德國工業(yè)4.0新啟示

宋紫峰+高慶鵬

近年來，中德雙方在制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方面取得了不少共識，開展了一系列互利合作。鑒于德國制造業(yè)的全球領先地位，全面認識和觀察德國工業(yè)4.0發(fā)展理念、推進機制、實踐效果等，對我國推動制造業(yè)轉型升級有著重要的借鑒意義。

國際影響不斷擴大：從漢諾威工業(yè)博覽會情況看工業(yè)4.0領先供應商戰(zhàn)略的推進

創(chuàng)始于1947年的漢諾威工業(yè)博覽會，是全球制造業(yè)領域最負盛名、規(guī)模最大的博覽會之一，也是德國乃至全球制造業(yè)前沿技術發(fā)展應用的集中展示地。2013年4月，德國政府正是在該博覽會上首次提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略。通過實地調研特別是與參會各方的深入交流，我們感到，德國工業(yè)4.0的理念接受度和技術成熟度都相對較高，其全球領先供應商戰(zhàn)略目標很可能實現。

工業(yè)4.0理念因其前瞻性和延續(xù)性而易于得到國際認同。2016年漢諾威工業(yè)博覽會的主題是“產業(yè)集成（Integrated I n d u s t r y）——發(fā)現解決方案”，展出包括工業(yè)自動化、數字化工廠、工業(yè)零部件、研發(fā)和技術、能源這五大塊，其中重點關注工業(yè)自動化和IT技術的結合、能源和環(huán)境工程、創(chuàng)新的分承包解決方案、研發(fā)等話題?？偟目?，發(fā)展前沿基本都體現了先進信息技術的廣泛滲透和融合。工業(yè)4.0的發(fā)展演進體現著向智能化、網絡化轉型發(fā)展的連貫思路，自然更易于得到國際社會的普遍認同。

德國企業(yè)不少技術及解決方案已相對成熟。從博覽會情況看，在提供相關技術及解決方案方面，德國、美國等國的企業(yè)明顯更具競爭力。作為博覽會的主辦國和合作伙伴國，德國、美國的參展企業(yè)數量眾多，分別位于第一位和第三位，并且?guī)缀跎婕傲怂嘘P鍵領域，受關注度非常高。更重要的是，這兩國的企業(yè)在基本理念、技術先進程度、解決方案成熟度和儲備等方面明顯處于優(yōu)勢地位，且兩國都有多家領先企業(yè)，在很多高端領域和環(huán)節(jié)已經形成了群體性優(yōu)勢。總的看，在理念被接受的前提下，又能提供相關的技術及解決方案，德國企業(yè)“走出去”自然空間廣闊。

國內應用見到實效：從博世集團洪堡工廠發(fā)展看工業(yè)4.0領先市場戰(zhàn)略的推進

無論何種產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，最終還是要落腳到企業(yè)層面，落腳到能否提高競爭力?？偟目?，據德國工業(yè)企業(yè)聯合會引用羅蘭貝格公司的研究表明，德國與瑞典、奧地利、愛爾蘭這四國目前處在工業(yè)4.0建設領跑者地位，一些德國企業(yè)已經清晰地感受到工業(yè)4.0在效率改進等方面的效果。

具體以博世集團洪堡工廠為例。該工廠在博世集團內外部相關評比中多次獲獎，被普遍認為是目前最具代表性的工業(yè)4.0樣板工廠之一。洪堡工廠有兩個事業(yè)部：一個生產具有大規(guī)模生產特征的汽車柴油系統(tǒng)，另一個生產具有多品種、小批量特征的驅動和控制部件。兩相比較，后一個事業(yè)部的生產類似“大規(guī)模定制”，產品差異性更大，生產組織復雜性顯著提高。比如，該事業(yè)部向1500多個客戶提供4500多種產品，重量從0.2-300公斤不等，長度從5-80厘米不等，批量從1-100件不等，單個部件的生產周期從5秒到125分鐘不等。為更好應對這種復雜性，該工廠在持續(xù)開展精益生產的基礎上，進行了工業(yè)4.0升級。工廠在2012年與高校、科研院所等合作研究智能工廠架構，2013年啟動智能自動化和數據挖掘工作，2015年初建立了基于價值鏈分析的工業(yè)4.0組裝線。這種改造升級的成效是顯著的，產品質量持續(xù)改善（從10年前的1000個PPM下降到70個PPM），生產和交付效率明顯提高，客戶認可度不斷提升，市場空間也更為廣闊。

