安晖:工业4.0:核心、启示与应对建议

选择字号:   本文共阅读 212 次 更新时间:2017-09-26 14:27:56

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安晖  

  

   制造业是国民经济的主体,其发展水平和发展状况直接决定着一国经济发展的方向、速度和质量。作为全球制造业大国,中国正面临着加快推进制造业转型升级和跨越发展的艰巨任务,需要在深入推进工业化与信息化融合的过程中学习其他国家和地区的经验做法。德国提出并正在实施的“工业4.0”战略,体现了制造业强国对未来制造业发展趋势的判读和布局,值得我国悉心研究借鉴。

  

   “工业4.0”核心直指新一轮工业革命

   “工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法,其目标是通过充分利用ICT和CPS等技术推动制造业向智能化转型,进而确保德国制造的未来

   从主要内容看,“工业4.0”可以概括为“123458”。

   “1”是指立足一套系统,即将资源、信息、物品和人相互关联的信息物理系统(Cyber-Physical System,简称CPS)作为重要技术基础和实现智能制造的核心。

   “2”是指聚焦两大主题,即通过打造“智能工厂”和“智能生产”推进工厂智能化,创造新产品、提高生产效率、解决众多社会问题。

   “3”是指实现三大转变,即实现生产由集中向分散的转变、产品由趋同向个性的转变、服务由客户导向向客户全程参与的转变。

   “4”是指达成四类目标,即开发智能化生产新方法、优化自动化新技术、满足劳动力变化新需求、形成工业生产新模式。

   “5”是指推进五大任务,即建成制造过程融合化和网络化的生产系统、强化生产制造中信息通信技术(Information Communication Technology,简称ICT)的创新和应用、构建标准化和规范化的模式、构建基于人机交互的新型企业组织模式、加强安全性和专有技术的研发和推广。

   “8”是指采取八项行动,即在标准化和参考架构、管理复杂系统、为工业建立全面宽频的基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的职业发展、规章制度、资源利用效率等方面采取行动。

   从提出背景看,“工业4.0”主要面向新一轮工业革命。德国是全球制造业大国,其产品一直以品质精良、技术领先著称,在众多领域拥有全球领先的地位和优势。甚至可以说,“德国制造”已成为质量和信誉的代名词。但德国并未就此满足,而是清醒地认识到其工业制造业正面临能源约束、劳动力资源结构改变、国际化竞争等多方面问题,面临众多新兴国家和美国等发达国家的竞争威胁。特别是继机械化、电气化和信息技术化之后,工业化的第四个阶段——第四次工业革命正在到来,它将带来巨大的机遇与挑战。为此,德国必须有所作为,提高工业竞争力,确保并增强工业制造业优势,在新一轮工业革命中占领先机。为此,经过几年的广泛探讨和深入研究,德国提出了“工业4.0”战略。德国学术界和产业界认为,“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法,其目标是通过充分利用ICT和CPS等技术推动制造业向智能化转型,进而确保德国制造的未来。

   从预期效果看,“工业4.0”将推动经济社会全面发展。一方面,“工业4.0”本身具有巨大潜力,能够满足个体用户的需求,更好地实现定制生产和小批量生产;能够增强灵活性,实现业务过程的工作流程和动态调配;能够推动决策优化,使设计决策得到更早验证,并对干扰做出更灵活的反应;能够提高资源生产和利用率,实现低消耗、高产出;能够创造出大数据分析等新的产业链服务环节,进而创造新的价值机会;能够有效应对工作场所人口的变化,更有效地面对劳动力短缺;能够保障工作和生活的平衡,让员工在工作与个人生活之间,以及个人发展与持续的职业发展之间实现更好的平衡。另一方面,“工业4.0”是德国政府颁布的《思想·创新·增长——德国2020高技术战略》中所提出的十大“未来项目”之一。这十大项目彼此相互关联、互相促进。通过实施“工业4.0”战略,围绕CPS,在智能工厂和智能生产两大主题上实现进步,可以推动环境保护与能源高效利用,实现人的发展与环境、产业(经济)发展间的协调,从而更好地推动经济社会全面发展。

  

