德國(guó)“工業(yè)4.0”的路徑選擇

雖然對(duì)于現(xiàn)在處于第幾次產(chǎn)業(yè)革命，以及德國(guó)“工業(yè)4.0”算不算工業(yè)革命存在不同的理解，但是各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始重新重視先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展確實(shí)是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。比如美國(guó)也在通過(guò)各種計(jì)劃，促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展，有人稱(chēng)之為“再工業(yè)化”。此外，日本潛心研究人工智能，解決勞動(dòng)力斷層并支持未來(lái)的工業(yè)智能化。無(wú)論是美國(guó)的“再工業(yè)化”風(fēng)潮、德國(guó)的“工業(yè)4.0”，還是日韓等國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型都不是簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)制造業(yè)回歸，而是伴隨著生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)模式的創(chuàng)新以及新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在此，我們對(duì)德、美、日三個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的這輪工業(yè)化熱潮進(jìn)行對(duì)比，以對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)革命在全球范圍內(nèi)的最新發(fā)展有更深入的了解，進(jìn)而為制定相應(yīng)行業(yè)和公司的發(fā)展策略提供參考。

德國(guó)推動(dòng)“工業(yè)4.0”的背景

毫無(wú)疑問(wèn)，在傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域，德國(guó)具有巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)：（1）德國(guó)更專(zhuān)注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開(kāi)發(fā)，以及對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的管理；（2）德國(guó)擁有強(qiáng)大的設(shè)備和車(chē)間制造工業(yè)，在世界信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面也有很專(zhuān)業(yè)的技術(shù)；（3）在挖掘新型工業(yè)化的潛能方面，德國(guó)擁有先進(jìn)的工業(yè)基礎(chǔ)與大量的人才儲(chǔ)備。（4）歐盟擁有眾多科技強(qiáng)國(guó)，德國(guó)作為歐盟成員國(guó)之一，在科研、管理技術(shù)、專(zhuān)業(yè)人才等方面與歐盟其他成員國(guó)之間的交流可以更頻繁便捷。

然而，從以信息技術(shù)為主導(dǎo)的“工業(yè)3.0”以來(lái)，美國(guó)在新產(chǎn)業(yè)發(fā)展上獨(dú)占鰲頭，德國(guó)等歐洲國(guó)家在其中的表現(xiàn)卻乏善可陳。面對(duì)著美國(guó)從2009年開(kāi)始實(shí)施的制造業(yè)回歸政策并提高其產(chǎn)品和技術(shù)在高端工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的局面，以及中國(guó)等新興市場(chǎng)國(guó)家通過(guò)成本優(yōu)勢(shì)和技術(shù)升級(jí)從低中端開(kāi)始向上對(duì)全球市場(chǎng)的蠶食，以德國(guó)為代表的西歐傳統(tǒng)工業(yè)國(guó)面臨著巨大壓力。

因此，由德國(guó)默克爾政府發(fā)起并在世界范圍內(nèi)推廣的“工業(yè)4.0”，希望重塑自己在工業(yè)領(lǐng)域的全球龍頭地位，并建立解決老齡化等問(wèn)題的積極應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略。德國(guó)提出工業(yè)4.0的概念，既是以“工業(yè)3.0”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)、制造業(yè)自動(dòng)化程度極高的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)和條件，更是德國(guó)對(duì)制造業(yè)未來(lái)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略預(yù)判及方向明確。由此可見(jiàn)，德國(guó)提出“工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略意圖十分清晰：即通過(guò)構(gòu)建智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，把德國(guó)強(qiáng)大的制造業(yè)單元連接起來(lái)，構(gòu)成—個(gè)信息和物理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最終推動(dòng)制造業(yè)由自動(dòng)化進(jìn)一步向智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向升級(jí)。正如業(yè)內(nèi)人士分析，德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的制定，充分體現(xiàn)了德國(guó)的危及意識(shí)、機(jī)遇意識(shí)和領(lǐng)先意識(shí)。

