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中国版“工业4.0” 新常态下中国工业发展之路

2015-04-03 09:40:41   来源:中国工业报   

  “工业4.0”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。它描绘了制造业的未来愿景,提出人类将迎来以信息物理融合系统为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的工业革命。 

  他们认为,这场变革是继机械化、电气化和信息技术之后,制造业迎来的第四次工业革命,因此将之命名为“工业4.0”。 

  “工业4.0”分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。在这些过程中,软件是重中之重,可以说起到赋予智慧工厂“灵魂”的中心作用,包括设备制造、物联网、数据网等都需要通过软件将这几大板块联结起来。 

  工业4.0是新时代变局的开始 

  德国政府早在2010年的《高技术战略2020》十大未来项目中,就有过对未来的发展设想。希望利用信息通信技术与信息物理系统相结合的手段,推动制造业向智能化转型,使德国在关键工业技术上继续保持国际领先地位和在全球的竞争优势。 

  目前“工业4.0”在德国已上升为国家战略,并得到德国科研机构和产业界的广泛认同。其中,有的协会将其下属的6~7个生产领域的研究所引入“工业4.0”概念,有不少领先企业已将“智能工厂”在“工业4.0”的主题下规划了技术演进的发展计划,并提出了自己独特的系统和理念。西门子公司已经开始将这一概念引入其工业软件开发和生产,许多企业客户个性化的定制需求得到了满足;不少企业工人从单调、程序化的工作中解脱出来,把精力集中用在创新和增值业务上;许多老工人也延长了职业生涯,使企业保持了长久的生产力。企业在制造生产中,第一次将资源、信息、物品和人进行互联,取得了初步成果,使许多初创公司和小企业受益。

  据德国电子电气工业协会估计,“工业4.0”可使该行业生产效率提高30%。拥有120多年历史的德国机械设备制造业联合会,已成为实施德国“工业4.0”战略重要的牵头组织和实施者。

  回顾历史我们不难发现,自上世纪60年代以来,欧美国家掀起了“去工业化”的浪潮,许多制造业外迁,重点发展金融、房地产和服务业,使得虚拟经济迅速膨胀,结构性矛盾凸显,直到2008年金融危机爆发,欧美国家虚拟经济的脆弱性暴露无遗。为了解决金融危机和产业“空心化”、失业率高等问题,欧美国家相继开始加速“再工业化”,推动制造业“回归”。

  德国“工业4.0”以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点,旨在依靠科技创新,抢占制造业新的制高点。

  我们看到,“工业4.0”不是发达国家再工业化的简单回归,而是一个新时代变局的开始,这是继工业1.0机器代替人工时代、工业2.0的流水线时代,到工业3.0高度自动化时代后又一个新纪元的开始。从互联网发展的角度看,是互联网从“虚”的服务业大规模进入“实”的制造业的开始,也即CPS体系的实现。今后的制造业,将与服务产业一样,建立在互联网这一“共同的底盘”之上,人与人、人与机器、机器与机器之间将对话协同,工厂生产由“高度自动化”转向“智能”生产。比如,我们个人只需用手机下单,网络就会自动将订单和个性化要求发送给智能工厂,由其采购原料、设计并生产,再通过网络配送直接交付给消费者。 

  所以,在实施“工业4.0”之后,整个社会都将变得智能,工厂变成智能工厂,家居变成智能家居。而智能物流,智能电网,智能穿戴,智能城市,智能汽车,智能医疗将成为我们生活的重要组成部分。

  在这种形势下,机械制造领域的全球竞争正在日趋激烈。世界第一大经济体美国不甘寂寞,也在采取措施,通过一系列方案对抗工业化退化,大力推进“先进制造业”。日本、英国等发达国家也纷纷提出以重振制造业为核心的“再工业化”战略。

  他山之石可以攻玉

  “工业4.0”概念的提出,毕竟是德国为自身工业发展量身定制的,或许有不少专家认为,“工业4.0”不过是德国的一项高科技领域的国家战略,主要是在高端制造技术上对抗美国,跟主要以低端制造为主的中国没有多大关系。因此,中国没有必要对“工业4.0”采取应对策略。我们认为这种看法值得商榷和探讨。

