日本高端裝備創新發展的經驗與啟示

摘要：日本長期堅持“引進—消化吸收—再創新”的創新政策，重視高端裝備制造業發展并及時發布引領報告和戰略、注重促進產學研結合和技術成果的推廣、普遍重視創新政策的支撐和創新生態的構建。進入21世紀，日本提出了完全自主創新的科技政策，逐步建立起一套“官產學”相結合的完整的自主研發體系，在高端裝備制造業領域走出了一條自強振興之路。當前，對于我國的高端裝備制造業而言，要采取有針對性的措施，力爭在較短時間內實現高端裝備制造業創新發展。

關鍵詞：高端裝備制造業國際競爭力創新發展

日本長期堅持“引進—消化吸收—再創新”的創新政策，日本政府高度重視技術引進工作，其關注點不僅僅是裝備本身，更重要的是圖樣設計、技術訣竅等，通過制定嚴格的進口審查標準對技術引進工作嚴格把關，堅決杜絕重復引進;注重博采總長，鼓勵消化吸收不同國家的技術，促進技術融合。日本的軌道交通裝備制造能力較強，日本的智能制造裝備如精密數控機床、工業機器人、智能儀表等多領域都保持著國際領先地位。進入21世紀，日本提出了完全自主創新的科技政策，逐步建立起一套“官產學”相結合的完整的自主研發體系，在高端裝備制造業領域走出了一條自強振興之路。

一、“新層次日本創造”推動復興

日本政府為重振日本經濟，實現經濟社會的可持續發展，于2013年6月發布了以創新驅動經濟復興和社會發展為宗旨的新的國家發展戰略——《日本復興戰略》。該戰略力求以推行創新性的經濟政策，面向國內外全面實行開放式創新，開拓新的經濟增長領域，促使“沉淀”的生產要素快速流動起來。為此，日本政府同步推出了《科學技術創新綜合戰略》，力圖以實施新一輪的科技創新戰略發展創新經濟，推動日本的經濟復興和國家復興。《科學技術創新綜合戰略》跟隨《日本復興戰略》每年進行修訂，適時提出新的目標任務和戰略性措施，以適應和應對世界創新經濟快速發展的態勢及變化。

日本新一輪科技創新戰略有兩個亮點值得我們重點關注：一是科技創新被視為實現“新層次日本創造”，推動經濟復興和國家復興的重要推動力，提出要依靠新一輪的科技創新使日本成為“世界頂級創造強國”和“世界最宜創新之國”;二是沿用了日本政府2016年發布的第五期《科學技術基本計劃》中首次提出的“社會5.0”概念，即超越“工業4.0”的“超智慧社會”概念，將其作為日本今后科技創新的一個主要目標和任務，強調科技創新服務于人類社會變革的重要作用，并要先于世界其他國家實現“超智慧社會”。

“新層次日本創造”體現在智慧化、系統化和全球化三個方面。智慧化著眼于各個產業的知識產業化。通過在各個產業領域引入和應用信息技術，提高國民生活的便利性和經濟活動的效率和生產率，促進開拓新業態、新模式和新領域，這與我國的“互聯網+”很相似。但是，智慧化的重點是通過信息化和網絡化傳遞、處理、積蓄和應用數據與信息，促進各個產業自身的知識產業化以及社會生活的便利化。系統化著眼于集成優勢，放大附加價值。日本擁有許多世界第一或唯一的高品質產品及技術，但未必都獲得了其應有的市場份額。因此，促進這些優勢產品和技術集成，使其系統化，提升其附加價值，能夠助力日本提高產業國際競爭力，從而獲得更多的國際市場份額。全球化著眼于全方位的國際化視野，全面實行開放式創新。不僅在國家層面，從個人到企業、大學以及區域的所有創新主體都將參與全球化的“知識”競爭，開拓國際視野。同時，還要引進海外的人才、技術、資金，推進開放式創新，使日本成為“世界的科技創新平臺”。