（1）危機(jī)意識(shí)。德國(guó)是傳統(tǒng)的科技工業(yè)強(qiáng)國(guó)，但是在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命中，傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)受到了來(lái)自各方面的挑戰(zhàn)，一部分新興產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)乏力，各界對(duì)德國(guó)未來(lái)的發(fā)展表現(xiàn)出某種憂(yōu)慮。信息通信技術(shù)是全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革中最具活力的技術(shù)，德國(guó)各界的普及共識(shí)是，德國(guó)乃至整歐洲喪失了全球信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。在全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新最活躍的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，全球市值最大20個(gè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中沒(méi)有歐洲企業(yè)，歐洲的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)基本被美國(guó)企業(yè)壟斷，德國(guó)副總理兼經(jīng)濟(jì)和能源部長(zhǎng)加布里爾曾說(shuō)，德國(guó)企業(yè)的數(shù)據(jù)由美國(guó)硅谷的四大公司把持，這正是他所擔(dān)心的。德國(guó)總理默克爾也指出，目前90%的創(chuàng)新在歐洲之外產(chǎn)生，歐洲不能錯(cuò)失下一代工業(yè)技術(shù)變革。默克爾同時(shí)對(duì)德國(guó)的制造業(yè)能否及時(shí)與現(xiàn)代的信息和通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，保障德國(guó)制造業(yè)在世界上的領(lǐng)先地位表示擔(dān)憂(yōu)。

（2）機(jī)遇意識(shí)。業(yè)內(nèi)人士在與德國(guó)“工業(yè)4.0”參與方的談?wù)撝辛私獾?，盡管德國(guó)各界對(duì)有些產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不盡如人意表現(xiàn)出了憂(yōu)慮，但對(duì)德國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力還是表現(xiàn)出強(qiáng)烈的自信，認(rèn)為德國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨許多機(jī)遇。智能制造不僅需要單項(xiàng)技術(shù)突破，也需要各種技術(shù)綜合集成，而這正是德國(guó)的優(yōu)勢(shì)所在。面對(duì)全球新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合的趨勢(shì)，德國(guó)迎來(lái)了鞏固和強(qiáng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的機(jī)遇。對(duì)于德國(guó)而言，這個(gè)市場(chǎng)是潛在的、也是現(xiàn)實(shí)的，沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家比德國(guó)更有條件和優(yōu)勢(shì)發(fā)展智能制造。德國(guó)相關(guān)協(xié)會(huì)調(diào)查表明，60%的德國(guó)機(jī)械設(shè)備制造商確信他們的技術(shù)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在未來(lái)五年會(huì)得到提高。正如德國(guó)所說(shuō)，歐洲、德國(guó)失去了互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇，但不能失去物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)是工業(yè)領(lǐng)域，德國(guó)不僅可以而且能夠在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)變革中抓住機(jī)遇引領(lǐng)潮流。

（3）領(lǐng)先意識(shí)。在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中，德國(guó)人有危機(jī)感，也看到新機(jī)遇，并試圖在工業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)保持全球領(lǐng)先的地位，基本途徑就是在向“工業(yè)4.0”邁進(jìn)的過(guò)程中先發(fā)制人，與世界制造強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)奪新科技產(chǎn)業(yè)革命的話語(yǔ)權(quán)，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。比如，智能制造的標(biāo)準(zhǔn)體系是全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)制高點(diǎn)，德國(guó)已搶先一步，制定了《“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)路線圖》，以此搶占“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的制高點(diǎn)。德國(guó)信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì)工業(yè)4.0部部長(zhǎng)說(shuō)，德國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)的核心架構(gòu)以及它在國(guó)際上的卓越地位，能夠與ICT技術(shù)結(jié)合并改革德國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)，德國(guó)希望在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命浪潮中扮演主要角色。德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的路徑選擇