   “工业4.0”为我国提供了宝贵启示与实践参考

   要秉持解剖麻雀的精神,对“工业4.0”相关理念一件件地梳理明白,对其提出的原因、相互间的联系研究清楚,再结合实际形成适合我国国情的具体可操作的行动指南

   从出发点来看,“工业4.0”和我国“两化融合”异曲同工。党的十七大提出了大力推进信息化与工业化融合的奋斗方向。从目标上讲,两化融合也是为了提升竞争力,实现可持续发展。从内容上讲,两化融合同样是一种系统性的思维,通过推进信息化与工业化的技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生,全面提高工业发展水平,包括产品研发、生产制造和企业管理的信息化、智能化水平。从这些方面看,“工业4.0”和我国两化融合可谓异曲同工。

   从操作性上看,“工业4.0”给我国提供了宝贵的示范和借鉴。虽然我国的两化融合战略已提出数年,但必须承认,我国对于如何理解和推进两化融合,在一定领域、一定程度上还存在“摸不清、嚼不烂”的问题,特别是在如何找准两化融合的核心点、关键点,如何“踏石留印、抓铁有痕”地一步步推进两化融合方面,还存在着许多需要研究的问题。德国是全球八大工业国之一,其工业企业整体上已处于“工业3.0”阶段,在信息技术应用、信息化与工业化融合发展方面有着丰富的实践经验。以此为基础,其“工业4.0”战略目标科学、任务明确、措施务实、发展路径清晰,加之“工业4.0”标准化路线图等一系列文件的配套,使得其具有了极强的可操作性。我国当前正处在经济发展的“换档期”,以德国“工业4.0”为代表的诸多发达国家的制造业发展战略为我国提供了诸多方面的启示。也正因为如此,我国不能因为与“工业4.0”异曲同工而自得,不能满足于对“工业4.0”理念的笼统理解,而是要秉持解剖麻雀的精神,对“工业4.0”相关理念一件件地梳理明白,对其提出的原因、相互间的联系研究清楚,再结合我国两化融合发展的实际情况,形成适合我国国情的具体可操作的行动指南,才能做到深得其味、深得其髓。

   从技术发展方向上看,高度自动化的智能制造将是未来制造业的重要特征。联合国曾发布报告指出,世界人口在未来43年内将增加25亿人,2050年达到92亿人。这一增量绝大多数来自欠发达地区的人口增长。发达地区由于生育率下降和平均寿命的延长,人口数量基本保持稳定,人口素质较高,但同时也呈现出深度老龄化的特征。而新兴国家由于经济快速发展和生活水平条件的改善,人口素质的提升速度和社会老龄化速度亦十分惊人。今天看来,这些预测均已成真。发达地区和新兴国家的人口结构变化,直接影响到全球劳动力供应和消费市场的格局,带给制造业新的挑战:一方面,工业生产技术日趋复杂,对劳动技能的要求日益提高,劳动力供应长期趋紧;另一方面,人口素质的提升使得社会消费需求日益细分,个性化成为消费主流。在这样的形势之下,制造业必须寻求新的生产技术,弱化对劳动力要素中体力素质的要求,强化对知识和经验等脑力素质的利用。从当前的技术发展趋势判断,基于嵌入式和自动工控系统的智能化制造技术是理想的选择。在未来的智能工厂中,高度自动化的机器在无人值守的车间里高效运转,而工人则在办公室甚至家中从事设计、控制和系统运维等更侧重知识技能的工作。

   从业态发展方向上看,制造业的网络化和服务化是大势所趋。以互联网、移动互联网、物联网为代表的新一代网络通信技术和飞速发展的现代物流产业,极大地促进了信息、资本和产品在全球的流动,加速了各个行业的融合,各国的经济关联度日益紧密。未来的制造业,市场是国际化的,资本、知识和人才的流动是无国界的,形成一张供销关系覆盖全球的制造价值网络。市场根据成本最小化原则,动态调整全球的分工格局,促进大部分处于产业链中间环节的制造业转变为制造服务业,同时带动各地区相关配套的生产性服务业飞速发展。

