工業(yè)4.0時(shí)代來(lái)臨

辛妍

以“工業(yè)4.0”為代表的新一輪工業(yè)革命，或許正是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要契機(jī)

在捷克作家卡雷爾·查培克的劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》中，機(jī)器人是一個(gè)具有人的外表、特征和功能的機(jī)器。其后，作為科幻片中經(jīng)久不衰的題材之一，擁有人類智慧般的“智能”的機(jī)器人能夠依靠自身的動(dòng)力和控制能力，實(shí)現(xiàn)各種超難度的功能和任務(wù)。而現(xiàn)在，這個(gè)曾經(jīng)只能出現(xiàn)在科幻片中的場(chǎng)景正越來(lái)越多地出現(xiàn)在世界各國(guó)的工廠中。尤其是在德國(guó)，“人機(jī)協(xié)作”早已成為其現(xiàn)代工廠生產(chǎn)發(fā)展的主流?？梢哉f(shuō)，透過(guò)機(jī)器的觸角，德國(guó)已將“工業(yè)4.0”的精髓注入到了制造業(yè)的每一個(gè)角落。

制造業(yè)的興衰，印證著大國(guó)的興衰。沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，就不可能成為經(jīng)濟(jì)大國(guó)和強(qiáng)國(guó)。德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力來(lái)自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，這也正是為什么在金融危機(jī)中，德國(guó)能夠在歐洲經(jīng)濟(jì)中一枝獨(dú)秀。金融危機(jī)爆發(fā)后，先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展成為大國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。而德國(guó)提出來(lái)的“工業(yè)4.0”也備受關(guān)注。

事件 中德強(qiáng)調(diào)“工業(yè)4.0”合作

2014年10月，李克強(qiáng)總理訪問(wèn)德國(guó)，與德國(guó)總理安格拉·默克爾共同主持召開(kāi)第三輪中德政府磋商。會(huì)后，兩國(guó)政府共同發(fā)布《中德合作行動(dòng)綱要》。這項(xiàng)旨在落實(shí)2014年3月底習(xí)近平主席訪問(wèn)德國(guó)時(shí)提出的建立中德“全方位戰(zhàn)略伙伴關(guān)系”的行動(dòng)綱領(lǐng)的內(nèi)容多達(dá)110條，涵蓋了政治、經(jīng)濟(jì)、文化、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、文明等各個(gè)領(lǐng)域。尤為引人注目的是，在“互利共贏：可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和金融領(lǐng)域合作”篇章中，重點(diǎn)突出了雙方在制造業(yè)就“工業(yè)4.0”的攜手合作，而該領(lǐng)域的合作有望成為中德未來(lái)產(chǎn)業(yè)合作的新方向。中德這兩個(gè)出口大國(guó)對(duì)未來(lái)制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的共同判斷，可謂含義深遠(yuǎn)。

《中德合作行動(dòng)綱要》中有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容共有4條，其中第一條就明確提出工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化（即“工業(yè)4.0”）對(duì)于未來(lái)中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義，為此兩國(guó)政府應(yīng)提供政策支持和框架條件，由企業(yè)自行推進(jìn)“工業(yè)4.0”。同時(shí)，綱要提出由中國(guó)工業(yè)和信息化部、科技部與德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部、聯(lián)邦教研部組織建立“工業(yè)4.0”對(duì)話，為兩國(guó)企業(yè)在該領(lǐng)域開(kāi)展自愿、平等的互利合作搭建平臺(tái)。不僅如此，中德兩國(guó)還商定將在標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題上緊密合作，將“工業(yè)4.0”納入中德標(biāo)準(zhǔn)化合作委員會(huì)的工作議題。毫無(wú)疑問(wèn)，一場(chǎng)圍繞工業(yè)4.0悄然興起的新一輪工業(yè)革命將迅速影響到中國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程。