德國(guó)將“工業(yè)4.0”視為國(guó)家戰(zhàn)略，將工廠智能化視為國(guó)家方針。在德國(guó)工業(yè)4.0工作組發(fā)布的《實(shí)施“工業(yè)4.0”攻略的建議》中，工作組認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”的關(guān)鍵是要推動(dòng)“雙重戰(zhàn)略”。工作組認(rèn)為，實(shí)施“工業(yè)4.0”主要是為德國(guó)制造業(yè)撬動(dòng)市場(chǎng)潛力杠桿，通過(guò)采用雙重戰(zhàn)略，即一方面在制造業(yè)中裝備CPS系統(tǒng)，另一方面推廣CPS技術(shù)及產(chǎn)品，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)德國(guó)裝備制造業(yè)的目的。

1.領(lǐng)先的供應(yīng)商策略。領(lǐng)先的供應(yīng)商策略是從設(shè)備供應(yīng)商企業(yè)的視角專(zhuān)注于“工業(yè)4.0”的。德國(guó)的裝備供應(yīng)商為制造企業(yè)提供世界領(lǐng)先的技術(shù)解決方案，并藉此成為“工業(yè)4.0”產(chǎn)品的全球領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)商、生產(chǎn)商和市場(chǎng)先導(dǎo)。關(guān)鍵是若想實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的飛躍，現(xiàn)在就要尋找出聰慧的手段，將頂尖技術(shù)解決方案與信息技術(shù)新潛力相結(jié)合。就是信息通信技術(shù)與傳統(tǒng)高技術(shù)戰(zhàn)略的系統(tǒng)性集成，企業(yè)得以管理迅速變化的市場(chǎng)和日益復(fù)雜的全球市場(chǎng)，進(jìn)而能為自己開(kāi)創(chuàng)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

2.主導(dǎo)市場(chǎng)策略?！肮I(yè)4.0”主導(dǎo)市場(chǎng)的就是德國(guó)國(guó)內(nèi)制造業(yè)。為了形成并成功擴(kuò)展這一主導(dǎo)市場(chǎng)，地處不同地方的商務(wù)活動(dòng)需要建立緊密的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，企業(yè)間也需建立更加密切的合作關(guān)系。這將反過(guò)來(lái)要求對(duì)處于不同價(jià)值創(chuàng)造階段和產(chǎn)品全生命周期、產(chǎn)品不同生產(chǎn)階段及相應(yīng)的制造系統(tǒng)進(jìn)行邏輯的、端對(duì)端數(shù)字集成。

“工業(yè)4.0”最優(yōu)配置目標(biāo)，只有在領(lǐng)先的供應(yīng)商策略和領(lǐng)先的市場(chǎng)策略交互協(xié)調(diào)并能確保其潛在利益都能發(fā)揮的情況下才能實(shí)現(xiàn)。因此，這種方法被稱(chēng)為雙重戰(zhàn)略。它包括三個(gè)關(guān)鍵特征：（1）通過(guò)價(jià)值鏈及網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)企業(yè)間橫向集成；（2）貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的端到端工程數(shù)字化集成；（3）企業(yè)內(nèi)部靈活且可重新組合的網(wǎng)絡(luò)化制造體系縱向集成。

實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略計(jì)劃——包括研究經(jīng)費(fèi)、具體開(kāi)發(fā)與應(yīng)用措施——應(yīng)基于兩個(gè)目標(biāo)構(gòu)建其雙重策略，即在德國(guó)制造業(yè)企業(yè)中營(yíng)造主導(dǎo)市場(chǎng)并將德國(guó)裝備制造業(yè)建成世界領(lǐng)先的供應(yīng)商。為此，德國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)化體系的構(gòu)建、信息化建設(shè)、信息安全的保護(hù)，以及研發(fā)體系、人才培育體系等方面，采取了切實(shí)的行動(dòng)。