抽象來看，生產制造型企業(yè)追求的目標是基本不變的，即以更低成本、更快速度滿足更具個性化的需求。不同企業(yè)因自身發(fā)展基礎等方面的差異，其能夠選擇的最現實、最經濟的競爭力提升路徑也有很大差異。洪堡工廠的實踐說明，在技術研發(fā)、質量控制特別是整體的精益生產達到較高水平后，工業(yè)4.0解決方案已成為進一步提高競爭力的重要手段。

公共服務體系日益健全：從平臺建設看工業(yè)4.0推進機制的完善

通過與德國各方的座談交流我們發(fā)現，德國各界特別是政府對工業(yè)4.0平臺（Platform Industrie4.0）建設寄予厚望。

建立平臺是為解決德國數字化轉型面臨的問題。德國雖然對實現工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標持樂觀態(tài)度，但也清醒地認識到其在數字化轉型過程中依然面臨著諸多挑戰(zhàn)。主要包括三個方面：一是在企業(yè)層面的IT建設和應用比較強，但在整個社會的IT建設和應用方面還較弱，特別是與美國的差距巨大；二是仍然有45%的企業(yè)（主要是中小企業(yè)）缺少面向數字化時代的解決方案；三是在商業(yè)模式創(chuàng)新方面與領先國家差距較大。工業(yè)4.0平臺，就是在以產業(yè)跨界融合發(fā)展、“基于合作的競爭”為特征的時代背景下，德國解決上述問題的一個重要抓手。

平臺目前已經發(fā)揮實質性作用。工業(yè)4.0平臺建設始于2013年漢諾威工業(yè)博覽會，三年多來已取得不少成效。一是成為知識和信息傳播節(jié)點。在線圖書館匯集了政府相關戰(zhàn)略文件以及平臺各工作組的研究成果等內容。用戶案例地圖集中展示了德國各類型企業(yè)應用工業(yè)4.0解決方案的實例，目前已有200多個。二是為企業(yè)開展測試提供多方面支持。新的想法、模式、組件等在正式投入生產前都需要作測試。平臺詳盡列出全德國500多處能夠開展相關測試的地點，以便于企業(yè)獲取相關資源。三是廣泛開展國際合作。平臺已與美國、中國、法國、日本等主要國家建立了聯系或提出了合作計劃，希望讓工業(yè)4.0從一個“德國課題”變成“世界性課題”，也為本土企業(yè)走向國際市場提供了便利。

平臺尤其重視為廣大中小企業(yè)提供公共服務?！半[形冠軍”被普遍認為是德國制造業(yè)長期保持競爭力的重要支撐。但在這次技術和產業(yè)變革中，基本都是大企業(yè)特別是跨國企業(yè)做主導，而有相當一部分德國中小企業(yè)對數字化轉型還抱有懷疑或觀望態(tài)度，特別是對前期高昂的投資和后續(xù)不確定的經濟回報心存疑慮。針對這種情況，在德國政府的支持下，平臺尤其重視為廣大中小企業(yè)提供公共服務。其做法主要包括：保障中小企業(yè)的參與；為中小企業(yè)提供信息、測試、資金等多方面支持；以應用實例化解中小企業(yè)的顧慮。

啟示及借鑒

通過在國內及德國與各個方面的廣泛調研座談，我們對全球制造業(yè)發(fā)展格局的變化以及如何實現國內制造業(yè)轉型升級有一些深切體會。

領先國家積極探索智能制造的發(fā)展路徑，并且正在加強相互合作。主要國家在智能制造方面的探索，是圍繞理念、模式、技術、標準等多個維度展開的，核心是理念及其實現路徑。從博覽會情況看，工業(yè)4.0和工業(yè)互聯網這兩種理念目前在全球競爭中處于領跑地位，其他發(fā)展理念盡管仍有迎頭趕上的機會，但難度已經較大。更為重要的是，博覽會集中展示了適用于不同場景的100多種解決方案，一些領域的實現路徑已相對比較明朗，這都說明領先企業(yè)已經將重點逐步轉向商業(yè)化應用和推廣。此外，自2016年年初以來，通過工業(yè)4.0平臺與工業(yè)互聯網聯盟（Industrial Internet Consortium）的對接等方式，德國、美國正不斷加強合作。2016年漢諾威工業(yè)博覽會也是雙方合作的一個重要契機。首次成為博覽會合作伙伴國，美國派出了其歷史上最大規(guī)模的代表團參展。在博覽會上，“當工業(yè)4.0遇上工業(yè)互聯網”論壇共吸引了8000多人參加，很多與會者對標準銜接等抱有濃厚興趣。

