德國工業(yè)4.0對(duì)中關(guān)村搶占智能制造制高點(diǎn)的啟示

◎ 北京市海淀區(qū)委常委、副區(qū)長 孟景偉

德國工業(yè)4.0對(duì)中關(guān)村搶占智能制造制高點(diǎn)的啟示

◎ 北京市海淀區(qū)委常委、副區(qū)長 孟景偉

“工業(yè)4.0”概念問世于2011年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)，成型于2013年4月德國“工業(yè)4.0”工作組發(fā)表的名為《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》報(bào)告。2013年12月由德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)細(xì)化為“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。目前，“工業(yè)4.0”已經(jīng)上升為德國的國家戰(zhàn)略，被列為德國《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中的十大未來項(xiàng)目之一，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，使德國成為智能化生產(chǎn)系統(tǒng)領(lǐng)先國家?！肮I(yè)4.0”是當(dāng)前全球最具競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新性的項(xiàng)目之一，預(yù)示著未來全球制造業(yè)發(fā)展的重要方向。先進(jìn)工業(yè)是核心區(qū)重點(diǎn)培育的產(chǎn)業(yè)方向之一，借鑒德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的做法，對(duì)核心區(qū)推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、搶抓先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展先機(jī)、構(gòu)建高精尖經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)具有重要參考價(jià)值。

一、德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略主要內(nèi)容

從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)層面看，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略著眼于打造高度靈活、個(gè)性化、數(shù)字化的智能生產(chǎn)方式，系統(tǒng)謀劃了德國“工業(yè)4.0”時(shí)代制造業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)及路徑，對(duì)德國引領(lǐng)未來制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了戰(zhàn)略導(dǎo)向作用。德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的主要內(nèi)容可概括為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)主題、兩大戰(zhàn)略、三項(xiàng)集成和八項(xiàng)舉措。

建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。即信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)，其將通過物理設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的連接，使物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn)智能制造。建設(shè)信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括四個(gè)環(huán)節(jié)：通過大量部署各類傳感元件實(shí)現(xiàn)信息的大量采集；將智能IT控件嵌入各類制造設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化；依托高速通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、無差錯(cuò)傳輸；以及通過軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與指令發(fā)送，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。

研究兩個(gè)主題。即智能工廠和智能生產(chǎn)。智能工廠是未來智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。智能生產(chǎn)則側(cè)重于將人機(jī)互動(dòng)、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程，形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。

實(shí)施兩大戰(zhàn)略。一是領(lǐng)先的供應(yīng)商戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略關(guān)注生產(chǎn)領(lǐng)域，要求德國的裝備制造商必須遵循“工業(yè)4.0”理念，將先進(jìn)的技術(shù)、完善的解決方案與傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，制造智能生產(chǎn)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)“德國制造”質(zhì)的飛躍。二是領(lǐng)先的市場(chǎng)戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)德國國內(nèi)制造業(yè)市場(chǎng)的有效整合，其將通過構(gòu)建遍布德國不同地區(qū)、涉及所有行業(yè)、涵蓋各類大中小企業(yè)的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，幫助德國各類企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速的信息共享、達(dá)成有效的分工合作，實(shí)現(xiàn)更為專業(yè)化的生產(chǎn)，提高德國制造業(yè)生產(chǎn)效率。此外，該戰(zhàn)略還將通過企業(yè)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)一步促進(jìn)商業(yè)企業(yè)與生產(chǎn)單位的無縫銜接，拉近德國制造業(yè)企業(yè)與國內(nèi)市場(chǎng)及世界市場(chǎng)之間的距離。

