國際比較視角下的中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
——基于中美德日的對比分析

文/劉軍梅 謝霓裳

在新一輪科技革命的推動(dòng)下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)逐漸成為許多國家的核心競爭力之一。在這樣的大環(huán)境下，作為制造大國，制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型更是成為中國經(jīng)濟(jì)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的重中之重。

制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是“產(chǎn)數(shù)融合”重要方向

數(shù)字經(jīng)濟(jì)可分為數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化兩部分，數(shù)字化轉(zhuǎn)型屬于產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的內(nèi)容，制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型則是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化中更為具體的一個(gè)層面。

（一）數(shù)字技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的數(shù)字化

技術(shù)和產(chǎn)業(yè)是兩個(gè)維度，技術(shù)發(fā)展到一定階段后才會(huì)形成產(chǎn)業(yè)，數(shù)字技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化也同樣適用這一邏輯。推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化實(shí)際上就是要把從原理發(fā)現(xiàn)到技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品和服務(wù)開發(fā)、市場運(yùn)作，再到經(jīng)濟(jì)融合的鏈條，想盡辦法打通、打透。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化則指應(yīng)用數(shù)字技術(shù)和數(shù)據(jù)資源為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來產(chǎn)出增加和效率提升，是數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的融合。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的下一步發(fā)展將會(huì)是加快實(shí)體經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，尤其是制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)基礎(chǔ)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，提高實(shí)體經(jīng)濟(jì)質(zhì)量效益和核心競爭力。

從邏輯關(guān)系上看，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是基于數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的。數(shù)字技術(shù)首先形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)之后，才能去給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)賦能，因此數(shù)字產(chǎn)業(yè)化是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的前提，而產(chǎn)業(yè)數(shù)字化必然會(huì)形成產(chǎn)數(shù)融合的狀態(tài)，并且產(chǎn)業(yè)數(shù)字化成功的企業(yè)通常會(huì)進(jìn)一步把自己的產(chǎn)數(shù)融合數(shù)字化能力進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。由此可見，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化與產(chǎn)業(yè)數(shù)字化之間存在著相互促進(jìn)、螺旋上升的機(jī)制。

（二）制造業(yè)數(shù)字化概念的狹義和廣義之分

我們認(rèn)為，狹義的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是指從工業(yè)3.0階段向工業(yè)4.0階段轉(zhuǎn)變的過程，即在已實(shí)現(xiàn)信息化的基礎(chǔ)上將業(yè)務(wù)生產(chǎn)信息進(jìn)行數(shù)字化儲存、處理和計(jì)算，從而在數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能決策和個(gè)性化生產(chǎn)，即實(shí)現(xiàn)智能化；而廣義的數(shù)字化轉(zhuǎn)型則是在以上概念的基礎(chǔ)上，還同時(shí)包括企業(yè)通過信息化改造實(shí)現(xiàn)工業(yè)3.0的階段。

廣義數(shù)字化轉(zhuǎn)型的概念比較符合廣大發(fā)展中國家的國情，因?yàn)樵诎l(fā)展中國家的實(shí)踐中，信息化和數(shù)字化的先后順序并不是絕對的。特別是在中國，許多中小型工業(yè)企業(yè)并未實(shí)現(xiàn)信息化，甚至部分企業(yè)還未實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化生產(chǎn)。在這一背景下，脫離信息化改造而單純談數(shù)字化轉(zhuǎn)型是不現(xiàn)實(shí)的，中國制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型完全可以實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)字化的齊頭并進(jìn)。

中美德日布局制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略差異

當(dāng)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為不可阻擋的趨勢后，世界各國紛紛開始依據(jù)自身的優(yōu)勢，對制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提出了不同的構(gòu)想和規(guī)劃。

（一）中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)劃布局

沿著中國的五年發(fā)展規(guī)劃脈絡(luò)，我們可以將我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)劃與發(fā)展進(jìn)程大致劃分為準(zhǔn)備、起步和深入推進(jìn)三個(gè)階段：

1.準(zhǔn)備階段：“八五”至“九五”計(jì)劃（1991—2000年）。國家科技部在“八五”和“九五”計(jì)劃期間先后實(shí)施了CAD應(yīng)用工程和CAD/CIMS應(yīng)用工程，成功普及了自動(dòng)化、信息化的相關(guān)理念，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為國家推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型積累了初步的經(jīng)驗(yàn)。

