發展工業4.0要立足國情，切忌盲目跟風
http://www.debgrams.com 2014-09-16 08:40 來源：賽迪智庫裝備工業研究所所長
『導讀：工業4.0概念提出以來，受到中國業界的廣泛關注，這是好事，表明中國業內對新一輪科技革命和產業變革的關注，但需要清醒地認識中國工業發展所處的階段，切忌盲目跟風。』
●中國東部沿海的一些省市的工業發展水平已經總體上達到了工業2.5時代，甚至少數省市已經接近工業3.0時代，但為數尚多的中西部地區甚至還沒有達到工業2.0的發展水平。
●數字化、智能化、網絡化技術是以信息技術、自動化技術與先進制造技術全面結合為基礎的。而中國制造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD軟件和企業管理軟件得到很好普及，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化高端軟件產品缺失，在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務等關鍵技術領域與發達國家差距依然較大。
工業4.0概念提出以來，受到中國業界的廣泛關注，這是好事，表明中國業內對新一輪科技革命和產業變革的關注，但需要清醒地認識中國工業發展所處的階段，切忌盲目跟風，動輒提借助工業4.0實現工業趕超，到頭來恐怕落得“麻雀跟著夜貓子飛——打食的打食，熬夜的熬夜”的窘境。
客觀理性看待工業4.0
德國在工業尤其是在制造業領域也面臨“雙重擠壓”：一方面美國憑借信息通訊技術優勢正在推進以工業互聯網為核心的“再工業化”；另一方面，中國等發展中國家在中低端甚至部分高端領域開始搶奪德國市場。
所謂“工業4.0”，是德國政府于2013年4月在漢諾威工業博覽會正式推出的工業發展戰略，要想認識這一戰略，需要首先認識以下兩個大的背景。
一是國際金融危機爆發后，歐美等發達國家重新認識到實體經濟尤其是制造業的重要性，紛紛推行 “再工業化”戰略，積極搶占先進制造業制高點。德國雖然在這一輪金融危機中依托其強大的裝備制造業保持了“一枝獨秀”，但由于出口相對萎縮，經濟發展也漸現疲態。德國提出“工業4.0”戰略正是為了應對這一局面提出的。在德國專家看來，德國在工業尤其是在制造業領域也面臨“雙重擠壓”：一方面美國憑借信息通訊技術優勢正在推進以工業互聯網為核心的“再工業化”；另一方面，中國等發展中國家在中低端甚至部分高端領域開始搶奪德國市場，正如德國聯邦工業協會（BDI）主席烏爾里希·格里洛指出的， “歐洲企業占全球通信和信息技術市場份額不到10%，德國錯失了成為該領域世界領頭羊的機會。”
另一個大的背景是，近年來以信息網絡技術與制造業深度融合為核心的新工業革命正在加速孕育，誰搶占了新工業革命的制高點誰就是掌控了未來。正如德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部于2013年發布的報告指出的，德國實施“工業4.0”戰略，有“一箭雙雕”之效：一是在德國制造業中推行信息物理系統（CPS）以提高生產效率；二是在全球范圍內牢牢占據信息物理系統市場，確保德國裝備制造業在全球范圍內的競爭優勢。
德國推行工業4.0的核心或者叫愿景在于，將物聯網和服務網應用到制造業以引領所謂的第四次工業革命，即企業將建立全球網絡，把它們的機器、存儲系統和生產設施融入到信息物理系統，從根本上改善包括制造、工程、材料使用、供應鏈和生命周期管理的工業過程。
這一提法，其實并不新鮮。早在2011年，美國智能制造領導聯盟在發表的《實施21世紀智能制造》報告中，就提出通過信息技術與供應商、經銷商、顧客和業務系統相互聯系在一起打造智能工廠。2012年，美國GE公司在發布《工業互聯網：突破智慧和機器的界限白皮書》中，就提出了信息物理系統的概念，認為將先進設備與IT融合，將產生第三次工業革命——工業互聯網。
近期，筆者受邀參加了德國西門子公司、SAP軟件公司以及美國通用公司主辦的各種研討會和討論會，各會無不圍繞這些相似的概念，這些公司已經或正在加緊游說中國相關部委或者央企，筆者分析認為，表面看來是宣傳一種新的工業發展模式或趨勢，而實質目的是搶占我國高端工業軟件及系統市場。
立足基本國情科學認識中國工業發展階段
理論體系是整個數字化智能化網絡化的基礎，也是全面發展數字化智能化網絡化的前提。目前國內對數字化智能化網絡化的發展側重技術追蹤和技術引進，而基礎研究能力相對不足，對引進技術的消化吸收力度不夠，原始創新匱乏。
盡管對中國工業化所處階段仍然存在爭議，但正如國務院發展研究中心指出的，總體上看，中國的工業化處于中期階段，但已出現向后期階段過渡的明顯特征。
