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德国“工业4.0”与“中国制造2025”的比较及启示(上)
发布时间:2015-11-24



摘要:20134月,德国发布“工业4.0”。20153月,中国政府发布“中国制造2025”,这是未来10年中国建设制造强国的行动纲领。比较德国“工业4.0”和“中国制造2025”,二者在背景、框架、优先发展领域、行动目标和路径等方面都存在差异。借鉴德国工业“4.0”,中国应配套制定“中国制造2025” 的行动细则,让相关原则、指导方针落地实施;设计未来制造业生产模式,构筑新生产模式下企业职工的培训和持续教育机制;引导构建制造企业联盟,搭建企业信 息平台,推进新产品和制造技术的集成和开发,对接全球制造市场;建设适应先进制造业发展的配套基础设施体系,促进制造企业参与国际竞争。

 

一、背景与框架的比较


 

()背景

20世纪80年代初起,世界发达国家开始了一股学界称为“再工业化”的浪潮。美国在2009年至2012年的三年间,先后推出了《重振美国制造业框架》(200912)、《先进制造业伙伴计划》(20116)与《先进制造业国家战略计划》(20122),旨在借助这些规划的实施,巩固美国制造业在全球的领先地位,优化制造业结构,增强制造业在全球的竞争力。日本政府也高度重视高端制造业的发展,进行制造技术战略图的大规模编制。2014年,日本着手研制以3D造型技术为核心的制造技术项目研发,开发了代表世界顶尖水平的金属粉末造型用3D打印机;使用“小生产线”模式,建成了世界最短的高端车型生产流水线;通过小型设备、机器人和无人搬运机引入、无人工厂设计、细胞生产方式等革新,降低制造业生产成本,大幅提高制造产业竞争力。

德国也在行动。自2006年以来,德国政府一直努力建立一种部门间的高技术战略协调机制,推动德国的技术革命、研究与创新,目的就是要通过不断的技术创新,确保德国产业的传统优势和强有力的竞争地位。20107月,德国政府发布《高技术战略2020(High-Tech Strategy 2020 Action Plan),确定了未来德国的十大发展项目,其中一项就是要支持工业领域中制造技术的革命性研发和创新,这便是后来风行全球的“工业4.0”。2011年,汉诺威工业博览会上,德国人工智能研究中心董事兼行政总裁沃尔夫冈·瓦尔斯特尔提出,要在制造领域广泛应用物联网和服务网络等现代媒介,通过生产方式的变革掀起第四次工业革命,这可视为对“工业4.0”概念的最初阐释。两年后,20134月的汉诺威工业博览会上,由于欧洲最大的应用科学研究机构弗劳恩霍夫应用研究促进协会、德意志国家工程院以及西门子公司等的建议和推动,“工业4.0”项目得以正式发布。

这一战略规划所以被称之为“工业4.0”,是源自德国人对人类三次工业革命的称谓。18世纪60年代,人类社会发生了以蒸汽机为代表的第一次工业革命,大机器生产取代了手工劳动;19世纪70年代,自然科学开始同技术生产紧密结合起来,电力得到广泛应用,人类进入电气时代,这便是人类的第二次工业革命;20世纪50年代起,原子能技术、航天技术、电子计算机应用、人工合成材料、分子生物等取得重大突破,科学技术有力推动了人类生产力的进步,形成了所谓的第三次工业革命。三次工业革命,德国人分别将其称之为“工业1.0”、“工业2.0”和“工业3.0”。在德国人心中,此次的制造业技术革新是制造领域的颠覆性革命,具有划时代的意义,堪为第四次工业革命,故称之为“工业4.0”。

“工业4.0”激起了制造领域技术革命、技术竞争的新一轮浪潮,引起世界各国的高度重视,特别是一些经济大国。针对这一现实,20153月,中国十二届全国人大三次会议上的《政府工作报告》提出,要实施“中国制造2025”,这是中国首度提出的一个关于制造业发展的十年规划,目标直指“中国创造”、“制造强国”。同年5月,国务院正式发布了《中国制造2025》。由于时间上的延续性和大背景的相同性,“中国制造2025”也就被有些人看成了中国版的“工业4.0”。

()框架

“工业4.0”对全球制造业未来发展有着十分重要的影响,而“制造2025”则对中国制造业的发展有着极为重要的意义。“制造2025”与“工业4.0”是否有着关联?比较这两个重要文献的框架就可以有基本判断(如图12所示)

 


1  德国工业4.0框架图

 


2  中国制造2025框架图

比较两个框架图可以发现:德国工业4.0包括7个部分,即远景目标、行动策略、支撑要素、优先发展领域、与他国的竞争策略等;中国制造2025分为4个部分,主要是形势和背景分析、基本指导原则、战略任务和重点发展领域以及支撑和保障体系。

共 同之处,两个文献均有明确的工作目标、行动的方向或基本策略、重点或优先发展的领域、支撑或保障体系。虽然德国的目标是要保证制造业的领先地位,中国则是 要跻身世界制造强国行列,但二者均是在对国际、国内产业发展形势进行研判后作出的决策,均指向先进制造业。从这个意义上讲,“制造2025”与“工业4.0”有共通之处。但显然,二者还是有重大差别。