  目前有数据显示,在全球机械出口份额中,德国以16%的份额占据2013年首位,中国以11%份额,略低于美国,位于全球第三。同时,在全球设备制造业的32个子行业中,中国仅在7个子行业中取得了领先地位。我们是一个发展中的制造业大国,还不是制造强国,我们应该充分考虑到德国“工业4.0”带来的冲击和潜在竞争因素。“工业4.0”的到来,将用物联网、服务互联网取代传统封闭性的生产制造系统,可以为未来工业发展打下坚实的根基。而在物联网、服务互联网等信息产业领域我们又相对落后,如果我们现在不迎头赶上和超越,未来我们将没有成为制造强国的机会。

  所以,中国如何学习、借鉴“工业4.0”的成功经验,挖掘自身优势,助推我国工业现代化的转型升级,并在新一轮国际经济变革中赢得先机,这是一个非常重要的话题。

  2014年12月,中央经济工作会议在北京召开。面对复杂多变的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展任务,准确研判未来走势,根据我国经济发展特征,准确把握经济发展新常态。提出依靠人力资本质量和技术进步,让创新成为驱动发展的新引擎。推进新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展,逐步增强战略性新兴产业和服务业的支撑作用,着力推动传统产业向中高端迈进。

  目前,在“十八大”和中央经济工作会议精神指引下,我国政府和行业部门对工业升级给予了高度重视。从《装备制造业调整和振兴规划》到《“十二五”工业转型升级规划》、《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,以及《中国制造2025》,我国已经在谋划工业发展的顶层设计。

  借势借力提前迈向智能化

  根据当前国内外工业化发展形势,许多权威专家和有识之士看到,我国已经进入了科技创新活动的活跃期,到了由技术模仿、跟踪,转向主要依靠自主创新求发展,进而向产业发展制高点进军的阶段。因此,中国的工业升级之路任重道远。中国的工业升级之路不仅需要突破核心技术和核心零部件,使众多企业增加创新动力,还应在借鉴“工业4.0”的基础上,走分行业、分区域的渐进式的工业升级之路,发展中国版的“工业4.0”。 

  另外,一方面对于德国“工业4.0”,我们应该深入研究,参考借鉴,搭乘这辆便车,借势借力,通过学会生产制造过程与业务管理系统的深度集成,实现对生产要素的高度灵活配置,实现大规模生产高度定制化产品。从而让制造业紧跟时代趋势,提前迈向智能化,以适应未来的国际竞争。另一方面,在《中国制造2025》中应涵盖应对策略。 

  目前中国已进入经济增长的“新常态”,增长速度将从过去的10%左右下降为7%左右。实现中国“工业4.0”并不是短期内可以一蹴而就的,这是一个长期、渐进的过程。 

  中国的制造业规模已经比肩于美国,两者分别占世界制造业规模的20%左右,中国正在通过对外投资将部分产业向周边国家转移。按目前的发展态势,中国极有可能取代日本成为地区生产网络分工的领导者。 

  但是,中国制造业在发展的同时,也面临前所未有的挑战,受到高端制造业向发达国家回流,低端制造业向低成本国家转移的双重挤压,因此,学习和借鉴“工业4.0”的理念,建设智能工厂,发展中国工业版4.0,具有十分重要的现实意义,是推动中国制造业转型升级的一剂良方。 

  2013年9月,工信部针对当前制约工业转型升级的突出矛盾和问题,制定了《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013~2018年)》。主要内容体现了两化的深度融合,包括:1、工业技术和信息技术的整合;2、产品整合;3、业务集成;4、促进新兴产业。 

  在讨论未来行动计划中,专家对未来发展道路,持有各种不同意见。一种是强调更迅速、灵活地适应市场,用“贸工技”的方法跟上时代,还有一种则是“技工贸”的方法。比如,同样是家用电器,海尔走的是“贸工技”的路子,格力则是“技工贸”,格力强调核心技术在创新中所发挥的作用。 

  2014年1月,中国工程院启动并开展了《制造强国战略研究》重大咨询项目,提出在2020年进入制造强国行业的指导方针和优先行动。 

  从四个方面提高基础性竞争优势 

  2014年11月,国务院总理李克强访问德国,中德双方发表了《中德合作行动纲要:共塑创新》,宣布两国将开展“工业4.0”合作,该领域合作有望成为中德未来产业合作发展的新方向。因此,学习借鉴德国经验,加强双方创新合作,通过互学互鉴,在合作的基础上发挥自身优势,为两国的经济发展和繁荣创造条件。

  当前,全球已进入空前的创新密集和产业变革时代。为此,作为拥有中国绝大多数高端核心科技的中央企业更应快马加鞭,夯实基础性竞争优势,为提高中国企业的竞争力做出贡献。

  提高基础性竞争优势,应包括以下四个内容: 