2014年3月，國(guó)家主席習(xí)近平訪問(wèn)德國(guó)時(shí)曾在《法蘭克福匯報(bào)》發(fā)表署名文章，指出當(dāng)前全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命呼之欲出，世界各國(guó)爭(zhēng)相調(diào)整、適應(yīng)，抓緊實(shí)施必要改革。其中，就曾重點(diǎn)提到德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。

2014年7月，德國(guó)總理默克爾在其任期內(nèi)第七次訪問(wèn)中國(guó)，并且?guī)?lái)了德國(guó)工業(yè)4.0工作組的眾多成員到工業(yè)和信息化部座談，使得工業(yè)4.0再次成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。而中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)、院士鄔賀銓認(rèn)為，此次中德兩國(guó)就工業(yè)4.0簽署合作綱要，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)正當(dāng)時(shí)，它意味著我國(guó)要在工業(yè)化與信息化同步發(fā)展的戰(zhàn)略中更快地促進(jìn)兩化融合，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展有著重要的價(jià)值，對(duì)當(dāng)下中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、結(jié)構(gòu)調(diào)整都有著特殊的意義。近來(lái)年，我國(guó)對(duì)信息化與工業(yè)化融合的推動(dòng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，如果能夠借鑒德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，那么我們的發(fā)展將會(huì)是跨越式的。

2014年11月，第十六屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在上海舉行。在此次會(huì)議上，中國(guó)版的工業(yè)4.0概念首次被正式提出，使得“工業(yè)4.0”再次成為一大熱門(mén)話題，而工業(yè)博覽會(huì)上的數(shù)控機(jī)床與金屬加工展、工業(yè)自動(dòng)化展、工業(yè)環(huán)保技術(shù)與設(shè)備展、信息與通信技術(shù)應(yīng)用展、新能源與電力電工展、節(jié)能與新能源汽車展、工業(yè)機(jī)器人展以及科技創(chuàng)新展，更是揭開(kāi)了中國(guó)版工業(yè)4.0時(shí)代的面紗。人機(jī)融合、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用及未來(lái)工廠等將為工業(yè)開(kāi)啟一個(gè)可視的未來(lái)。

焦點(diǎn) 全球重視“工業(yè)4.0”

在金融危機(jī)后，全球各國(guó)普遍掀起一股重新審視和定位實(shí)體經(jīng)濟(jì)的浪潮，尤其重新審視制造部門(mén)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中發(fā)展的功能與地位。雖然工業(yè)4.0是德國(guó)提出的新的口號(hào)，但可以說(shuō)它是全球制造業(yè)下一步的方向。因此，世界各國(guó)都給予了高度重視?；蛟S其他發(fā)達(dá)國(guó)家并沒(méi)有明確提出“工業(yè)4.0”計(jì)劃，但與之類似的各種變革已經(jīng)在各國(guó)悄然展開(kāi)，重振制造業(yè)成為近年來(lái)最優(yōu)先的戰(zhàn)略議程。

金融危機(jī)讓美國(guó)深刻地認(rèn)識(shí)到實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要性。為在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)權(quán)，美國(guó)于2009年初開(kāi)始調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，密集出臺(tái)了多項(xiàng)促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略。當(dāng)年12月，美國(guó)公布《重振美國(guó)制造業(yè)框架》。為恢復(fù)美國(guó)制造的昔日榮光，創(chuàng)造更多就業(yè)崗位，提振國(guó)家制造業(yè)總體競(jìng)爭(zhēng)力，美國(guó)政府于2010年8月提出《制造業(yè)促進(jìn)法案》。其后，又于2011年6月和2012年2月相繼啟動(dòng)《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》和《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》，并通過(guò)積極的工業(yè)政策，鼓勵(lì)制造企業(yè)重返美國(guó)。從實(shí)際效果看，美國(guó)制造業(yè)占GDP的比重從2010年的12%回升至2013年的15%。尤其是在2013年12月12日，美國(guó)白宮召開(kāi)了第一次CPS成員會(huì)議，實(shí)際討論的就是與德國(guó)的工業(yè)4.0一樣的內(nèi)容。雖然工業(yè)4.0概念是德國(guó)先提出來(lái)的，但實(shí)際上美國(guó)一直在做以CPS為概念的先進(jìn)制造。