二、構建“官產學”合作推進體系

日本政府把推進產學研合作作為經濟改革的重要手段，運用多項國策鼓勵和引導大學、研究機構與產業界進行合作。1981年，日本科技廳和通產省確立了“官產學”三位一體的科研體制;90年代，制定了《大學技術轉讓促進法》等法律，并創辦科技中介機構促進科研成果產品化。日本政府在大學和科研機構比較集中的地方設立了促進科研成果產品化的“高科技市場”。日本政府主導建立“協調者”制度，主要以日本文部省科學技術振興機構（JST）推出的以大學共同研究中心為主，支持“官產學”合作的發展。進入21世紀以來，日本政府通過設立“綜合科學技術會議”（Council for Science， Technology and Innovation，CSTI）、合并日本科技廳與文部省等一系列行政體制改革，形成了政府主導型的“官產學”合作模式和體系（見圖1）。從架構上看，在這個體系中，CSTI組織召開官產學合作會議、協調各省廳根據科學技術基本計劃的具體要求通過各種支持事業，各有側重地具體推進官產學合作，并通過官產學會議和專業調查會將實施過程中的問題和評價結果反饋給CSTI，以便及時對官產學合作機制、政策等進行調整，為下一期計劃的制定提供依據。通過一系列的制度變革，日本的“官產學”合作取得了重大進展。

從官產學合作的流程層面看，日本的官產學合作主要經歷了四個環節，即合作研究、發明的權利化、研究成果的轉讓和研究成果的孵化。在這四個環節中，離不開一些專業化機構和中介機構的參與，如大學知識財產本部，負責管理大學的知識產權，提供知識產權服務及知識產權價值提升;技術轉讓機構，負責加速日本大學科研成果的社會輸出過程等。同時，日本政府還推行官產學合作協調員制度，通過政府出資為大學組織內的產學合作機構選聘協調員，并以文部科學省產學官合作協調員的身份配置在技術轉讓機構、高科技市場等中介機構中，為企業和大學之間構建起溝通、協調的橋梁。在這樣的官產學合作推進模式作用下，日本企業、產業界將原來高風險的技術開發業務逐步轉向了通過與大學、科研機構的密切合作來持續開發出具有新市場的技術和產品。而大學除了教育與學術研究之外，還通過產學研合作創造、活用、轉化知識來為社會做出貢獻。政府則主要承擔制定政策、創造環境、承擔研發風險、配置研發資源、引導產學官有效合作以及評價成果等重任。

三、面向新技術革命的創新生態

日本以“綜合科學技術創新會議”為核心，指導制造業創新生態系統，它是日本內閣府五大重要政策咨詢會議之一，主要通過審議科學技術政策、科技預算、科技資源分配等，來發揮總體把控和橫向連接各部門的功能，推進科技振興和創新政策一體化。現階段，日本已經形成了以互聯工業、機器人、工業價值鏈等為代表的制造業創新生態。

（一）互聯工業

在2018年版的《日本制造業白皮書》中，重點強調日本制造業已經處于一個“非連續創新”的時期，這個時期稱為“第四次工業革命”。日本以全面質量管理（TQC，Quality Control）為代表的“持續改進”（Kaizen）聞名于世，但這種優勢已經被“非連續創新”所削弱。按照日本專家的理解，目前日本純粹的自動化產品競爭非常激烈，難以形成高的附加值，因此，日本制造業希望自動化與數字化融合的解決方案，獲得更高的附加值。如果以凈資產收益率視為附加價值的指標，統計數據顯示，在同一時期，日本制造業的凈資產收益率水平總是低于歐美企業。2016年美國、歐洲、日本的凈資產收益率分布為18.1%、13.4%、8.5%。《日本制造業白皮書》認為，持續的低收益率成為日本制造業面臨的主要問題之一。在《日本制造業白皮書（2018）》中，日本經產省明確“互聯工業”（Connected Industries）才是日本制造的未來。

