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2021/12/25
「深度影響智能製造進程，守望智能製造產業成長」
文 | 國務院發展研究中心
來自| 財經
近年來，全球主要經濟體都在積極尋求構築未來中長期增長的支點。美國提出製造業復興計劃，法國、英國、日本等也都各自提出了振興製造業的戰略或計劃。即便是一直被認為是製造業強國的德國也推出了工業4.0戰略。隨著經濟發展進入到新常態，進入增速換檔、結構優化和動力轉換的新階段，也宣布實施製造強國戰略和《製造2025》行動計劃。可以看出，各主要經濟體不約而同地將目光聚焦在製造業上。製造業是國民經濟的支柱型產業，目前的製造業規模已經位居世界第一，製造業占GDP比重接近35%，但一個清楚的事實是，的製造業總體上大而不強，結構性矛盾突出，自主創新能力弱的問題仍然沒有根本改觀。
新的形勢下，能否儘快提升製造業部門的核心能力和國際競爭力，將直接決定經濟轉型的成敗和大國崛起目標的順利實現。鑒於德國製造業部門在全球經濟中的引領地位和本國經濟中的特殊重要性，如何從理念到體系借鑒德國工業4.0，並結合實際，進行融合、創新和應用，從而推動製造業的轉型升級就顯得很有意義。
什麼是工業4.0？
本報告所闡述的工業4.0，是以工業、製造業部門為對象，以德國工業4.0為核心的一個概念體系，工業4.0是一個內涵豐富、動態演進的概念。
「工業4.0」由德國率先提出，其核心理念是：深度應用信息通信技術，推動實體物理世界和虛擬網路世界的融合，在製造領域形成資源、信息、物品和人相互關聯的「信息物理融合系統（CPS）」，該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網路空間虛擬系統—CPS相結合的手段，將製造業向智能化轉型。工業4.0相伴的是傳統工業創新與轉型，其實施過程是傳統工業創新發展的過程，涉及製造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新以及從大規模生產轉向個性化定製，從生產型製造轉型成服務型製造，從初級要素投入轉向知識性要素投入等。
工業4.0提出了參考框架模型（RAMI4.0），RAMI4.0從產品生命周期/價值鏈、層級和架構等級三個維度，分別對工業4.0進行多角度描述，它代表了德國對工業4.0所進行的全局式思考。有了這個模型，各個企業尤其是中小企業，就可以在整個體系中，尋找到自己的位置。在此基礎上，德國政府進一步提出了「智能服務世界」戰略，其目標是在工業4.0生產出來的智能產品的基礎上，通過物聯網技術，將產品連接到互聯網上，並應用大數據和其他 IT技術，將企業的商業模式從產品驅動轉變為數據驅動，從銷售產品轉變為銷售服務，從而實現業務模式的革新甚至革命。
工業4.0具有「自下而上」與「自上而下」相結合、需求導向、「以人為中心」和大生態等基本特徵。德國工業4.0源自於其企業界、產業界從定製化、個性化的終端需求出發解決生產過程中的質量問題、效益問題和效率問題而自發形成的自下而上的戰略，之後才上升到國家戰略，從而形成自上而下頂層設計、分層推動的系統優化組織和機制，總體布局是政府統籌，標準架構先行，龍頭企業與協會推動，中小企業廣泛參與。工業4.0注重人機協同，但強調以人（管理者、生產者、員工、用戶）為中心。工業4.0將利用新的工業平台構建起比原先更為廣泛和宏大的生態系統，構建一個能夠自行「生長」的生態圈，實現更大範圍的資源與要素配置。
工業4.0的主要趨勢是實現從數字化工廠到智能工廠、從企業內部集成到企業間集成、從單一封閉的平台到跨行業開放的平台以及從生產性製造到服務型製造等。
工業4.0的支撐體系主要有一系列標準體系、工業4.0平台、數字化設計和精益管理、以及人才、教育、職業培訓等組成，德國在國家戰略的推動下，圍繞工業4.0框架體系，由博世、西門子、SAP這樣的一些龍頭企業牽頭，中小企業廣泛參與進行了工業4.0眾多的實踐探索。
綜上所述，德國所定義的工業4.0，是由一個信息、一個網路、四大主題、三項集成、八項計劃組成的框架機構。其整體框架與的實際國情有很多不同，但對於大而不強的製造業，其實踐探索仍然有很多經驗啟示可供借鑒，如：（1）德國提出工業4.0戰略符合其國家階段性的產業升級需求，當前的發展階段雖和德國不同，但面臨的挑戰和內外環境與德國有部分相似的地方，具備實踐工業4.0的環境和基礎。（2）平台化機制有利於工業4.0的發展，自上而下的推動機制、平台化戰略、標準制定等成熟經驗能夠給帶來很多啟示。（3）工業4.0的發展將形成整合大中小企業的生態體系，發揮中小企業的積極性，構建整合大中小企業同步推進工業4.0的生態體系對推動製造業轉型升級是個有益的借鑒。（4）工業4.0需要人才結構的轉換作為支撐，既重視藍領工人的能力提升、人機協同的發展，更注重管理者素質的發展和複合型的人才的培育。（5）工業4.0的推進是一個循序漸進的過程，德國提出「工業4.0」的規劃也不過幾年時間，無論是企業還是政府仍處在摸索前進的狀態。在借鑒「工業4.0」推進位造業轉型升級的過程中，還面臨很多本土化的問題，現在各方面都還處於初步的探索階段，尚未在探索中尋找到最佳實踐，不能盲目推進，是一個循序漸進的過程。