1.持續(xù)深入地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題進(jìn)行研究。2013年，德國(guó)機(jī)械及制造商協(xié)會(huì)（VDMA）、德國(guó)電氣電子（ZWEI）和信息技術(shù)協(xié)會(huì)（BITKOM）共同設(shè)立德國(guó)“工業(yè)4.0平臺(tái)”，平臺(tái)確定了規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)、安全、研究與創(chuàng)新三大主題。2015年4月，德國(guó)經(jīng)濟(jì)和能源部、德國(guó)教育和研究部共同啟動(dòng)升級(jí)版“工業(yè)4.0平臺(tái)”建設(shè)，接管由上述三大協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)的“工業(yè)4.0平臺(tái)”，并公布了現(xiàn)有平臺(tái)首期成果。2013年12月，平臺(tái)發(fā)布《“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》，提出有待標(biāo)準(zhǔn)化的12個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，包括體系架構(gòu)、用例、概念、安全等交叉領(lǐng)域、流程描述、儀器儀表和控制功能、技術(shù)和組織流程、數(shù)字化工廠等。2015年4月發(fā)布的《工業(yè)4.0實(shí)施戰(zhàn)略》為“工業(yè)4.0”概念提供直觀展示，同時(shí)也將需要制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量進(jìn)一步聚焦到網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)、信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、價(jià)值鏈標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)分層標(biāo)準(zhǔn)等。

2.大力推進(jìn)信息化建設(shè)。為迎接信息社會(huì)的新挑戰(zhàn)，確保德國(guó)在大數(shù)據(jù)時(shí)代居歐洲領(lǐng)先地位，2014-年8月20日，德國(guó)聯(lián)邦政府內(nèi)閣通過(guò)了由德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部、內(nèi)政部、交通與數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部聯(lián)合推出的《2014-2017年數(shù)字議程》，提出在變革中推動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)普及”、“網(wǎng)絡(luò)安全”、“數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展”三個(gè)重要進(jìn)程，希望以此打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的“數(shù)字強(qiáng)國(guó)”。德國(guó)憑借自身較高的信息化水平，通過(guò)大型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和地方數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，重視在政府管理中運(yùn)用數(shù)據(jù)資源服務(wù)公眾和服務(wù)決策。早在2000年，德國(guó)就發(fā)布了《2005年聯(lián)邦政府在線計(jì)劃》，要求聯(lián)邦政府到2005年將所有可在網(wǎng)上提供的服務(wù)在線提供給公眾。

除了強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)在政府系統(tǒng)的運(yùn)用，德國(guó)也重視各行各業(yè)之間的信息資源共享。例如，2013年1月，為了提高科研與教育中的數(shù)字信息支撐能力，德國(guó)科學(xué)組織聯(lián)盟啟動(dòng)了第二期數(shù)字信息計(jì)劃，該計(jì)劃主要包括以專(zhuān)業(yè)的信息科學(xué)與信息技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)科研數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和開(kāi)放共享、確保用于科研目的的科研數(shù)據(jù)不受訪問(wèn)限制、實(shí)現(xiàn)數(shù)字出版物的永久保存等內(nèi)容?？梢钥吹?，德國(guó)對(duì)數(shù)據(jù)資源的運(yùn)用并不僅僅局限于數(shù)據(jù)本身的開(kāi)放和提供，數(shù)據(jù)更是促進(jìn)政府更有效運(yùn)轉(zhuǎn)和社會(huì)更多發(fā)揮創(chuàng)造能力的強(qiáng)有力支撐，以數(shù)據(jù)開(kāi)放來(lái)支持和促進(jìn)社會(huì)創(chuàng)新，能夠更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。

