德國工業(yè)4.0近十年的進(jìn)展評估及啟示

文＝王羅漢 王偉楠

德國 “工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是主要以物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以迅速發(fā)展的新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體，加速向制造業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域全面滲透的技術(shù)革命。我國在緊盯技術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿的同時(shí)，仍需進(jìn)一步發(fā)揮我國比較優(yōu)勢，開展中德全面合作，加快發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)龍頭企業(yè)和中小企業(yè)并重發(fā)展，加快構(gòu)建自主可控的數(shù)據(jù)運(yùn)營安全體系和人才培養(yǎng)體系。

自德國提出“工業(yè)4.0”概念已過去十年。亨寧·卡格曼和沃爾夫?qū)の譅査固卦?021年3月撰寫了《十年工業(yè)4.0》，對他們在十年前寫的《工業(yè)4.0：依靠物聯(lián)網(wǎng)走向第四次工業(yè)革命》進(jìn)行了回顧，同時(shí)就十年來工業(yè)4.0這一概念的發(fā)展和全球表現(xiàn)進(jìn)行了梳理概括，并面向未來提出了新的愿景。2021年概念提出者對十年來“工業(yè)4.0”的發(fā)展進(jìn)行了概括與回顧，這對于其他國家的工業(yè)化轉(zhuǎn)型和未來工業(yè)發(fā)展的規(guī)劃都有借鑒意義。但實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0尚任重道遠(yuǎn)，十年來不僅其他國家，即便德國本身也遠(yuǎn)未達(dá)到工業(yè)4.0的愿景目標(biāo)?；诖?，我國在緊盯技術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿的同時(shí)，仍應(yīng)重視工業(yè)2.0、3.0的廣泛普及、鞏固與提高，仍需進(jìn)一步發(fā)揮我國比較優(yōu)勢，開展中德全面合作，加快發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)龍頭企業(yè)和中小企業(yè)并重發(fā)展，加快構(gòu)建自主可控的數(shù)據(jù)運(yùn)營安全體系和人才培養(yǎng)體系。

工業(yè)4.0近十年的進(jìn)展評估

（一）工業(yè)4.0取得一定成效

盡管提出“工業(yè)4.0”概念的亨寧·卡格曼認(rèn)為工業(yè)4.0的潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被完全應(yīng)用，德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略不論是對德國還是對其他國家/地區(qū)，都在不同程度上產(chǎn)生了影響。眾多政府機(jī)構(gòu)、組織、企業(yè)、工會(huì)、行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)術(shù)界對其概念的傳播做出了貢獻(xiàn)。根據(jù)德國信息技術(shù)、電信和新媒體協(xié)會(huì)（Bitkom）2017年提供的報(bào)告，在2016—2017年間，德國所有工業(yè)4.0相關(guān)行業(yè)中，硬件解決方案增長了14%以上，軟件解決方案增長了23%，IT服務(wù)增長了22%。德國是向工業(yè)4.0過渡的唯一歐洲國家，使用資本回報(bào)率獲得了顯著提高，從2000年的12%上升到2014年的30%以上。在過去的十年中，人工智能、區(qū)塊鏈、5G等新技術(shù)為工業(yè)4.0開辟了新機(jī)遇，全球越來越多的工業(yè)企業(yè)也在進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)、服務(wù)甚至商業(yè)模式的改造。

（二）工業(yè)4.0發(fā)展陷入困境

盡管德國早在2011年就提出了工業(yè)4.0概念和愿景，但10年后從成效來看，并未達(dá)到他們的預(yù)期目標(biāo)。2019年10月，德國經(jīng)濟(jì)研究所、德國伊福經(jīng)濟(jì)研究所、基爾世界經(jīng)濟(jì)研究所、萊威經(jīng)濟(jì)研究所和哈雷經(jīng)濟(jì)研究所等多家智庫機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了題為《德國經(jīng)濟(jì)面臨停滯，工業(yè)可能已陷入衰退》的報(bào)告，報(bào)告指出，歐洲最大經(jīng)濟(jì)體德國的制造業(yè)狀況正在迅速惡化，這是導(dǎo)致歐元區(qū)制造業(yè)下滑的主要原因。