2.起步階段：“十五”計(jì)劃至“十二五”規(guī)劃（2001—2015年）。2002年黨的十六大首次提出了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的口號，并在“十五”計(jì)劃期間啟動(dòng)了制造業(yè)信息化工程。2007年黨的十七大首次提出“信息化與工業(yè)化融合發(fā)展”，中國從此進(jìn)入推進(jìn)“兩化融合”的發(fā)展階段，并開啟了“甩圖紙”和“甩賬表”的“兩甩工程”的試點(diǎn)應(yīng)用，推動(dòng)制造業(yè)向集成化發(fā)展。黨的十八大則提出要“推動(dòng)戰(zhàn)略性新產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)健康發(fā)展”的目標(biāo)，并在之后成立了中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，加強(qiáng)了對信息化工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

3.深入推進(jìn)階段：“十三五”規(guī)劃至今（2016年至今）。2015年后中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)入了深入推進(jìn)階段，中國政府開始推進(jìn)制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的融合，打造制造業(yè)的“雙創(chuàng)”平臺，啟動(dòng)智能制造和機(jī)器人的重大工程，大力研發(fā)智能機(jī)器人、高端成套裝備和3D打印設(shè)備等，努力夯實(shí)智能制造的發(fā)展基礎(chǔ)。這期間國家各部委也陸續(xù)發(fā)布相關(guān)戰(zhàn)略文件，積極推動(dòng)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

（二）美國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略布局

2008年金融危機(jī)的重創(chuàng)使得美國在痛定思痛之后再次意識到了制造業(yè)的重要性，開始引領(lǐng)制造業(yè)向高端領(lǐng)域邁進(jìn)。

1.提出“再工業(yè)化”和“制造業(yè)重返美國”口號。美國政府希望利用其強(qiáng)大的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力來發(fā)展低耗能高附加值的先進(jìn)制造業(yè)，將重振制造業(yè)作為國家長遠(yuǎn)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，陸續(xù)出臺了一系列支持政策。

2.推出《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》。該戰(zhàn)略正式將發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)提升至國家戰(zhàn)略的高度，提出了完善先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新政策、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)公地建設(shè)和優(yōu)化政府投資的三大原則；明確了加快中小企業(yè)投資、提高勞動(dòng)技能、建立健全伙伴關(guān)系、調(diào)整優(yōu)化政府投資和加大研發(fā)投資力度等五大目標(biāo)。

3.創(chuàng)建國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。截至2021年，美國在全國范圍內(nèi)創(chuàng)建了16個(gè)頂級的創(chuàng)新中心，以政府基礎(chǔ)投資拉動(dòng)社會(huì)投資，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級，為在美國工業(yè)采用先進(jìn)制造技術(shù)鋪平了道路。

（三）德國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略布局

德國是數(shù)字化時(shí)代的倡導(dǎo)者和引領(lǐng)者，在2013年就提出了“工業(yè)4.0”的概念，希望借助一系列的政策支持，保持德國制造在全球的領(lǐng)先地位。

1.率先提出工業(yè)4.0概念。工業(yè)4.0在德國被認(rèn)為是由物聯(lián)網(wǎng)及其服務(wù)引領(lǐng)的第四次工業(yè)革命，制造業(yè)數(shù)字化是工業(yè)4.0的核心領(lǐng)域，通過引入新型數(shù)字技術(shù)，將制造業(yè)的設(shè)計(jì)端、生產(chǎn)端和銷售端聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)智能制造。

2.創(chuàng)建中小企業(yè)工業(yè)4.0卓越中心。德國在全國建立了25個(gè)中小企業(yè)工業(yè)4.0卓越中心，在資助中小企業(yè)的同時(shí)，培育樣板企業(yè)和樣板實(shí)驗(yàn)室，供所有有數(shù)字化改造意愿的企業(yè)參觀。隨著越來越多的數(shù)字化改造項(xiàng)目的實(shí)施，這些中心已經(jīng)在數(shù)字化方面積累了相當(dāng)豐富的寶貴經(jīng)驗(yàn)，勢必會(huì)推動(dòng)整個(gè)德國工業(yè)，特別是中小企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程。

3.搶先推行標(biāo)準(zhǔn)制定和歐洲數(shù)字化框架。統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對工業(yè)4.0至關(guān)重要，能夠制定和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)將在國際競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。因此，德國政府希望通過推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定，避免本國企業(yè)依賴于外國技術(shù)，并在競爭中獲得優(yōu)勢。

（四）日本制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略布局

日本早在20世紀(jì)90年代就開始重視智能制造的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)后則提出了“工業(yè)互聯(lián)“的概念。