實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成。一是關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，力求在智能工廠內(nèi)通過聯(lián)網(wǎng)建成生產(chǎn)的縱向集成。二是關(guān)注產(chǎn)品整個(gè)生命周期的不同階段，包括設(shè)計(jì)與開發(fā)、安排生產(chǎn)計(jì)劃、管控生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品的售后維護(hù)等，實(shí)現(xiàn)各個(gè)不同階段之間的信息共享，達(dá)成工程數(shù)字化集成。三是關(guān)注全社會(huì)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，從產(chǎn)品的研究、開發(fā)與應(yīng)用拓展至建立標(biāo)準(zhǔn)化策略、提高社會(huì)分工合作的有效性、探索新的商業(yè)模式以及考慮社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展等，從而達(dá)成德國制造業(yè)的橫向集成。

推出八項(xiàng)舉措。一是建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和開放標(biāo)準(zhǔn)的參考體系，實(shí)現(xiàn)信息交換共享，并促進(jìn)企業(yè)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅速普及與社會(huì)各方的參與。二是建立用于管理復(fù)雜系統(tǒng)的模型，為管理日趨復(fù)雜的產(chǎn)品與制造系統(tǒng)提供支撐。三是建設(shè)一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚?、穩(wěn)定、可靠。四是建立安全保障機(jī)制，在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對(duì)人與環(huán)境構(gòu)成威脅的同時(shí)，防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取。五是創(chuàng)新工作的組織和設(shè)計(jì)方式，探索建立新的生產(chǎn)協(xié)作方式，激發(fā)企業(yè)員工進(jìn)行“智能生產(chǎn)”的積極性，提高生產(chǎn)效率。六是注重對(duì)企業(yè)員工的培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展，奠定實(shí)施“工業(yè)4.0”的人力資源基礎(chǔ)。七是完善監(jiān)管框架，針對(duì)“工業(yè)4.0”實(shí)施過程中面臨的企業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)、個(gè)人隱私保護(hù)、多國貿(mào)易規(guī)則協(xié)調(diào)等新問題建立全新的監(jiān)管機(jī)制，確保戰(zhàn)略順利實(shí)施。八是建立“效率工廠”及企業(yè)關(guān)鍵績效指標(biāo)體系，為企業(yè)資源利用效率評(píng)估提供參考和量化工具，提升資源利用效率。

第一批被認(rèn)定的8家智能硬件孵化器

從全球競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)看，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是德國應(yīng)對(duì)國際金融危機(jī)，突破制造業(yè)發(fā)展瓶頸，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)再升級(jí)的重要戰(zhàn)略舉措，對(duì)提振德國工業(yè)具有重要作用。目前除德國外，美國、英國、法國、日本等世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體也紛紛出臺(tái)了再工業(yè)化戰(zhàn)略，意圖提振經(jīng)濟(jì)，擺脫經(jīng)濟(jì)低迷增長態(tài)勢(shì)。美國為扭轉(zhuǎn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)和虛擬經(jīng)濟(jì)失衡，瞄準(zhǔn)高端化、智能化、綠色化、服務(wù)化的發(fā)展趨勢(shì)，率先推出再工業(yè)化戰(zhàn)略，力圖重振本土先進(jìn)制造業(yè)。奧巴馬政府提出要在全美建設(shè)15個(gè)先進(jìn)制造協(xié)同創(chuàng)新中心，截至目前已建成3D打印創(chuàng)新中心、數(shù)字制造和設(shè)計(jì)創(chuàng)新中心、輕量制造和當(dāng)代金屬制造創(chuàng)新中心、下一代電力電子制造創(chuàng)新中心、復(fù)合材料制造業(yè)創(chuàng)新中心在內(nèi)的5個(gè)協(xié)同創(chuàng)新中心，并已啟動(dòng)第6個(gè)制造創(chuàng)新中心，即集成光子制造創(chuàng)新中心建設(shè)。歐盟2012年10月發(fā)布《指向增長與經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的更強(qiáng)大的歐洲工業(yè)》，提出要到2020年將工業(yè)占?xì)W盟國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重由15.6%提高到20%。英國2011年發(fā)表的《強(qiáng)勁、可持續(xù)和平衡增長之路》，將高端制造列為六大優(yōu)先發(fā)展行業(yè)之首。法國于2012年成立生產(chǎn)振興部，并選取支持34個(gè)工業(yè)項(xiàng)目以重振法國工業(yè)，力保工業(yè)強(qiáng)國地位。日本2013年制定“日本再興戰(zhàn)略”，并將產(chǎn)業(yè)再興戰(zhàn)略作為未來三大重點(diǎn)戰(zhàn)略之一。美德法日等國家的再工業(yè)化戰(zhàn)略充分說明，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，既是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的有效手段，更是搶占未來產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的必然選擇。