中小企業(yè)接受工業(yè)4.0成最大困難。一方面，先進(jìn)工業(yè)4.0技術(shù)如何加快推廣，是德國需要面對的直接難題。2018 年，德國政府發(fā)布《德國人工智能發(fā)展戰(zhàn)略》，推動(dòng)本國在人工智能全領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。德國經(jīng)濟(jì)與能源部部長阿特邁爾也表示，政策的落腳點(diǎn)在于讓工業(yè)4.0技術(shù)在本國中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。但是歐洲經(jīng)濟(jì)研究中心（ZEW）和應(yīng)用社會(huì)科學(xué)研究所（Infas）的研究表明，只有21%的中小企業(yè)在生產(chǎn)中使用了數(shù)字技術(shù)。相比之下，如果中小企業(yè)能更一致地使用工業(yè)4.0，德國的GDP增長率還可以再增加0.3%。此外，德國盡管擁有高質(zhì)量的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，但該國在工業(yè)和企業(yè)數(shù)字化方面的表現(xiàn)相對其他國家較弱，在信息通信技術(shù)（ICT）初創(chuàng)企業(yè)以及創(chuàng)業(yè)文化等領(lǐng)域的表現(xiàn)也較差。另一方面，工業(yè)4.0數(shù)據(jù)安全隱憂成最大“卡脖子”環(huán)節(jié)。工業(yè)4.0是靠數(shù)據(jù)和軟件驅(qū)動(dòng)開展工業(yè)全領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，這就帶來一個(gè)開放、跨越組織邊界的全新命題。在此生態(tài)體系下，企業(yè)既要有全新的系統(tǒng)依賴性，又要具備新形式的攻擊手段，這讓信息安全暴露出巨大的軟肋。中小企業(yè)受限于技術(shù)和資金問題，數(shù)據(jù)泄露的可能性更大，一旦泄露將無法補(bǔ)救。網(wǎng)絡(luò)不安全還會(huì)造成知識產(chǎn)權(quán)泄露，這對企業(yè)來說更是致命的打擊。波恩中小企業(yè)研究所的研究表明：德國還有很大一部分企業(yè)由于缺乏評估數(shù)字化技術(shù)的有效途徑，對數(shù)字化轉(zhuǎn)型能否給企業(yè)自身帶來積極影響的評價(jià)偏低，因此德國中小企業(yè)群體還處在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起步階段。同時(shí)，更多的企業(yè)對數(shù)字化可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估過低，也存在較大IT安全隱患。很多公司不愿意充分發(fā)掘大數(shù)據(jù)，就是因?yàn)樗麄冇X得自己無法保護(hù)所生成數(shù)據(jù)的安全。

專業(yè)人才缺失是最大短板。根據(jù)德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(huì)（VDMA）的調(diào)查結(jié)果，2019年有30%的德國企業(yè)對工業(yè)4.0方面的人才需求增加了一倍，這種趨勢還將持續(xù)攀升。越來越多的企業(yè)需要具有相關(guān)領(lǐng)域附加資格的工程師，例如具有附加IT知識的機(jī)械和電氣工程師。針對人才結(jié)構(gòu)性問題，德國政府也在不遺余力地完善職業(yè)教育。事實(shí)上，早在2015年4月份，巴州就宣布撥款400萬歐元經(jīng)費(fèi)，在各大職業(yè)技術(shù)學(xué)校內(nèi)興建12座“學(xué)習(xí)工廠4.0”，以應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的勞動(dòng)力需求變化。此外，根據(jù)德國聯(lián)邦政府《聯(lián)邦研究與創(chuàng)新報(bào)告2020》的最新數(shù)據(jù)，2018年德國就在研發(fā)領(lǐng)域投入約1050億歐元，占GDP比重已達(dá)3.13%。其目標(biāo)是到2025年將德國科研投入占GDP比例提高至3.5%，其中的重點(diǎn)就是培養(yǎng)未來所需的IT人才和熟練網(wǎng)絡(luò)工程師。