作為日本國家戰略層面的產業愿景，“互聯工業”強調“通過各種關聯，創造新的附加值的產業社會”，包括物與物的連接、人和設備及系統之間的協同、人和技術相互關聯、既有經驗和知識的傳承，以及生產者和消費者之間的關聯。其中一點值得注意的是，熟練的技術員和年輕的技術員相接，實現技術的傳承，由此創造更多的價值。而在整個數字化進程中，需要充分發揮日本的兩大優勢：高科技和高現場力，構筑一個以解決問題為導向、以人為本的新型產業社會。“互聯工業”面向各種各樣的產業，通過企業、人、數據、機械相互連接，產生出新的價值，同時創造出新的產品和服務，提高生產力，這與日本政府一個更高的目標“Society5.0社會5.0”密切相關。

（二）機器人

日本是全球工業機器人裝機數量最多的國家，其機器人產業也極具競爭力。為適應產業變革的需求和維持其“機器人大國”的地位，2015年1月，日本政府發布了《機器人新戰略》，旨在構建機器人創新生態，并提出三大核心目標：一是成為“世界機器人創新基地”，通過增加產、學、官合作，增加用戶與廠商的對接機會，誘發創新，同時推進人才培養、下一代技術研發、開展國際標準化等工作，徹底鞏固機器人產業的培育能力;二是成為“世界第一的機器人應用國家”，在制造、服務、醫療護理、基礎設施、自然災害應對、工程建設、農業等領域廣泛使用機器人，在戰略性推進機器人開發與應用的同時，打造應用機器人所需的環境，使機器人隨處可見;三是“邁向世界領先的機器人新時代”，隨著物聯網的發展和數據的高級應用，所有物體都將通過網絡互聯，日常生活中將產生無數的大數據。因此，未來機器人也將通過互聯網交換和存儲數據，平臺安全以及標準化也會不可或缺。

（三）工業價值鏈

日本機械學會提出了工業價值鏈計劃（IVI，Industrial Value Chain Initiative），工業價值鏈是日本制造界為了解決不同制造業企業之間的“互聯制造”的問題，而提出的一種創新生態。旨在通過建立頂層的框架體系，讓不同的企業通過接口，能夠在一種“松耦合”的情況下相互連接，來解決不同制造業企業之間的“互聯制造”問題，從而形成一個日本工廠的生態格局，主要以大企業為主，也包括中小企業。工業價值鏈的三大關鍵理念是互聯制造、松耦合和人員至上。目前工業價值鏈生態系統已經有180多家機構參與，100多家都是企業。

在未來的制造環境中，互聯制造將起著關鍵的作用。一方面制造廠越發集中關注其核心的生產流程，并予以投資;另一方面又要與其它企業在賽博世界和物理世界進行動態的供應鏈互聯。這些互聯企業還要參與工程鏈，這是因為它們的生產線要在整個生命周期用自身的工程參數與其他互聯企業的生產線協同運營，在互聯的平臺環境中得到共享數據的支撐。2016年12月8日，日本工業價值鏈參考架構IVRA（Industrial Value Chain Reference Architecture）的正式發布，標志了日本制造優勢的智能工廠得以互聯互通的基本模式形成，為互聯企業的制造運營設計了一個生態協同平臺。IVRA是一個3維模式（見圖2），與工業4.0平臺的RAMI4.0類似。3維模式的每一個塊被稱為“智能制造單元（SMU）”，將制造現場作為1個單元，通過3個軸進行判斷。縱向作為“資源軸”，分為員工層、流程層、產品層和設備層;橫向作為“執行軸”，分為Plan、Do、Check和Action（PDCA循環）;內向作為“管理軸”，質量（Q）、成本（C）、交貨期（D）、環境（E）（QCDE活動）。與RAMI4.0或IIRA相比，IVRA的一大特征是通過SMU等形式，納入了包括具體的員工共操作等在內的“現場感”特征。日本制造業以豐田生產方式為代表，一般都是通過人力最大化，來提升現場生產能力，實現效益增長。IVI向全世界發布的智能工廠新參考架構嵌入了“日本制造業”的特有價值導向，期望成為世界智能工廠的另一個標準。