當(dāng)前，我國步入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，經(jīng)濟(jì)增速、增長動(dòng)力、增長模式、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整；首都城市發(fā)展進(jìn)入新階段，非首都功能疏解和高精尖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)建加快推進(jìn)。在新時(shí)期推動(dòng)核心區(qū)發(fā)展再上新臺(tái)階，要充分借鑒美德法日等發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，超前謀劃核心區(qū)先進(jìn)工業(yè)發(fā)展，為核心區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

二、對(duì)中關(guān)村發(fā)展先進(jìn)工業(yè)的啟示

以“工業(yè)4.0”為代表的全球新一輪工業(yè)革命正呈現(xiàn)出四大新趨勢(shì)：生產(chǎn)方式上，制造呈現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、個(gè)性化、本地化、綠色化等特征；分工方式上，呈現(xiàn)出制造業(yè)服務(wù)化、專業(yè)化、產(chǎn)品鏈一體化、產(chǎn)業(yè)鏈分工細(xì)分化等特征；產(chǎn)業(yè)組織方式上，向網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)化、扁平化演變；商業(yè)模式上，從以廠商為中心轉(zhuǎn)向以消費(fèi)者為中心，體驗(yàn)和個(gè)性成為制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)和利潤的重要來源。把握全球新一代制造技術(shù)變革的新趨勢(shì)，追趕、引領(lǐng)“工業(yè)4.0”時(shí)代制造業(yè)發(fā)展新潮流，核心區(qū)要結(jié)合首都科技創(chuàng)新中心戰(zhàn)略新定位，構(gòu)筑科技創(chuàng)新支撐先進(jìn)工業(yè)，先進(jìn)工業(yè)引導(dǎo)科技創(chuàng)新的雙引擎驅(qū)動(dòng)新格局，著力將核心區(qū)打造成為先進(jìn)工業(yè)總部聚集中心、研發(fā)創(chuàng)新中心、標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制中心、服務(wù)支撐中心以及示范應(yīng)用中心，避免過早陷入創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)化、空心化，厚植區(qū)域創(chuàng)新根基。

一是聚焦重點(diǎn)，依托制造業(yè)龍頭企業(yè)打造先進(jìn)工業(yè)總部聚集中心。發(fā)揮核心區(qū)駐區(qū)央企、軍企和高科技企業(yè)聚集優(yōu)勢(shì)，打造先進(jìn)工業(yè)總部聚集中心，增強(qiáng)區(qū)域總部經(jīng)濟(jì)實(shí)力。結(jié)合核心區(qū)先進(jìn)工業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃、“十三五”規(guī)劃和科學(xué)城建設(shè)，推進(jìn)先進(jìn)工業(yè)總部基地建設(shè)，聚焦新能源汽車、3D打印、新材料、智能硬件等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，吸引駐區(qū)制造業(yè)龍頭企業(yè)、國內(nèi)及全球相關(guān)知名制造業(yè)企業(yè)聚集，打造高端制造、智能制造、綠色制造為主導(dǎo)的先進(jìn)工業(yè)總部聚集中心。