在背景的描述上,“工业4.0”首先给德国制造业定位:德国是全球制造业最具竞争力的国家之一,机械和装备制造业的自动化水平在全球领先,占据全球信息技术的显著地位;德国将要在世界制造强国的背景下展开“工业4.0”的实施,要始终保住制造强国的领先地位,引领全球制造业的发展。“制造2025” 对中国制造业的定位:中国是制造大国而非制造强国,制造技术较之先进国家有较大差距;自主创新能力不强,关键技术或核心技术缺乏;能源利用效率低,环境污 染严重;缺少世界著名品牌,产业结构不合理,生产性服务业发展滞后。这表明,中国将要在制造业水平还不很先进、制造技术还较落后的基础上实施“制造2025”,跻身制造强国的行列。

在框架上,“工业4.0”突出了行动策略,即所谓的供应和市场双重策略;“制造2025”则强调了行动的指导思想和基本原则。“工业4.0”一直强调要建立一个物理系统,即所谓的CPS(Cyber-Physical System),这一系统包括智能的生产机器、数据资料存储介质、生产资料和生产设备从入厂到出厂的整合、物流过程的数字化、信息技术的端对端等多个子系统;“制造2025”则较注重体制机制的改革以及政府的组织实施。“工业4.0”关注了未来新背景下新型就业机会、就业模式、培训;“制造2025”关注的则是工业领域多层次人才培养。“工业4.0”注意未来几个发达国家的举措、制造业国际市场的趋势;“制造2025”注意中国制造业的对外开放和国际化水平。特别地,“工业4.0”是将行动方案和战略目标锁定在第四次工业革命,?图通过充分利用信息通讯技术和网络物理系统等手段,推出革命性的生产方法,实现制造业向智能化转型,形成以智能制造为主导的第四次工业革命;而“制造2025”则是提出制造领域信息化和工业化的深度融合,促成中国制造由大变强,没有提出第四次工业革命的概念。由此看来,“工业4.0”与“制造2025”显著地存在着差异。

 

二、目标与优先或重点领域的比较


 

作为发展和强盛制造业的重要文件,“工业4.0”和“制造2025”均提出了优先行动或重点发展的领域,这些重点领域从属于各自的工作目标和整体框架,其主要内容可对比列示如下(如表1所示)

 



资料来源:工业4.0工作组,德国联邦教育研究部:《机械工程导报》,20137-9月;中华人民共和国国务院:《中国制造2025》,http://www.gov.cn

由表1可知,工业4.0的重点发展领域是8个方面:(1)建立一个适用于所有合作伙伴公司产品和服务的参考框架,这一框架由标准、规定、技术说明等构成,涉及的对象包括制造过程、设备、工程、软件等;(2)通过建模、仿真等手段,建立管理复杂对象和系统的工具,特别是对于中小企业,要给工程师提供方法和工具,保证其在虚拟的世界中使用恰当的模型描述真实的世界;(3)扩大德国宽带互联网基础设施,保证制造业高运行可靠性和数据链路可用性,保证宽带的简单、可扩展、安全、可用且支付得起;(4)建立确保制造过程和产品安全、保险的措施和系统,涉及集成的安保战略和标准,产品、工艺和机器身份识别的独特性和安全性,从“工业3.0”到“工业4.0”的安全转移策略,用户友好的安全解决方案,商业管理安保,盗版产品打击,数据保护等;(5)采取“社会技术”方法,将持续的职业发展措施和技术软件架构进行紧密配合,提供一个单一的、连贯的解决方案,促成智能、合作和自我组织的相互作用,保证人们的工作愉快、安全与公平,保证竞争优势;(6)通过学院立方体、最佳实践网络等方式,调查工作场所获取的知识和技能,发展数字化技术学习的新方法,推广“工业4.0”所特有的学习内容和跨领域合作,开展职业及学术培训和持续的职业发展;(7)通过共同的法律合约,以促进创新的方式制定标准,以确保新技术符合法律和监管框架的发展,确保企业数据、数据交换责任、个人资料、信息物理系统通信的保密性和完整性;(8)采用和发展“效率工厂”倡议的成果,在制造环境和现代化生产线中提高资源效率,降低运营成本,使用尽可能低的资源数量,实现最大化的输出。

“制造2025”确定的重点发展领域是10个:(1)集成电路及专用装备、信息通信设备等新一代信息技术;(2)高档数控机床和机器人;(3)以大型飞机、新一代运载火箭、重型运载器为代表的航空航天装备;(4)深海探测等海洋工程装备及高技术船舶;(5)绿色智能、高速重载轨道等先进轨道交通装备;(6)电动汽车、燃料电池汽车等节能与新能源汽车;(7)超大容量水电机组、核电机组、重型燃气轮机等电力装备;(8)大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备;(9)金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料等新材料;(10)针对重大疾病的化学药、中药、生物技术药物新产品及高性能医疗器械等。

对比“工业4.0”和“制造2025”的重点突破领域,前者主要集中于制造业生产模式、生产环境、安全保障、制度建设、员工培训等;而后者则主要集中于生产制造的一些重要行业,并且这些行业多数是于2010年公布的应重点发展的战略性新兴产业。因此,从重点突破的领域看,“工业4.0”已经不再把技术、品牌等作为发展目标,而是转向生产模式、生产管理、生产安全等更高层面的制造理念。在德国,制造业已达到一种新境界;在全球,德国制造已是一个符号、一种象征②。“工业4.0”追求的是以网络化、智能化为主要特征的新工业革命生产模式。这一模式不仅要在制造技术上实现革命性的突破,还要引致生产组织方式和社会经济方面的深刻变化,引致人类生产力的巨大飞跃。显然,这是“制造2025”没有论及的。

作者简介:李金华,经济学博士,中国社会科学院数量经济与技术经济研究所研究员、教授、博士生导师,中国数量经济学会常务副理事长兼秘书长。

 来源: 《中国地质大学学报》