84億歐元。被稱為工業4.0的未來項目，與能源供給結構改革、可持續發展等項目同步公布。工業4.0未來項目，主要是通過深度應用ICT（信息通信技術），總體掌控從消費需求到生產制造的所有過程，由此實現高效生產管理。

2013年4月，德國在漢諾威工業博覽會上首次發布《實施“工業4.0”戰略建議書》，德國電氣電子和信息技術協會于2013年12月發布“工業4.0”標準化路線圖。2014年漢諾威工業博覽會的主題“融合的工業一一下一步”很好地契合了德國自2013年以來力推的創新概念一一工業4.0。德國總理默克爾將工業4.0稱作是“一個里程碑”。

隨著信息技術與工業技術的高度融合，網絡、計算機技術、信息技術、軟件與自動化技術的深度交織產生新的價值模型，在制造領域，這種資源、信息、物品和人相互關聯的“虛擬網絡一實體物理系統”被德國人稱之為工業4.0。

智能工廠是實現工業4.0的關鍵。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網絡里自然地相互溝通協作；生產出來的智能產品能夠理解自己被制造的細節以及使用方法。在智能工廠中，機器社區將自行組織，供應鏈將自動相互協調，未加工的產品將向機器發送完成其加工所需數據，然后由后者將其變成商品。機器和機器、機器和產品之間的數據傳輸通過使用微處理器、存儲裝置、傳感器和發送器來實現，這些裝置將被嵌入至幾乎所有可想象的機器、未加工產品、材料、智能工具類型和用于組織數據流的新型軟件。所有這些創新將使產品和機器能夠相互通信并交換數據。換言之，未來工廠可以從很大程度自行優化和控制其制造流程，而不是如同現在通過中央控制中心來實現，柔性生產的程度提高。

強者恒強

在生產能力上，與現行的大規模、批量化生產相對應，工業4.0將確保多批次、小產量狀態下產業的獲利能力，確保工藝流程的靈活性和資源利用率。這種生產模式成功后，能夠提供品種更豐富、功能更齊全、性能更穩定、使用更人性化的產品，中國依靠大規模工業化生產的高性價比產品的吸引力將會降低。

在國際分工體系中，德國成為新一代工業生產技術（即CPs）的供應國和主導市場（標準制定者、領先供應商），從而使德國制造業在持續發展的前提下提升它的全球競爭力。這意味著德國人創建了新的生產環境，包括新的管理、流程、模型等，還提供新的智能生產裝備和新的技術手段；將推動德國的機器人、制造成套裝備、IT技術、控制技術、信息技術等核心產業的變革，并加入到工業4.0體系內；再借助新的工業體系生產制造出來的產品沖擊世界原有生產體系中的產品，確保了德國制造業的未來。

中國作為生產世界1/3產品的制造大國，一方面，規模化生產模式生產出來的產品將受到挑戰；另一方面，產業升級時將被動接受德國的新標準、新設備。

美日積極推進

與德國的工業4.0相比，其他工業化國家雖然未普遍使用這一術語，但盡可能降低生產操作成本、提高靈活性和加快創新周期也是這些國家的共同目標。

美國：2009年初，美國開始調整經濟發展戰略，同年12月，公布《重振美國制造業框架》，2011年6月和2012年2月，相繼啟動《先進制造業伙伴計劃》和《先進制造業國家戰略計劃》，實施再工業化，具體包括調整、提升傳統制造業結構及競爭力和發展高新技術產業兩條主線。提出要發展包括先進生產技術平臺、先進制造工藝及設計與數據基礎設施等先進數字化制造技術。2013年5月，美國政府又宣布成立數字化制造與設計創新研究所，這是奧巴馬政府繼增材制造（3D打印）創新研究所后提出設立的第二家創新研究中心，旨在提升數字化設計和制造能力。

同時，美國通用公司提出的工業互聯網與德國的工業4.0戰略有異曲同工之妙。工業互聯網將智能設備、人和數據連接起來，并以智能的方式利用這些交換的數據。AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾已經在美國波士頓宣布成立工業互聯網聯盟，以期打破技術壁壘，促進物理世界和數字世界的融合。

日本：一是采用小生產線的企業增多，本田公司通過采取新技術減少噴漆次數、減少熱處理工序等措施把生產線縮短了40%，并通過改變車身結構設計把焊接生產線由18道工序減為9道，建成了世界最短的高端車型生產線。二是采用小型設備的企業增多，日本電裝公司對鋁壓鑄件的生產設備、工藝進行改革，使得鑄造線生產成本降低了30%，設備面積減少80%，能源消費量降低50%。三是通過機器人、無人搬運機、無人工廠、細胞生產方式等突破成本瓶頸，佳能公司從細胞生產方式到機械細胞方式，再到世界首個數碼照相機無人工廠，大幅度提高了成本競爭力。此外，政府也加大了開發力度，加大對3D打印機等尖端技術的財政投入。2014年，經濟產業省繼續把3D打印機列為政策優先扶持對象，計劃當年投資45億日元，實施名為“以3D造型技術為核心的產品制造革命”的大規模研究開發項目，開發世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機。

向“中國智造”前進

作為世界最具競爭力的制造工業之一，盡管德國的工業4.0規劃已得到不少企業的認同和響應，但總體來說還處于概念階段，其內涵還沒有成形，要真正實現工業4.0還需要10～15年，預計到2030年部分企業可以實現。