清醒看待我國與領先國家之間的巨大差距，切實增強追趕緊迫感。面對新工業(yè)革命，我國確實面對前所未有的歷史性機遇，但必須看到挑戰(zhàn)也十分艱巨。國內外調研中我們發(fā)現，在政策協(xié)調和針對性、生產制造過程與信息技術融合、中小企業(yè)發(fā)展環(huán)境、創(chuàng)新組織方式等多個維度上，我國與領先國家還存在較大差距，而且有相當一部分差距在中短期內可能都難以縮小。博覽會情況就是一個很好的例證。在博覽會的5200多家參展企業(yè)中，我國約有650家，絕對數量排第二位。但大多數企業(yè)集中在燈具制造、鑄造等領域（我們并不認為這些產業(yè)是低端的，只是這些企業(yè)生產的產品附加值不高），展臺與之相鄰的企業(yè)大多也來自發(fā)展中國家，受關注度總體較低；少數企業(yè)開始進軍工業(yè)自動化、工業(yè)機器人等領域，但目前來看還相對比較初級；僅有華為等個別企業(yè)能夠開始在一些重點展廳與全球領先企業(yè)同臺競技。

正確認識制造業(yè)向中高端“爬坡”的復雜性和難度，應腳踏實地、久久為功。產業(yè)發(fā)展實踐已反復證明，行百里者半九十，制造業(yè)越往高端發(fā)展遇到的難度越大。先進制造業(yè)基本都是人才、技術、知識、資金密集型行業(yè)。在一定的條件下，人才、資金、設備等還相對容易解決，但技術成熟、知識積累、市場認可等在短期內很難實現跨越式發(fā)展。盡管我國具備超大規(guī)模多層次國內市場等優(yōu)勢條件，不少產業(yè)在發(fā)展初期比較容易實現規(guī)模的快速擴張，但我們需要切實認識到在關鍵領域和環(huán)節(jié)實現突破的巨大難度，需要切實摒棄盲目樂觀和過度自信，腳踏實地做好自己的事情。

持續(xù)改造升級現有工廠是實現智能化發(fā)展的重要路徑。在現有工廠特別是水平不高工廠的基礎上，如何對接智能制造或者工業(yè)4.0，是國內很多企業(yè)關注的問題。洪堡工廠的案例表明，問題導向地對現有工廠進行持續(xù)改造，是一條比較經濟可行的道路。一方面，多數制造業(yè)企業(yè)難以承受新建工廠的高昂成本。正如洪堡工廠負責人所言，“我們當然更希望能有一個新廠來從頭布局工業(yè)4.0，但現實是我們無法承擔新建工廠的成本”。另一方面，持續(xù)改善是制造業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律，在新形勢下依然如此。洪堡工廠始建于1965年，其能夠在50多年發(fā)展歷史中長期保持競爭力，靠的就是堅持一套持續(xù)改善的理念并不斷深入實踐。該工廠近年來與工業(yè)4.0相關的實踐及成效，只是對此一個新的注解。

政策環(huán)境是制造業(yè)發(fā)展國際競爭的重要維度，需要在協(xié)調性、精準度以及細節(jié)上多做文章。主要國家中高端制造業(yè)的競爭是多個維度的競爭，一國政策環(huán)境是其中的一個重要維度?？鐕容^來看，我國還需要提高政策協(xié)調性，不然再好的政策在執(zhí)行中也會打折扣；需要提高政策精準度，通過科學評估重點抓住那些政策靈敏度高的關鍵問題；需要不斷完善政策細節(jié)，綜合心理、行為科學等多學科最新研究成果，從“細枝末節(jié)”處著手提高政策效能。