3.強(qiáng)化信息安全戰(zhàn)略。德國(guó)一方面大力推動(dòng)信息化建設(shè)，另一方面格外重視數(shù)據(jù)保護(hù)和信息安全。通過(guò)立法來(lái)保障信息安全，是德國(guó)的一大特色，德國(guó)的數(shù)據(jù)保護(hù)法律比較系統(tǒng)和規(guī)范，被譽(yù)為“歐洲信息安全的典范”。1997年，德國(guó)頒布了全面規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)信息傳播行為的法律——《信息和通訊服務(wù)規(guī)范法》。2002年，德國(guó)通過(guò)《聯(lián)邦數(shù)據(jù)保護(hù)法》，并于2009年進(jìn)行修訂?！堵?lián)邦數(shù)據(jù)保護(hù)法》是德國(guó)關(guān)于數(shù)據(jù)保護(hù)的專(zhuān)門(mén)法，其中規(guī)定，信息所有人有權(quán)獲知自己哪些個(gè)人信息被記錄、被誰(shuí)獲取、用于何種目的，私營(yíng)組織在記錄信息前必須將這一情況告知信息所有人，如果某人因非法或不當(dāng)獲取、處理、使用個(gè)人信息而對(duì)信息所有人造成傷害，此人應(yīng)承擔(dān)責(zé)任?！堵?lián)邦數(shù)據(jù)保護(hù)法》修改生效后，更多德國(guó)企業(yè)開(kāi)始對(duì)客戶(hù)信息實(shí)施高水平的保護(hù)措施，提高了客戶(hù)信息的保密性和安全性。在《2014至2017年數(shù)字議程》中，德國(guó)進(jìn)一步提出最晚將于2015年出臺(tái)《信息保護(hù)基本條例》。除了立法，德國(guó)也通過(guò)一系列戰(zhàn)略方案和具體的行動(dòng)來(lái)加強(qiáng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息安全。一系列的信息安全戰(zhàn)略提高了德國(guó)對(duì)大數(shù)據(jù)的安全運(yùn)用能力。

4.嚴(yán)密的國(guó)家創(chuàng)新體系。德國(guó)能推動(dòng)“工業(yè)4.0”的體系，與他的研發(fā)體系休戚相關(guān)。德國(guó)創(chuàng)新體系的構(gòu)成大體上可以分為四個(gè)層次：政策決策與管理層、咨詢(xún)與協(xié)調(diào)層、科學(xué)協(xié)會(huì)和研究執(zhí)行層和私營(yíng)部門(mén)及工業(yè)協(xié)會(huì)層。政策決策與管理層由聯(lián)邦與各州的議會(huì)及政府構(gòu)成，負(fù)責(zé)制定和執(zhí)行與教育、技術(shù)和創(chuàng)新相關(guān)的政策及實(shí)施細(xì)則，并負(fù)責(zé)創(chuàng)新外部環(huán)境的建設(shè)。咨詢(xún)和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)主要包括：科學(xué)委員會(huì)、創(chuàng)新與增長(zhǎng)咨詢(xún)委員會(huì)和聯(lián)邦州文教部長(zhǎng)常設(shè)會(huì)議等，主要負(fù)責(zé)為聯(lián)邦和州政府提供與科學(xué)政策相關(guān)的建議，并向總理提供咨詢(xún)?？茖W(xué)與研究協(xié)會(huì)主要包括：研究基金會(huì)和馬普學(xué)會(huì)等，這些協(xié)會(huì)一方面從事科學(xué)研究，另一方面又負(fù)責(zé)制定并執(zhí)行相關(guān)的研究政策及資金分配。工業(yè)協(xié)會(huì)主要包括聯(lián)邦工業(yè)協(xié)會(huì)、特定領(lǐng)域的工業(yè)協(xié)會(huì)和工商總會(huì)等，圍繞著特定的研究課題開(kāi)展一些輔助性活動(dòng)，為其成員提供各種與研究和創(chuàng)新相關(guān)的服務(wù)。

德國(guó)資助科研機(jī)構(gòu)的渠道很多，如政府、企業(yè)、各種非盈利性基金組織和歐盟等。聯(lián)邦和各州政府主要負(fù)責(zé)資助具有重大意義的、跨地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)和計(jì)劃；企業(yè)是德國(guó)科研經(jīng)費(fèi)投入的主要來(lái)源，研發(fā)總投入的2/3來(lái)自企業(yè)；私人出資的基金會(huì)是國(guó)家資助主渠道的重要補(bǔ)充，除私人出資的基金會(huì)以外，德國(guó)還有一批以政府為主要出資方的基金會(huì)，它們?yōu)榇髮W(xué)生和博士生提供獎(jiǎng)學(xué)金，資助外國(guó)頂尖年輕科學(xué)家在德國(guó)以及德國(guó)年輕科學(xué)家到國(guó)外開(kāi)展科研；歐盟研究框架計(jì)劃也是德國(guó)研發(fā)活動(dòng)的重要資助渠道之一。