反觀中國制造業現狀，則面臨著勞動力、土地成本等要素成本快速上升，自主創新能力不足，資源利用效率偏低，產業結構不盡合理，低成本優勢漸失，缺乏自主品牌等挑戰。

《從中國制造走向中國智造》白皮書指出，當前中國的制造企業，或通過配套加工、外包等方式，或憑借價廉、優質的產品，通過跨國零售企業的全球采購體系進入全球產業鏈。

“中國智造”的核心，則是在中國自主研發能力不強卻擁有廣闊市場的情況下，通過與國際接軌整合產業鏈的方式，活躍和提升中國企業在全球商業體系鏈條中的角色。

作為全球最大的制造中心，中國制造如何轉向“中國智造”，值得深入思考。

工業4.0有很多要求，包括生產流程的信息化管理，個性化產品定制，以及全新的商業模式和合作模式等。“中國智造”要解決的核心問題在于，不斷提升先進制造業和高新技術產業在工業品中的比重，不斷提升中國工業創造占中國制造的比重。在產業轉型升級過程中，研發水平需達到一定高度，提升專利數量和質量。要為制造企業創造良好環境，提供好機制、好平臺、好融資、低門檻，一些有能力的大型企業可自主進行產品研發，能力不足的企業則可將研發環節延伸到大學和科研機構中，讓研發過程自然融入到產品的轉化過程中。與此同時，必須尊重知識產權，激發研發人員積極性，實現可持續發展。

中國版4.0實踐

老話講“飯要一口口吃，路要一步步走”。從古今中外的歷史發展來看，人類的進化及演變是一步一個腳印才走到今天的。當然，工業體系的發展也必然遵循這樣一個規律，即通過新技術、新材料和創新可以把某個生產過程縮短，但要實現現代工業體系的跨越式發展則需要有充分的前提條件。

2014年3月，國家主席習近平訪問德國，在《法蘭克福匯報》發表的署名文章中重點提到德國工業4.0戰略。中德合作將會有更多契合點，中德關系也將在現有高水平的基礎上，進入一個精確磨合和深度對接的新階段，這被市場一致認為是中國正式提出加速制造業發展的關鍵一步。

2014年10月，李克強總理訪問德國，發表《中德合作行動綱要》，宣布了中德兩國將開展工業4.0合作，這對于中國企業而言意味著巨大的轉型契機，該領域合作有望成為中德未來產業合作的新方向。

2014年10月28日，我國同濟大學與德國菲尼克斯電氣歷時1年共同建成了國內首個工業4.0——智能工廠實驗室。未來該實驗室將從概念走向工程實踐，走向國內工程教育第一線，進一步推動我國工業4.0進程。

2014年11月4日，第16屆中國國際工業博覽會（簡稱工博會）在上海開幕，工信部部長苗圩在開幕詞中指出，就工業整體而言，要更加注重推進信息化和工業化的深度融合，把智能制造作為主攻方向和重點內容。推進信息技術的集成、綜合應用和融合創新，促進制造業的數字化、智能化和網絡化發展，全面加快工業的轉型升級，推動工業由大變強。

在工博會上，來自國內外的廠家向參會人員展示了工業4.0產業線的相關設備，體現了工業4.0的兩大特點：一是多批次小批量，定制生產滿足個性化需求；二是智能化。如果你想要一支黑色的鉛筆，在網上下單，指令第一時間傳到生產鉛筆的機器上，不需要任何中間流程。這臺機器同時能生產5種顏色的鉛筆，但接到指令，它只“蹦”出黑色的來。

工業4.0：啟示

人工智能的介入、機器人的大量使用會讓設計的智能化、工藝的智能化、試驗仿真的智能化、生產過程的智能化、保障的智能化成為現實。這就是工業4.0的未來發展。 在德國工業4.0的戰略中，他們提出不僅要重視發揮大企業的龍頭作用，更高度強調如何使中小企業能夠應用工業4.0的成果來解決“產、學、研、用”互相結合和促進的問題。德國工業4.0戰略不僅有傳統的大公司西門子、博世、庫卡積極參與，也特別注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成為新一代智能制造技術的使用者和受益者，同時也成為先進制造技術的創造者和供應者。

可以說，從技術發展、創新生態到社會融合，工業4.0特別注重“工業系統的整體躍遷”的實現路徑與配套體系建設。我們在實施兩化深度融合戰略中，不但要重視大企業的龍頭作用，還應充分吸收中小企業參與，以推動跨學科、跨行業的創新生態系統的建設。同時，如何為工業提供綜合的寬帶互聯網基礎設施、如何開發和管理工業大數據、如何保證工業IT系統與工業控制系統的安全，這些課題都值得我們在實施工業轉型升級規劃時重點考慮。尤其重要的是，我們應把推進工業大數據產業的發展置于搶占新一輪技術與產業革命的制高點加以推進，不僅應加強工業大數據的應用研究，更要加強工業大數據分析和處理技術的開發。

盡管前路漫漫，作為“世界工廠”，我們也擁有很多機遇，比如良好的政策環境、互聯網時代眾多的弄潮兒、足夠堅實的創新底蘊等。在這個狹路相逢勇者勝的大時代，我們相信，只要腳踏實地，勇于開拓，命運就永遠操控在自己手里。

后記：任何一次工業革命，實現生產力跨越的目的毫無疑問都是為了更大程度地解放勞動力，獲取更廣闊的市場。工業4.0也不例外，相對于傳統制造工業，以智能工廠為代表的未來智能制造業是一種理想的生產系統，能夠智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續性等要素，從而為各個顧客進行最優化的產品制造。這樣一種“自下而上”型的生產模式革命，不但能節約創新技術、成本與時間，還擁有培育新市場機會的網絡容量。這正是工業4.0的魅力所在。