1.確立互聯(lián)工業(yè)的戰(zhàn)略方向?；ヂ?lián)工業(yè)的戰(zhàn)略由安倍晉三于2017年首次提出，其主要核心包括：建設(shè)人與設(shè)備和系統(tǒng)交互的新型數(shù)字社會(huì)，通過合作與協(xié)調(diào)解決工業(yè)新問題，積極培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)字技術(shù)的高級人才。

2.推出工業(yè)價(jià)值鏈計(jì)劃。為了使“互聯(lián)工業(yè)”愿景得到更好實(shí)現(xiàn)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2015年支持成立了日本工業(yè)價(jià)值鏈促進(jìn)會(huì)，以大型企業(yè)為中心，同時(shí)在周圍接入中小企業(yè)，形成一種創(chuàng)新型的企業(yè)互聯(lián)形式，為其成員企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級提供了一個(gè)良好的協(xié)同創(chuàng)新平臺，大大降低了成本，促進(jìn)了日本智能制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。

3.倡導(dǎo)“官產(chǎn)學(xué)”一體化合作機(jī)制。日本產(chǎn)業(yè)界會(huì)選擇與大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)合作開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品，而政府則主要扮演制定相關(guān)政策、搭建平臺等角色。日本高達(dá)80%的專利技術(shù)轉(zhuǎn)換率很大一部分要?dú)w功于“官產(chǎn)學(xué)”一體化的合作機(jī)制。

（五）中美德日制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略布局的差異性分析

由于中美德日四國制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程以及所處的階段并不相同，使得制造業(yè)各具優(yōu)勢和特點(diǎn)，四國據(jù)此對制造業(yè)的數(shù)字化提出了不同的構(gòu)想和規(guī)劃，這些差異性主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面:

1.戰(zhàn)略目標(biāo)不同。中國的戰(zhàn)略目標(biāo)是以智能制造為主攻方向，是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個(gè)整體規(guī)劃。德國戰(zhàn)略意在鞏固與強(qiáng)化“德國制造”在全球的領(lǐng)先地位，在全球推廣“德國標(biāo)準(zhǔn)”。美國戰(zhàn)略的首要任務(wù)則是重振制造業(yè)，吸引制造業(yè)企業(yè)重返美國，提升美國在全球先進(jìn)制造領(lǐng)域的份額。日本的戰(zhàn)略目標(biāo)則是建設(shè)新型數(shù)字社會(huì)，實(shí)現(xiàn)“工業(yè)互聯(lián)”“互聯(lián)制造”，促進(jìn)日本智能制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。

2.發(fā)展路徑不同。美德日的發(fā)展路徑是從精益化到自動(dòng)化，再到數(shù)字化，最后實(shí)現(xiàn)智能化；而中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展路徑可以分為兩種：一種是先數(shù)字化，然后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，最后實(shí)現(xiàn)智能化；另一種則是從精益化出發(fā)，逐步數(shù)字化、自動(dòng)化，最后實(shí)現(xiàn)智能化。中外路徑的差異主要在于是先實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)化”還是先實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”。中國的兩種路徑都是數(shù)字化先于自動(dòng)化，主要原因在于自動(dòng)化裝備的價(jià)格昂貴，而中國大部分制造業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)是小批量、多批次，從企業(yè)特點(diǎn)以及成本效益考慮，并不適合全面自動(dòng)化。

3.發(fā)展的側(cè)重點(diǎn)不同。中國在發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，還注重以兩化融合為主線，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在自動(dòng)化、信息化方面的“補(bǔ)課”。而美國的“再工業(yè)化”是依托于其強(qiáng)大的科技實(shí)力，利用數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)來發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，因此美國重點(diǎn)關(guān)注機(jī)器人、生物技術(shù)等先進(jìn)制造領(lǐng)域。德國的戰(zhàn)略側(cè)重在“守住制高點(diǎn)”，更多地聚焦于技術(shù)的市場化、產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和國際化。日本則依托于其堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)和在機(jī)器人領(lǐng)域的優(yōu)勢，重點(diǎn)發(fā)展機(jī)器人、人工智能及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，深化其與制造業(yè)的深度融合，提升制造業(yè)的生產(chǎn)效率，強(qiáng)化競爭力。

4.對中小企業(yè)的關(guān)注度不同。中、德兩國更關(guān)注中小制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。德國大型企業(yè)的數(shù)字化水平較高，部分企業(yè)處于世界頂尖水平，因此德國的政策扶持更多地關(guān)注中小企業(yè)，建設(shè)了大量的中小企業(yè)工業(yè)4.0卓越中心和中小企業(yè)測試床，為中小企業(yè)提供認(rèn)識和了解數(shù)字化的機(jī)會(huì)，并提供具體的數(shù)字化改造實(shí)施方案。而在中國，中小企業(yè)是市場經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，但由于技術(shù)、資金、人才以及管理經(jīng)驗(yàn)等方面的限制阻礙了中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，所以各級政府都嘗試解決中小企業(yè)面對數(shù)字化轉(zhuǎn)型“不會(huì)轉(zhuǎn)”“不能轉(zhuǎn)”“不敢轉(zhuǎn)”的問題。