與德國(guó)類似，美國(guó)的公司也大力支持它們自己的“工業(yè)4.0”。2012年秋，通用電氣公司（GE）提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，它與德國(guó)的“工業(yè)4.0”類似，即將智能設(shè)備、人和數(shù)據(jù)連接起來(lái)，通過(guò)高功能設(shè)備、低成本傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集及分析等技術(shù)的融合來(lái)提高產(chǎn)業(yè)效率。

日本是先進(jìn)制造大國(guó)，在制造領(lǐng)域擁有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期積累的機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到了工業(yè)生產(chǎn)中。比如本田公司就是利用機(jī)器人、無(wú)人搬運(yùn)機(jī)、無(wú)人工廠等先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，得以建成世界最短的高端車型生產(chǎn)線。同時(shí)，日本相當(dāng)重視對(duì)以信息技術(shù)、新能源為代表的新興產(chǎn)業(yè)的扶持。2009年和2010年，日本國(guó)際貿(mào)易委員會(huì)和日本通產(chǎn)省分別發(fā)布了《日本制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)策略》和《日本制造業(yè)》專題報(bào)告，包括全面推動(dòng)以制造為主的5個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2011年又公布了以增強(qiáng)制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力為主要目的的《應(yīng)對(duì)日元升值綜合經(jīng)濟(jì)對(duì)策》。2014年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省繼續(xù)把3D打印機(jī)列為優(yōu)先政策扶持對(duì)象，計(jì)劃當(dāng)年投資45億日元，實(shí)施名為“以3D造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

歐盟對(duì)制造業(yè)也相當(dāng)重視，綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展一直是其制造業(yè)發(fā)展的主攻方向，同時(shí)歐盟也希望在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)的“再工業(yè)化”。2011年，歐盟宣布投資2000億歐元支持相關(guān)制造業(yè)的發(fā)展，并且重點(diǎn)支持了一批面向未來(lái)的制造技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目，推動(dòng)諸如智能制造、ICT驅(qū)動(dòng)制造升級(jí)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等的研究與實(shí)踐。而法國(guó)對(duì)制造業(yè)的大力支持甚至更早，在2008年就已經(jīng)建立了向制造部門(mén)融入創(chuàng)新資金的國(guó)家主權(quán)基金——戰(zhàn)略投資基金。

近年，中國(guó)等新興經(jīng)濟(jì)體在全球制造業(yè)領(lǐng)域的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力迅速提升。其中，中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出約占全球的20%，成為全球制造業(yè)第一大國(guó)。同時(shí)，在全球設(shè)備制造業(yè)的32個(gè)子行業(yè)中，中國(guó)已經(jīng)在7個(gè)子行業(yè)中取得了領(lǐng)先地位。但是，“中國(guó)制造”與“德國(guó)制造”仍存在著明顯的差距。“德國(guó)制造”是質(zhì)量保障的代名詞，其每10家機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)中就有6家生產(chǎn)高端機(jī)械產(chǎn)品。與之相比，“中國(guó)制造”主要是要通過(guò)更低的生產(chǎn)成本取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是，這一競(jìng)爭(zhēng)力在“工業(yè)4.0”中將可以通過(guò)強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加以抵消。為此，中國(guó)政府制定了《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃》、《國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等，積極推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提升。而目前，工信部、發(fā)改委、科技部和國(guó)資委也正在借鑒德國(guó)經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)合編制《中國(guó)制造2025》，并相應(yīng)地提出工業(yè)智能化的內(nèi)容，為把我國(guó)打造成現(xiàn)代化的工業(yè)強(qiáng)國(guó)描繪出清晰的路線圖。如果說(shuō)德國(guó)的“工業(yè)4.0”是德國(guó)在面對(duì)美國(guó)信息產(chǎn)業(yè)和中國(guó)制造成本侵襲下重建產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略選擇，那么《中國(guó)制造2025》則代表了中國(guó)在從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的頂層設(shè)計(jì)和路徑選擇。值得一提的是，中國(guó)國(guó)內(nèi)首個(gè)“工業(yè)4.0—智能工廠實(shí)驗(yàn)室”已經(jīng)于2014年10月28日在同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)落成。