二是技術(shù)主導(dǎo)，著力推進(jìn)先進(jìn)工業(yè)研發(fā)創(chuàng)新中心建設(shè)。圍繞智能機(jī)器人、軌道交通等核心區(qū)優(yōu)勢(shì)制造業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重大共性需求，采取政府、企業(yè)、高校院所多方合作的模式，建設(shè)一批跨領(lǐng)域、跨地區(qū)的制造業(yè)創(chuàng)新中心，構(gòu)筑先進(jìn)工業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。深入推進(jìn)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展，支持建設(shè)面向重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)、制造業(yè)工程數(shù)據(jù)中心及智能制造創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用中心，推進(jìn)軟件服務(wù)、制造資源、標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)、數(shù)據(jù)資源開放共享，培育社會(huì)化、共享式制造新模式。支持一批研發(fā)實(shí)力強(qiáng)的重點(diǎn)企業(yè)著力突破制約先進(jìn)工業(yè)發(fā)展的信息技術(shù)瓶頸，加快集成電路、高端通用芯片、基礎(chǔ)軟件等核心關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。

三是標(biāo)準(zhǔn)先行，搶占智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。把握智能制造發(fā)展的特點(diǎn)和規(guī)律，整合區(qū)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化資源，學(xué)習(xí)借鑒德國“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，加快建設(shè)包括智能制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖、智能工廠及智能產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、智能化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化“三化”融合管理體系等在內(nèi)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系，打造主導(dǎo)智能制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)制的全球中心，引領(lǐng)全球智能制造產(chǎn)業(yè)規(guī)范、健康發(fā)展。

四是夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化先進(jìn)工業(yè)發(fā)展的公共服務(wù)支撐。結(jié)合“智慧海淀”建設(shè)，加快建設(shè)支撐先進(jìn)工業(yè)的信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)下一代互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與制造業(yè)融合發(fā)展，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、感知設(shè)施與寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化匹配和協(xié)同發(fā)展，奠定先進(jìn)工業(yè)發(fā)展的硬件基礎(chǔ)。整合駐區(qū)高校、科研機(jī)構(gòu)、龍頭企業(yè)及政府公共服務(wù)資源，建設(shè)面向生產(chǎn)和消費(fèi)端的先進(jìn)工業(yè)公共服務(wù)平臺(tái)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用需求對(duì)接，為先進(jìn)工業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好的公共服務(wù)環(huán)境。

五是市場(chǎng)拉動(dòng)，打造一批示范應(yīng)用項(xiàng)目促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。結(jié)合全球新一代制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及核心區(qū)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)培育方向，聚焦核心區(qū)具有比較優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的智能硬件、智能機(jī)器人、增材制造、復(fù)合材料、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，集聚優(yōu)勢(shì)資源，推進(jìn)實(shí)施一批重大專項(xiàng)，加快實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的智能生產(chǎn)線、智能工廠核心裝備技術(shù)和產(chǎn)品的自主可控，率先打造相關(guān)產(chǎn)業(yè)的示范智能生產(chǎn)線和智能工廠。圍繞智能工廠和智能制造模式在行業(yè)的推廣應(yīng)用，支持建立網(wǎng)絡(luò)化、專業(yè)化、社會(huì)化的智能制造創(chuàng)新服務(wù)組織，開展成果轉(zhuǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)推廣等服務(wù)。

六是機(jī)制同步，為先進(jìn)工業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。建立先進(jìn)工業(yè)發(fā)展的長效機(jī)制，發(fā)揮政策引導(dǎo)、推動(dòng)和規(guī)范作用。圍繞智能制造細(xì)分領(lǐng)域，創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，實(shí)施智能制造高端人才培養(yǎng)計(jì)劃，支持建設(shè)全球智能制造領(lǐng)軍人才庫，培育適應(yīng)智能制造體系的新型產(chǎn)業(yè)人才隊(duì)伍，增強(qiáng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源動(dòng)力。完善信息安全保障機(jī)制，避免信息收集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)交換共享等智能生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)泄露，保護(hù)工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全及隱私信息，確保產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。