根據德國工業4.0的劃分方法：人類社會已經歷了三次工業革命。第一次工業革命始于18世紀末機械設備的引進，以蒸汽機為動力的紡織機徹底改變了產品的生產方式。第二次工業革命始于19世紀末20世紀初，在勞動分工的基礎上，采用電力驅動實現了大規模生產。第三次工業革命始于20世紀70年代初，通過引入電子信息技術（IT），使制造過程不斷實現自動化，機器不僅取代了相當比例的“體力勞動”，而且還替代了一些“腦力勞動”。對照這一劃分方法，中國總體上尚未完成第二次工業革命，即處在工業2.0時代，所以國家才針對性地提出“四化同步”的發展戰略。再進一步，即使是少數優勢行業也還處在從2.0向3.0跨越的發展階段，不妨稱為2.5時代，所以中國切不可以離開工業發展的具體國情，從總體上盲目追求工業4.0時代。
如何才能更好地認識中國工業發展所處的歷史階段，核心是要立足于中國的基本國情，除了總體上還處于工業化中期向后期過渡的階段外，首先要深刻認識到中國工業發展的多層次性：客觀地說經過30多年的改革開放，中國東部沿海的一些省市的工業發展水平已經總體上達到了工業2.5時代，甚至少數省市已經接近工業3.0時代，但為數尚多的中西部地區甚至還沒有達到工業2.0的發展水平。其次要認識到，中國每年還有龐大的勞動力需要安排就業，一步跨越到4.0時代，實現所謂的“智能工廠”，就業怎么安排？
此外，還要客觀認識中國工業尤其是制造業與信息網絡技術結合即制造業數字化網絡化智能化的發展基礎以及存在的核心問題。
從發展基礎看，一是中國制造業信息化水平不斷提高。上世紀80年代，中國制造業企業開始逐步應用CAD軟件，90年代初，科技部啟動了“甩圖板”工程和CIMS工程，2002年，科技部又啟動了支撐計劃“制造業信息化重大專項”。“制造業信息化”概念被社會廣泛引用，以CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、ERP為代表的軟件，以精益制造、柔性制造、敏捷制造、制造執行（MES）系統為代表的數字化智能化生產模式，在制造企業開始得到推廣應用。2011年4月，工業和信息化部等部委聯合印發《關于加快推進信息化與工業化深度融合的若干意見》，大力推進信息化與工業化深度融合。目前，中國工業主要行業大中型企業數字化設計工具普及率超過60%，重點行業關鍵工序數（自）控化率超過50%。航空工業，數控機床、CAD/CAM技術已經從早期的航空零件機械加工應用，拓展到了鈑金、復合材料、裝配等關鍵制造工藝過程，鑄造、鍛造、熱處理及表面處理工藝也開始進入自動控制、數字量數據傳遞時代，航空產品全數字化設計制造模式已經形成，數控車間已經成為各航空企業的核心能力建設重點，數控設備已經成為航空企業近年來技術改造配備的主流裝備。石化行業，在供應鏈管理、生產管控、設計與工程運營廣泛采用數字技術、信息技術、網絡技術，數字化和智能化處于較高水平，輸變電行業，在產品研發和工程項目設計中廣泛使用CAD、CAPP、PDM軟件及系統，高壓開關設備制造領域，數字化生產設備、數字化生產執行過程控制、數字化在線測量技術得到應用，電力電子設備制造領域，數字化在線測量應用較為廣泛，輸配電制造領域，數字化生產線應用較為廣泛。
當然，中國制造業信息化的發展是不平衡的，航空、航天、鋼鐵、石化、機床、汽車、集成電路領域的大中型企業，在數字化設計、自動化及智能化裝備（生產線）、生產加工的數字控制、企業信息管理方面都具有較好的基礎和水平，而大部分中小型企業在設計環節CAD技術應用具有一定基礎，而在自動化及智能化裝備（生產線）、生產加工的數字控制、企業信息管理方面基礎較為薄弱。
二是智能制造裝備研發取得重大進展。進入21世紀，隨著信息技術向其他領域加速滲透并向深度應用發展，中國政府加快推進數字技術、信息技術、網絡技術在制造業的應用。2008年12月，國務院常務會議審議并原則通過《高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專項實施方案》，包括重點開發八類主機產品、四類數控系統與功能部件、四類關鍵部件。2011年、2012年、2013年連續三年國家發展改革委、財政部、工業和信息化部組織了《智能制造裝備發展專項》的實施。該專項三年來已安排智能制造裝備（生產線）建設項目16項、機器人產業化項目11項、大型數字化智能化生產系統建設項目7項、數字化智能化車間（工廠）建設項目36項、智能部件及裝置研發及產業化項目4項、控制系統及應用軟件開發項目12項。以上政策措施為推動中國制造業的數字化智能化網絡化發展起到了重要作用。
就存在的問題而言，與工業發達國家相比，以及與制造業快速發展的需求相比，矛盾和問題依然存在。
一是基礎理論和技術體系建設滯后。理論體系是整個數字化智能化網絡化的基礎，也是全面發展數字化智能化網絡化的前提。目前國內對數字化智能化網絡化的發展側重技術追蹤和技術引進，而基礎研究能力相對不足，對引進技術的消化吸收力度不夠，原始創新匱乏。控制系統、系統軟件等關鍵技術環節薄弱，技術體系不夠完整。先進技術重點前沿領域發展滯后，在先進材料、增材制造等方面差距還在不斷擴大。