啟示 借鑒經(jīng)驗(yàn)發(fā)展中國(guó)“工業(yè)4.0”

在經(jīng)歷了30多年高速發(fā)展之后，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)能力與技術(shù)水平已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。但是同時(shí)，也正在受到雙重挑戰(zhàn)：一方面，發(fā)達(dá)國(guó)家加強(qiáng)對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重視，正在進(jìn)行“再工業(yè)化”運(yùn)動(dòng)；而另一方面，新興經(jīng)濟(jì)實(shí)體如印度和拉美國(guó)家擁有更低的勞動(dòng)力和資源成本。面對(duì)嚴(yán)峻的形勢(shì)，可以說(shuō)我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程又走到了一個(gè)歷史的十字路口，而以“工業(yè)4.0”為代表的新一輪工業(yè)革命，或許正是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要契機(jī)?？梢哉f(shuō)，正面臨經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的中國(guó)，積極融入和布局第四次工業(yè)革命是大勢(shì)所趨。

但是，必須要認(rèn)識(shí)到的是，我國(guó)長(zhǎng)期處于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的低端，先進(jìn)工業(yè)裝備、技術(shù)比發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距。與此同時(shí)，我國(guó)的信息化技術(shù)發(fā)展集中在消費(fèi)端，幾乎長(zhǎng)期忽視工業(yè)方面的信息化進(jìn)展。而“工業(yè)4.0”強(qiáng)調(diào)“虛實(shí)結(jié)合”，即計(jì)算機(jī)、信息化、網(wǎng)絡(luò)等虛擬技術(shù)與實(shí)體工業(yè)的融合，其核心就是智能化和物聯(lián)網(wǎng)。尤其是在智能化的產(chǎn)品內(nèi)核中，表面是工業(yè)設(shè)備，但內(nèi)核卻是計(jì)算機(jī)和信息化。發(fā)達(dá)國(guó)家是先工業(yè)化后信息化，而我國(guó)則是工業(yè)化與信息化同步發(fā)展。因此在現(xiàn)階段，無(wú)論是在智能化還是在信息化方面，我國(guó)的發(fā)展進(jìn)度均落后于歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家。當(dāng)前正值我國(guó)大力推動(dòng)兩化深度融合、促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，借鑒德國(guó)推行“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的理念、內(nèi)容和做法，發(fā)展具有中國(guó)特色的“工業(yè)4.0”，道路必定艱難，但卻也勢(shì)在必行。

首先，要注重中長(zhǎng)期規(guī)劃?！肮I(yè)4.0”是對(duì)整個(gè)制造業(yè)體系發(fā)展的總體思考，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、集成和社會(huì)資源的再配置。它不僅僅只是一個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，因此需要有中長(zhǎng)期的全面規(guī)劃。如前文所述，德國(guó)的“工業(yè)4.0”概念在2011提出，是德國(guó)政府確定的面向2020年的長(zhǎng)期國(guó)家戰(zhàn)略。