5.支援體制或平臺成熟度不同。美國政府把國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)作為“孵化器”，以“產(chǎn)學(xué)研政”合作的形式，促進(jìn)研究成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，從而提升美國制造的整體實(shí)力。德國政府搭建了工業(yè)4.0平臺以及中小企業(yè)工業(yè)4.0卓越中心，由政府領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的專家共同參與，為所有工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供幫助。日本政府形成了成熟的多方合作支援體制即官產(chǎn)學(xué)一體化合作機(jī)制，在技術(shù)成果轉(zhuǎn)化方面起到了顯著的作用。中國政府目前也搭建了兩化融合平臺，但在參與企業(yè)數(shù)量、平臺功能建設(shè)等方面仍有待提高。

中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成效及其與美德日的比較

（一）中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成效

自20世紀(jì)90年代起，歷經(jīng)30多年的發(fā)展，中國制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型逐漸駛?cè)肟燔嚨?，兩化融合與智能制造取得了長足進(jìn)步，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)逐步展開，軟硬件供給能力不斷提升，數(shù)字化生態(tài)建設(shè)有序推進(jìn)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得了顯著的成效。自2015年至2018年，試點(diǎn)示范項(xiàng)目的生產(chǎn)效率平均提高45%，產(chǎn)品研制周期平均縮短35%，產(chǎn)品不良品率平均降35%，涌現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等新模式、新業(yè)態(tài)。與此同時(shí)，5G與制造業(yè)的融合程度快速提升。

（二）中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型相較于美、德、日的比較優(yōu)勢

具有中國特色的工業(yè)背景也使得中國的制造業(yè)及其數(shù)字化轉(zhuǎn)型形成了自己獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在制造業(yè)規(guī)模大、體系最完整；5G技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平；新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式的先導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)先；制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的潛在市場規(guī)模較大等方面。

（三）中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型相較于美、德、日的不足與差距

我國與這些國家在制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面的差距主要體現(xiàn)在工業(yè)的整體技術(shù)水平相對落后；傳統(tǒng)和新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的提升空間仍然很大；基礎(chǔ)研發(fā)投入不足；國產(chǎn)軟件缺乏競爭力；工業(yè)數(shù)字化滲透率不高；數(shù)字化轉(zhuǎn)型配套服務(wù)的行業(yè)生態(tài)并不健康等方面。

結(jié)論與建議

中國的制造業(yè)主體是大量的中小腰部企業(yè)，其特點(diǎn)是“不標(biāo)準(zhǔn)、小批量、多批次、利潤低”，所以德國工業(yè)4.0的頂層設(shè)計(jì)并不適合中國。相反，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)思維下的數(shù)字化轉(zhuǎn)型恰好可以與中國的實(shí)際情況相匹配。中國制造業(yè)的特點(diǎn)造就了大量的應(yīng)用場景和試錯(cuò)機(jī)會(huì)，在良好的配套設(shè)計(jì)和電力等基礎(chǔ)環(huán)境中，中國擁有非常好的利用數(shù)字化工廠來實(shí)現(xiàn)彎道超車進(jìn)而再通過自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)智能化的機(jī)會(huì)，要推進(jìn)中國制造強(qiáng)國的建設(shè)，就必須著力解決以下問題：

一是要繼續(xù)加快推進(jìn)數(shù)字技術(shù)設(shè)施建設(shè)，加快布局與推進(jìn)“5G+”模式的應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)；二要大力發(fā)展數(shù)字化相關(guān)技術(shù)，攻克“卡脖子”難題，加強(qiáng)對基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)的研究投入，并依托在5G通信領(lǐng)域上的優(yōu)勢，在全球范圍內(nèi)尋找合作伙伴，突破某些國家的技術(shù)封鎖；三是要推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，打造數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)，鼓勵(lì)大型企業(yè)加強(qiáng)與中小企業(yè)的合作，通過建設(shè)供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)體系，吸納中小型供應(yīng)商，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展；四是在國家層面開展提升國民數(shù)字素養(yǎng)的社會(huì)工程，大力培養(yǎng)數(shù)字技能復(fù)合型人才，為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入持續(xù)動(dòng)力。