二是關鍵數字化智能化網絡化技術及核心基礎部件主要依賴進口。構成智能制造裝備或實現制造過程智能化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口，如新型傳感器等感知和在線分析技術、工業機器人及關鍵部件技術、典型控制系統與工業網絡技術、高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、大功率變頻技術等。許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統設計與核心制造技術，如精密工作母機設計制造基礎技術（設計過程智能化技術）、百萬噸乙烯等大型石化的設計技術和工藝包等均未實現國產化。
三是重硬件輕軟件的現象突出。數字化智能化網絡化技術是以信息技術、自動化技術與先進制造技術全面結合為基礎的。而中國制造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD 軟件和企業管理軟件得到很好普及，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化高端軟件產品缺失，在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務等關鍵技術領域與發達國家差距依然較大。
四是中國高端數控機床、工業機器人等智能制造裝備重點領域急需稀缺領域的專業人才和統籌裝備制造經濟管理的管理人才。對海外高層次人才和國外智力的引進工作力度不夠，高端人才引進政策不夠靈活。企業、科研院所、高校、職業院校和其他培訓機構的平臺作用發揮不夠充分，還沒有形成良好的創新人才培養模式，對充分掌握機械、自動化、信息計劃等復合人才的培養投入不足。尚未建立起企校聯合培養人才的長效機制。
中國的工業4.0發展道路
要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，立足各地發展實際，制訂各自的“工業4.0”發展路線圖，東部部分發達省市可以率先探索。
在科學認識中國工業所處的階段后，我們容易得出這樣的基本結論：中國還是要堅持走中國特色新型工業化道路，加快推動信息化和工業化深度融合。
這不是說我們要自外于新一輪科技革命與產業變革之外，而是要立足中國的基本國情和工業發展實際，探索新形勢下工業發展的道路。除了工業發展基礎不同，中國確立的信息化與工業化兩化深度融合戰略與工業4.0的理念是一致的，所以可稱之為中國特色的“工業4.0”發展道路。
面對新形勢，新一屆領導集體提出了“打造中國經濟升級版”的總體戰略，工業作為實體經濟的主戰場，其支柱地位進一步加強，加快工業轉型升級已成為打造中國經濟升級版的重要組成部分。
在此背景下，一方面中國應制訂工業發展總體戰略，即工業發展路線圖，在“十二五”工業轉型升級規劃基礎上，制定并實施國家層面的“中國制造2025發展規劃綱要”，打造以制造業數字化、智能化為核心特征的工業升級版。另一方面，要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，立足各地發展實際，制訂各自的“工業4.0”發展路線圖，東部部分發達省市可以率先探索。
德國提出的“工業4.0”，實質仍然是將信息網絡技術與制造業在產品、生產過程層面進行深度融合。
中國提出將信息化與工業化深度融合作為工業轉型升級的重要抓手，并推出了《信息化和工業化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》，但對照德國“工業4.0”，中國在信息基礎設施、數據資源、標準化體系、制造系統管理等平臺建設方面投入力度尚需加大，尤其是國家相關部委、不同類型企業間的協同推進亟須加強，以支持更廣泛的研究開發和創新應用。
中國在高端裝備領域仍大量依靠進口，高端裝備業已成為制約中國工業轉型升級的重要瓶頸。
近年來，中國將高端裝備制造業納入七大戰略型新興產業加以扶持，并專門設立了大飛機重大科技專項、智能制造裝備專項，在信息技術與裝備制造業結合方面具備了較好的基礎。中國應搶抓新工業革命的戰略機遇，借鑒德國“工業4.0”戰略，加強信息技術在高端裝備中的應用，積極搭建平臺，推動高等院校、科研機構、裝備制造生產企業與用戶的協同創新，率先實現高端裝備的數字化、智能化，以支撐中國工業經濟升級版的打造。強化關鍵核心技術攻關和能力建設，加快信息安全產業發展，健全網絡與信息安全保障體系，提高兩化融合形勢下網絡信息安全管理能力和水平，為兩化深度融合發展提供安全保障，解決制造企業的后顧之憂。
同時，加強與歐、美發達國家和地區的聯系與交流，借鑒其經驗和做法推動中國工業的轉型升級。實施更加積極主動的開放戰略，鼓勵和支持與互聯網密切結合的跨國公司、國際學術機構在華設立研發機構，搭建聯合研究平臺，同時支持和鼓勵國內企業和科研機構積極利用互聯網平臺與國外開展技術交流與合作，到海外建立研發機構或生產基地，搭建全球創新網絡。(左世全)
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