其次，配套工業(yè)基礎(chǔ)寬帶設(shè)施，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)和應(yīng)用，超前部署建設(shè)國(guó)家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。中國(guó)要決勝未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)，必須在構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上先行一步。但是，由于受各方壓力的影響，我國(guó)不可能很快達(dá)到德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。然而，我們可以先在社會(huì)信息化基礎(chǔ)方面推進(jìn)下一代互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模商用和前沿性布局，推進(jìn)三網(wǎng)融合，充分發(fā)揮下一代國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)兩化深度融合的支撐作用，做到可擴(kuò)展、安全、可用、支付得起。在此基礎(chǔ)上，在國(guó)家新的信息化發(fā)展戰(zhàn)略中加強(qiáng)對(duì)CPS的總體布局，研究制定CPS建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)、發(fā)展路徑和政策舉措。

再次，建立跨界研究小組或平臺(tái)，注重產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合推動(dòng)作用。德國(guó)的“工業(yè)4.0”是由產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)起的，“工業(yè)4.0”工作組的成員是來(lái)自產(chǎn)學(xué)研多方代表。也正因?yàn)槿绱?，“工業(yè)4.0”都會(huì)一經(jīng)提出便得到各界的積極響應(yīng)。因此，我國(guó)應(yīng)當(dāng)借鑒這一模式，聯(lián)合科研實(shí)力雄厚的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，組建產(chǎn)學(xué)研一體的研發(fā)聯(lián)盟，從而充分調(diào)動(dòng)各方資源和力量，共同推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。

另外，要積極建立標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展“工業(yè)4.0”。標(biāo)準(zhǔn)先行是“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的突出特點(diǎn)，因此應(yīng)當(dāng)重視標(biāo)準(zhǔn)的建立，借鑒德國(guó)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)制定標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，引導(dǎo)企業(yè)推進(jìn)信息化建設(shè)。同時(shí)，要努力實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化，使之為國(guó)際所認(rèn)可和采用，以?shī)Z取未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和話語(yǔ)權(quán)。

同時(shí)，可以利用市場(chǎng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，對(duì)傳統(tǒng)工廠生產(chǎn)模式進(jìn)行智能化改造試點(diǎn)。中國(guó)的制造業(yè)不可能在一夜之間完全達(dá)到工業(yè)4.0 的標(biāo)準(zhǔn)，但是可以通過(guò)與跨國(guó)公司合作，開(kāi)展工廠4.0試點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)工廠生產(chǎn)模式的智能化改造。同時(shí)，在大數(shù)據(jù)分析、處理技術(shù)上，中國(guó)不僅應(yīng)加強(qiáng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究，更要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)，在大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上要避免出現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面。

最后，就是對(duì)人的注意，要加強(qiáng)培訓(xùn)和職業(yè)發(fā)展?！肮I(yè)4.0”把人的發(fā)展作為技術(shù)發(fā)展的根本目的，強(qiáng)調(diào)在新的人——技術(shù)和人——環(huán)境體系中，提高人的能力。在德國(guó)，將近80%的年輕人接受的是職業(yè)教育，成功的職業(yè)教育為“德國(guó)制造”提供了大量?jī)?yōu)秀的產(chǎn)業(yè)工人。而現(xiàn)代技術(shù)工人的技能培養(yǎng)與職業(yè)發(fā)展一直是制約我國(guó)制造業(yè)升級(jí)的瓶頸因素。因此，推進(jìn)勞動(dòng)者能力發(fā)展刻不容緩。

工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)悄然到來(lái)，且來(lái)勢(shì)迅猛。這個(gè)新時(shí)代的變局雖然剛剛開(kāi)始，但意義重大，是又一個(gè)新紀(jì)元的開(kāi)始。然而，“工業(yè)4.0”也只是未來(lái)工業(yè)的一個(gè)起點(diǎn)。未來(lái)的制造業(yè)，將與服務(wù)產(chǎn)業(yè)一樣，建立在互聯(lián)網(wǎng)這一“共同的底盤(pán)”之上，使整個(gè)社會(huì)變得更加智能。未來(lái)的世界，必定是人與機(jī)器協(xié)作創(chuàng)造出來(lái)的世界。