   从市场发展方向上看,企业个体品牌价值趋弱,国家产业集群品牌价值趋强。品牌是企业经营诚信、创新能力、技术能力和市场能力的综合体现,不管是现在还是未来,其都应被制造企业视为生命。但是,随着新兴通信技术和新媒体的兴起,市场营销手段日益丰富,新品牌推广的难度大大降低,客观上造成了企业个体品牌对消费者的冲击力长期趋弱。尽管如此,决定产品和服务竞争力的核心要素仍然是经营诚信、创新、技术、市场能力等方面,它们需要找到新的展现载体,这就是国家产业品牌兴起的原动力。多数企业保持经营诚信,反映了所在国家和地区市场竞争环境的规范和法制的完善;企业在创新、技术、市场方面有活力,反映出所在区域产业发展要素灵活,各类资源集聚和市场环境公平。因此,国家产业品牌将成为未来全球竞争格局中的核心价值载体。这方面德国做得最好。多年来,德国塑造了统一的品牌形象,“德国制造”代表了高品质和高可靠性,即便是消费者接触到一个陌生的产品品牌,如果表明“德国制造”也能为其加分不少。在这方面,我国则应反思并努力塑造“中国制造”的品牌认知。

   从实现路径上看,工业软件是未来先进制造业技术支撑体系的核心。未来先进制造业的智能化技术特征和网络化、服务化的业态发展趋势,都需要以工业软件的开发和深度应用作为技术支撑。智能制造技术的核心是高效可靠的自动化工控系统的深度应用,涉及产品与机器/机器与机器/机器与人之间的安全数据传输和交互、嵌入式的数据分析与处理、自适应的传感器集成系统等。网络化和服务化的制造业,一方面对企业内部的管理、商务分析、客户关系管理、资源调度统筹等提出了更多要求,另一方面,也对产业链上下游企业间的数据互通、业务协同提出了新的要求,这些挑战需要依靠新的通信技术、管理软件技术和商务智能分析技术来应对。工业软件和其他工业通信、传感、制造技术共同构成了未来先进制造业的技术支撑体系,而软件是整个体系的粘合剂和灵魂。

  

   兼容并蓄,务实推进我国制造业转型升级发展

   要贯彻实施《中国制造2025》,要加强面向未来制造业的技术研发和体系建设,在战略实施的推动过程中,注意政府和市场的分工互补,尽早启动智能制造技术的标准规划建设与实施

   德国“工业4.0”战略是制造业强国对于先进制造业发展方向和升级路径的决策,目标明确、措施务实、发展路径清晰,为我国制造业转型升级带来重要启示和借鉴。近期,我国发布的《中国制造2025》,成为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,既立足当前,面向传统产业转型升级、提质增效,提出了九大战略任务、五项重点工程和若干重大政策举措,又着眼长远,围绕应对新一轮科技革命和产业变革、抢占未来竞争制高点,前瞻部署了重点突破的十大战略领域。未来,我国应以《中国制造2025》为指导,同时不断汲取“工业4.0”等国外相关战略的精髓,大力推进我国制造业转型升级发展。

   一是要贯彻实施《中国制造2025》。通过加强组织领导,抓好宣传解读,同时抓紧制订各区域、各行业领域的专项规划、行动计划或实施方案,集中各方资源、各种要素,推进《中国制造2025》各项目标任务的顺利实现。

   二是要加强面向未来制造业的技术研发和体系建设。未来制造业强调信息技术与制造技术的融合,以智能化、网络化、服务化为发展方向,对工业网络通信、传感系统、工业计算、控制系统等多个方面,提出了新的更高要求,尤其是对贯穿各系统的工业软件技术和应用提出了更高的要求。

   三是要在战略实施的推动过程中,注意政府和市场的分工互补。充分发挥市场配置资源的基础性作用,可以使战略的实施事半功倍。政府的投资具有重要的导向作用,应特别注意优化统筹,主动弥补市场调节的盲区,并注意各个环节评估投资的效果,以及新技术推广应用的效果。

   四是要尽早启动智能制造技术的标准规划建设与实施。未来制造业特别强调数据的互联互通,这就带来了信息技术接口和安全标准的问题。在这方面,应尽早启动国家标准的研究,避免被国外技术厂商形成事实标准的垄断。另外,当前我国一些企业和行业联盟尝试提出了多套技术标准,但均由于缺乏足够的技术和市场能力,未被市场广泛认可,因此,需要发挥政府部门或更高级别的行业机构的主导作用。

  

   (本文作者为工业和信息化部赛迪智库软件与信息服务业研究所所长、研究员)

  

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文章来源:《国家治理》周刊

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