  第一,中高端人力资源优势。今后企业发展,知识型员工需求会大幅上升,中高端人才能对工业智能化起到支撑作用,而中国正是中高端人力资源的“富矿”。 

  第二,完整齐全的工业体系。中国工业如今在竞争中的优势已更多地体现在拥有完整的供应链条方面。比如,经过多年的国家建设,中国是世界上惟一拥有联合国产业分类中全部工业门类(39个工业大类、191个中类、525个小类)的国家,形成了“门类齐全、独立完整”的工业体系。小到螺丝钉等基础零件,大至通讯、航天、高铁,完整的产业链能够确保中国在世界工业市场中不可替代的地位。

  第三,全球最大的需求市场。中国在拥有完整、灵活高效产业链“世界工厂”的同时,还是世界上最大的消费市场,这将为工业升级提供强有力的市场支撑。

  第四,大规模生产的组织能力。作为世界上“最大的工厂”,中国在制造领域发挥着巨大的作用。在中国经济需要转型升级的时刻,中国的制造业正在从“中国制造”向“中国创造”迈进。

  最后,在发挥基础性竞争优势中,通过发展技术创新、技术转型和绿色制造,创造出以服务为基础的制造业。走高技术含量、优异的质量、低能耗以及高效率和充分发挥人才优势的工业化道路是可行的。 

  同时,提高生产力、加快产品上市、提高灵活的生产模式以及提高资源效率,将制造企业逐步转向信息化、数字化和智能化,打造出中国版“工业4.0”,并“引领制造业未来”,也是完全可能的。

  ●相关观点

  德国工业4.0与中国制造2025的竞与合

  李 彬 

  德国政府于2013年提出的“工业4.0”概念,虽说是个务虚项目,却得到联邦教研部与联邦经济技术部高达2亿欧元的资助金额。与此同时,中国版的“工业4.0”规划也呼之欲出。从最新的媒体报道中看出,以新一代信息通信技术、海洋工程装备及高技术船舶、轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、农业机械装备等十领域为重点的《中国制造2025》将于近期印发。

  如果说德国的“工业4.0”是德国作为制造业大国,希望在未来制造业的各环节中全面接入互联网技术,将数字信息与现实社会实现联系可视化。那么“中国制造2025”,则代表了中国在由制造大国向制造强国转型过程中的顶层设计和路径选择。对此,李克强总理今年首次在政府工作报告中明确提出,将实施“中国制造2025”战略,而日前召开的国务院常务会议,又对落实“中国制造2025”做了部署。不少人由此认为,在“工业4.0”时代,一场没有硝烟的竞争一触即发。

  专家指出,“中国制造2025”与“工业4.0”有很多相同之处,但也有不同之处。

  从实施的过程来看,“工业4.0”是一个发展的过程,不可能一蹴而就;“中国制造2025”也弱化了以往规划中5年时间的限制,规划年限扩展到2025年,更注重中长期规划,主要是强化我国现有的工业,期许的是由大变强,并体现更多的创造因素。过去很多年里,中国制造业整体上处于较为低端粗放的状态,“山寨”形象挥之不去。正因此,中国制造升级的压力和紧迫性都很强烈。

  从目标上来看,德国“工业4.0”主要是期望继续领跑全球制造业,保持德国制造业的全球竞争力,抗衡美国互联网巨头对制造业的吞并。而从今年两会中公开披露的“中国制造2025”制定情况看,大体需要用3个10年左右的时间,完成中国制造业从“大国”向“强国”的转变,主要落点在信息化与工业化的深度融合上,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备等产业。“中国制造2025”是三步走的第一个10年的行动纲领,它是一个路线图,有具体的时间表。通过实施“中国制造2025”规划纲要,通过10年的努力,让中国制造进入全球制造业的第二方阵。

  从时间表来看,德国“工业4.0”战略工作组也认为德国实现“工业4.0”需要10年时间,在时间上和我们的“中国制造2025”大体在一个时间段。

  对于不同之处,主要是中国和德国的发展阶段和工业水平不在一个起跑线上。德国总体处在从3.0到4.0发展的阶段,我国的工业企业有些可能还要补上从2.0到3.0发展的课,然后才能向4.0发展。

  由于“中国制造2025”和德国“工业4.0”有异曲同工的发展理念,即均强调信息技术和产业生产的结合,所以二者之间“合”大于“竞”,尤其在战略执行的前期,考虑到中国工业化发展与德国工业化历史有着非常相近和相似之处,“中国制造2025”完全可以“以德为师”。

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