全球推廣工業(yè)4.0水土不服越發(fā)凸顯。盡管德國“工業(yè)4.0”在政府和企業(yè)的推動(dòng)下獲得廣泛的認(rèn)同，在世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布多個(gè)相關(guān)報(bào)告或?qū)Ｖ?，但各國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)存在明顯差異，在面向全球推廣的過程中工業(yè)4.0異質(zhì)化傾向越發(fā)明顯。一是名稱表述與發(fā)展重點(diǎn)不同。美國稱為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，日本稱為“互聯(lián)工業(yè)”，在中國則“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“智能制造”均有使用。名稱的差異反映了各國都想建立自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，從而在強(qiáng)化本國產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的同時(shí)，推動(dòng)本國智能制造技術(shù)、裝備和系統(tǒng)解決方案在全球的推廣。同時(shí)主要工業(yè)大國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)的側(cè)重點(diǎn)也存在諸多差異，反映出各國的制造業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件和目標(biāo)存在差異。例如，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)從IT 出發(fā)，強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)的作用；德國工業(yè)4.0參考架構(gòu)強(qiáng)調(diào)設(shè)備，側(cè)重于現(xiàn)有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對接；日本的工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)強(qiáng)調(diào)連接；中國則強(qiáng)調(diào)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，落腳在提高制造業(yè)的發(fā)展水平上。二是各國在該領(lǐng)域的優(yōu)勢不同。不同地區(qū)、不同企業(yè)間的發(fā)展水平非常不均衡，發(fā)展理念和產(chǎn)業(yè)條件、優(yōu)勢的差異決定了幾個(gè)國家在此領(lǐng)域各具特色。三是德國的經(jīng)濟(jì)體量在全球化推行工業(yè)4.0中也不具有太大優(yōu)勢，比如中國與德國經(jīng)濟(jì)體量就差異太大，發(fā)展路徑?jīng)Q定了中國不可能“照搬照抄”德國經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)4.0是從德國的國情出發(fā)提出的概念。一方面德國是長期以制造業(yè)立足的國家；另一方面德國體量較小，產(chǎn)業(yè)鏈短而且較為單一，必須通過全球化把自己嵌入全球工業(yè)體系里。而中國和美國是龐大的單一經(jīng)濟(jì)體，要從整個(gè)經(jīng)濟(jì)體的運(yùn)營角度去考慮。目前我國工業(yè)等級代差較大，有些行業(yè)已經(jīng)追平發(fā)達(dá)國家，但大量的落后工廠依然存在，全面推進(jìn)工業(yè)4.0也存在很大問題。

啟示與建議

（一）啟示

德國所倡導(dǎo)的工業(yè)4.0，無論是其工業(yè)新思維，還是創(chuàng)新發(fā)展模式，我國都應(yīng)積極借鑒，但冷靜思考發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)孕枳叻现袊鴩榈墓I(yè)信息化和智能化道路。

一是工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)型還非常漫長，并不是立刻就能完成的顛覆性的變革。成功開展工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型的企業(yè)在全世界是少數(shù)，且無疑都是行業(yè)中的翹楚。各行業(yè)對工業(yè)4.0的需求程度也存在巨大差異，是否進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)型需要行業(yè)根據(jù)自己的判斷自主決定，堅(jiān)決避免“照搬照抄”德國工業(yè)4.0的做法。二是從轉(zhuǎn)型的發(fā)展態(tài)勢上看，工業(yè)4.0連德國本國的中小企業(yè)尚且都難以推廣，其他國家和地區(qū)要跟上德國的步伐必將更為緩慢。三是工業(yè)1.0到4.0之間并不存在相互取代的必然關(guān)系，而是共生且并行發(fā)展的關(guān)系。工業(yè)4.0或者說智能制造并非技術(shù)發(fā)展規(guī)律的必然結(jié)果，畢竟制造業(yè)的發(fā)展本身并沒有什么必然規(guī)律。即便是歐美，也存在大量工業(yè)1.0時(shí)代的制造技術(shù)、設(shè)備、理論和生產(chǎn)方式。生產(chǎn)方式只有適合不適合，并沒有落后不落后的說法。制造不能脫離產(chǎn)品而存在，不能只看制造過程本身，更要關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的提升。