製造業在工業4.0坐標系中的位置
製造業整體上處於2.0到3.0過渡的階段。信息化百人會與兩化融合服務聯盟計算了2016年製造信息化指數。根據測算，2016 年製造信息化指數為 36.9，對標工業 4.0，正處於由工業2.0向工業3.0過渡的階段。製造業尚缺乏具有較強綜合能力的產業綜合體。與德國、美國等發達國家相比，部分龍頭企業儘管在某方面的能力較為突出，但缺乏同時兼具各種能力的頂尖企業或者產業綜合體，導致在全產業鏈、全環節上推進工業4.0的能力仍然欠缺。製造業推進工業4.0的能力有限。隨著全球經濟結構深度調整，製造業面臨低端和高端雙向擠壓的雙重挑戰。效益水平過低，制約了這些企業通過推進工業4.0和智能製造進行升級的能力。製造業轉型升級的思路和路徑
順應全球製造業數字化、智能化、服務化、平台化和綠色化發展趨勢，借鑒發達國家推進工業4.0和工業互聯網過程中形成的信息物理系統（CPS）集成理念、結構化分層設計、嵌入式軟硬體集成、製造執行系統（MES）、大數據分析運營、雲服務、平台化支撐體系和商業模式創新等方面的成功經驗，結合製造2025戰略實施以及國內智能製造試點示範項目的有益探索，以推動製造業與數字化技術在全生命周期、全產業鏈上的深度融合為出發點，以推動製造業發展動能轉換和建設智能製造強國為近期和遠期落腳點，以實現智能製造的產業結構優化升級和企業生產效率提高為宏觀和微觀目標，全面推進位造業的數字化轉型，力爭到2050年將建成為世界智能製造強國，並在諸多新興和傳統製造業部門湧現出一大批全球領先的智能產品生產商、智能服務提供商和工業物聯網平台綜合運營商。宏觀目標（面向製造業）：借鑒以CPS為代表的工業4.0概念，推動實現基於工業4.0相關技術的優化升級，即通過工業4.0相關技術在製造業系統的深度應用，推動製造業結構的優化和提升，包括增長驅動力、價值網路、數字生產力、智能基礎設施、大數據決策與監管、產業生態群落和協同聯盟平台等幾個方面的子目標。微觀目標（面向企業）：總體微觀目標是應用工業4.0相關技術，通過生產效率提高、質量改善等等提升企業核心競爭力。涉及精益管理、涉及精益管理、數字化集成、需求響應、數據安全與標準、商業模式、數字化人才等若干子目標。中觀目標（面向細分行業）：——汽車產業：實現智能產品、智能生產、智能服務，以提高生產敏捷性，滿足消費者的個性化需求。——裝備製造業：推進裝備製造業工業知識體系、精益生產水平、工業雲服務平台的夯實與突破，促進工業綜合體和新型工業生態的培育。——家電行業：積極探索互聯工廠，縮短研發周期，提升產品滿意度，提升工廠的自動化程度和生產效率，快速滿足用戶個性化需求，實現從大規模製造到大規模定製的智能化轉型。——電子信息產業：借鑒工業4.0，提高企業競爭力，自主創新能力得到大幅提升，掌握一批關鍵核心技術，擁有一批自主知識產權，形成一批行業標準，形成若干具有全球競爭力的世界級龍頭大企業和電子信息產業集群；電子信息產業的產品在社會各領域的智能化應用得到普及。——石油化工業：實現石油化工智能製造的產品創新、技術創新和產業模式創新。「三步走」路線圖
第一步（3-5年）：補短示範和全面追趕。核心任務為「補短板、打基礎、擴試點、塑平台」。一是補齊工業互聯網的數字短板，打好軟硬體基礎；二是通過試點示範尋求重點突破的領域；三是借鑒德、美等國經驗，打造「版工業4.0平台」，為政、產、學、社、研、用等不同利益主體搭建一個通暢的信息溝通與利益訴求機制。第二步（5-10年）：重點突破、縮小差距。核心任務為「夯實基礎、提升水平、重點突破、局部領先」。一是鞏固第一階段已有成果，同時總結試點示範的經驗，及時發現問題並找到解決對策。二是提升水平，顯著提升工業4.0相關技術的應用水平；三是在軍民融合、3D列印、在人工智慧、機器學習、虛擬現實、數字化園區、智能人才等領域明顯縮小與發達國家的差距，並形成一大批優勢產業集群，參與國際競爭并力爭取得競爭優勢。第三步（10-15年）：並駕齊驅，全面超越。核心任務概括為「創新、超越、再創新、再超越」。經過二、三十年的探索與積累、學習與超越，智能製造水平無論是硬體方面還是軟體方面，都能達到國際領先水平，作為世界智能製造強國的地位最終確立。沿著「邊練內功、邊抓機遇」這個總體思路， 加強頂層設計和統籌協調；突破基礎共性技術，實現關鍵技術融合；突出示範應用、「以點帶面」和「從線到面」；加快標準體系建設；加快建設多層次人才隊伍；提升通信基礎設施建設水平；廣泛深入開展國際合作；加強實施方案的監測和反饋。以上內容選自發展研究基金會與最具影響力的高端媒體《財經》雜志聯手，於2017年推出的《發展高層論壇論壇2017年會會前刊》內文
【造奇智能產業新媒體】：國內第一家正式成立並開展運營的智能製造產業新媒體機構，聚焦工業4.0與智能製造時代的價值創造，以「深度影響智能製造進程，守望智能製造產業成長」為使命，聯接產業企業、大學、研究機構、政府、資本等產業核心力量，通過創新和融合力量，提供深度觀察、行業洞見、豐富資訊於一體的新媒體平台。
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