四、日本高端裝備創新發展經驗與啟示

（一）以構建培育創新生態為重點

擁有全球領先的科技創新生態，一方面擁有相對成熟和完善的市場制度、信用制度和專業化的服務體系，另一方面有比較完善的風險投資機制、獵頭公司和相對完整的資本市場。在這種創新體系下，政府、研究機構、公司和大學產生了比較好的互動，并且有一套完善的機制，保證各方相互之間的協作。瞄準新興供給產業，以創新項目平臺為基礎，實現新技術解決方案的研發與產業化。一方面，依托創新項目平臺培育、提升系統集成供給技術能力;另一方面，區域政府、經濟組織和外部伙伴采取共同協作的方式共同促進新技術供給產業形成與發展。針對阻礙我國高端裝備制造業發展的關鍵節點，優化技術供給側和需求側的協同創新。充分研究創新案例，總結規律，針對不同主體需求對人、財、物等資源優化配置，激發單位和人員創新積極性。按照各領域及產業鏈上下游均衡發展要求，建立分級評估體系，探索以代表性成果、標志性成就和原創性貢獻為主要內容的科研評價機制，營造良好創新環境。

（二）重視制造基礎領域能力建設

日本非常重視裝備制造基礎領域，日本甚至將基礎命名為“中場產業”。中場產業處于制造業最終裝配工業和原材料工業之間，在產業關聯上類似中場隊員的作用。隨著加工裝配產業附加值不斷衰減，生產中間產品的企業尤其是制造高功能零部件和關鍵材料的企業卻持續發展，產業的附加價值不斷提高。日本制造之所以能夠稱雄于世，就在于其工業領域有一大批秉承工匠精神的從業者以及歷史積淀深厚的家族公司，從而涌現出一大批全球細分領域的“隱形冠軍”。一個地區的基礎制造能力，將成為該地區制造業系統競爭力的另外一個重要影響因素，基礎能力是復雜高端產品生產的重要支撐，對于裝備制造業而言，基礎能力的缺失往往會使高端產品的制造和創新出現斷層，產業鏈的延伸和壯大難以為繼。

（三）大型企業是技術創新主力軍

日本的研究開發體制與歐美相比一直屬于民間主導型，因此，日本企業的研究開發活動對于日本的技術創新能力乃至國家創新體系的效率都有著舉足輕重的影響。從日本全國的科技研究經費負擔看，民間企業一直保持著較高比例。日本民間企業在研究經費中負擔的比例約為美歐國家的1.3-1.7倍，而日本政府負擔的比例僅為美歐國家的一半左右。值得注意的是，日本企業的技術創新主要是在大企業間進行，大型企業是日本技術創新的主力軍，特別是寡頭壟斷組織，從長期的發展戰略出發，投入大量研究經費建立從基礎研究到應用研究到技術開發的技術發展體系，以保持自己的技術優勢。而且，日本在實施從明治維新起的模仿戰略到后來的科技立國戰略的過程中，絕大多數創新成果都是由松下、三菱、本田、豐田、索尼、日立等大企業完成的。

（四）建立技術聯盟消除技術壁壘

在日本，政府和行業協會組織可以通過組建多層次技術聯盟、建立共享數據庫的方式，鼓勵科研設施與技術信息聯盟進行共享。20世紀七八十年代，日本就專門立法把整車企業控制的關鍵零部件企業獨立出來，使其與本國高校合作，組建研發技術聯盟，形成充分市場競爭優勢，引導其零部件產業走向創新之路。中國的長安汽車也曾借助其在意大利都靈的研發中心，與國外公司聯合開發新車，降低了新車研發成本。因此，我國應當整合市場資源，加快國內與國內、國內與國外的企業研發資源共享機制。需通過合作、合資以及設立境外研發機構等多種方式濃縮消化、吸收技術的過程，在積極跟進全球技術演進的前提下，通過海外并購，戰略合作和實施反向工程，整合利用全球優質的信息、研發、市場資源，以促進我國企業的技術進步。

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（滿穎，機械工業信息研究院）