（二）建議

一是在跟跑前沿技術(shù)的同時(shí)，仍應(yīng)重視工業(yè)3.0的全覆蓋。我國工業(yè)化起步較西方晚，存在工業(yè)基礎(chǔ)底子薄、產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍素質(zhì)弱、長期忽視職業(yè)教育等諸多問題。這些問題造成我國很多地方的生產(chǎn)還比較粗放低端，工業(yè)化水平不高，相關(guān)企業(yè)仍需要對產(chǎn)業(yè)的信息化甚至機(jī)械化進(jìn)行補(bǔ)課。即使在東部發(fā)達(dá)地區(qū)，按照發(fā)達(dá)國家的信息化標(biāo)準(zhǔn)看，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)3.0全覆蓋。主要表現(xiàn)為，企業(yè)管理體系落后，國際化管理水平不足。未來，我國除了需要選準(zhǔn)工業(yè)4.0的發(fā)展方向外，還需要打好基礎(chǔ)，彌補(bǔ)一部分技術(shù)短板，在適合信息化數(shù)字化的產(chǎn)業(yè)，盡快實(shí)現(xiàn)工業(yè)3.0高水平信息化全覆蓋。

二是深挖中德合作潛力，實(shí)現(xiàn)中國版“工業(yè)互聯(lián)經(jīng)濟(jì)”快速發(fā)展。在工業(yè)4.0發(fā)展進(jìn)程中，我國的比較優(yōu)勢是應(yīng)用場景多層級多生態(tài)，終端消費(fèi)群體龐大，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式層出不窮，資金周轉(zhuǎn)快；設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、銷售等各類人才充足，成本較低。如能與德國先進(jìn)的工業(yè)4.0理念相結(jié)合，則有望形成一個(gè)具有國際競爭力的工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)鏈。應(yīng)推動(dòng)中德產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、產(chǎn)業(yè)工程師聯(lián)盟、科技金融聯(lián)盟等建設(shè)，引導(dǎo)中德企業(yè)聯(lián)合試點(diǎn)構(gòu)建工業(yè)軟件、工業(yè)機(jī)器人、系統(tǒng)集成、工業(yè)App、工業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”等多種“新業(yè)態(tài)”。

三是盡可能與德國乃至其他發(fā)達(dá)國家互聯(lián)互通，同時(shí)做到數(shù)據(jù)資源與技術(shù)利用的自主可控。在適合智能制造的央企，應(yīng)堅(jiān)持提升基礎(chǔ)研發(fā)的比例，盡早攻克一批共性“卡脖子”技術(shù)，加快行業(yè)發(fā)展方向的引領(lǐng)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定；在配套發(fā)展領(lǐng)域，通過互聯(lián)互通，深入挖掘德國及其他發(fā)達(dá)國家客戶需求，在信息通信、人工智能、生物醫(yī)藥、創(chuàng)業(yè)文化等領(lǐng)域培育德式“隱形冠軍”。在數(shù)據(jù)運(yùn)營方面構(gòu)建自主可控的安全體系。加強(qiáng)在市場運(yùn)營領(lǐng)域的科技部署，深入研判各行業(yè)重大數(shù)據(jù)監(jiān)管、數(shù)據(jù)安全、信息泄密等時(shí)間情境，加大基礎(chǔ)性、前瞻性、系統(tǒng)性科技儲備。建立制度化、常規(guī)化的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測、預(yù)警評估和應(yīng)急處理監(jiān)測，跟蹤監(jiān)測主要國家、國際和區(qū)域組織對華科技政策、技術(shù)出口管制行為、投資審查、專利布局、標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略等，科學(xué)評估潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，及時(shí)給予預(yù)警和有效應(yīng)對。加快對人工智能、服務(wù)機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的行業(yè)規(guī)范的制定及立法工作，切實(shí)保障企業(yè)運(yùn)營的信息安全。