发展工业4.0要立足国情 切忌盲目跟风

【编者按】工业4.0概念提出以来，受到中国业界的广泛关注，这是好事，表明中国业内对新一轮科技革命和产业变革的关注，但需要清醒地认识中国工业发展所处的阶段，切忌盲目跟风，动辄提借助工业4.0实现工业赶超，到头来恐怕落得“麻雀跟着夜猫子飞——打食的打食，熬夜的熬夜”的窘境。

中国东部沿海的一些省市的工业发展水平已经总体上达到了工业2.5时代，甚至少数省市已经接近工业3.0时代，但为数尚多的中西部地区甚至还没有达到工业2.0的发展水平。

数字化、智能化、网络化技术是以信息技术、自动化技术与先进制造技术全面结合为基础的。而中国制造业的“两化”融合程度相对较低，低端CAD软件和企业管理软件得到很好普及，但应用于各类复杂产品设计和企业管理的智能化高端软件产品缺失，在计算机辅助设计、资源计划软件、电子商务等关键技术领域与发达国家差距依然较大。

客观理性看待工业4.0

德国在工业尤其是在制造业领域也面临“双重挤压”：一方面美国凭借信息通讯技术优势正在推进以工业互联网为核心的“再工业化”;另一方面，中国等发展中国家在中低端甚至部分高端领域开始抢夺德国市场。

所谓“工业4.0”，是德国政府于2013年4月在汉诺威工业博览会正式推出的工业发展战略，要想认识这一战略，需要首先认识以下两个大的背景。

一是国际金融危机爆发后，欧美等发达国家重新认识到实体经济尤其是制造业的重要性，纷纷推行“再工业化”战略，积极抢占先进制造业制高点。德国虽然在这一轮金融危机中依托其强大的装备制造业保持了“一枝独秀”，但由于出口相对萎缩，经济发展也渐现疲态。德国提出“工业4.0”战略正是为了应对这一局面提出的。在德国专家看来，德国在工业尤其是在制造业领域也面临“双重挤压”：一方面美国凭借信息通讯技术优势正在推进以工业互联网为核心的“再工业化”;另一方面，中国等发展中国家在中低端甚至部分高端领域开始抢夺德国市场，正如德国联邦工业协会(BDI)主席乌尔里希·格里洛指出的，“欧洲企业占全球通信和信息技术市场份额不到10%，德国错失了成为该领域世界领头羊的机会。”

另一个大的背景是，近年来以信息网络技术与制造业深度融合为核心的新工业革命正在加速孕育，谁抢占了新工业革命的制高点谁就是掌控了未来。正如德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年发布的报告指出的，德国实施“工业4.0”战略，有“一箭双雕”之效：一是在德国制造业中推行信息物理系统(CPS)以提高生产效率;二是在全球范围内牢牢占据信息物理系统市场，确保德国装备制造业在全球范围内的竞争优势。

德国推行工业4.0的核心或者叫愿景在于，将物联网和服务网应用到制造业以引领所谓的第四次工业革命，即企业将建立全球网络，把它们的机器、存储系统和生产设施融入到信息物理系统，从根本上改善包括制造、工程、材料使用、供应链和生命周期管理的工业过程。

这一提法，其实并不新鲜。早在2011年，美国智能制造领导联盟在发表的《实施21世纪智能制造》报告中，就提出通过信息技术与供应商、经销商、顾客和业务系统相互联系在一起打造智能工厂。2012年，美国GE公司在发布《工业互联网：突破智慧和机器的界限白皮书》中，就提出了信息物理系统的概念，认为将先进设备与IT融合，将产生第三次工业革命——工业互联网。

近期，笔者受邀参加了德国西门子公司、SAP软件公司以及美国通用公司主办的各种研讨会和讨论会，各会无不围绕这些相似的概念，这些公司已经或正在加紧游说中国相关部委或者央企，笔者分析认为，表面看来是宣传一种新的工业发展模式或趋势，而实质目的是抢占我国高端工业软件及系统市场。

立足基本国情科学认识

中国工业发展阶段

理论体系是整个数字化智能化网络化的基础，也是全面发展数字化智能化网络化的前提。目前国内对数字化智能化网络化的发展侧重技术追踪和技术引进，而基础研究能力相对不足，对引进技术的消化吸收力度不够，原始创新匮乏。

尽管对中国工业化所处阶段仍然存在争议，但正如国务院发展研究中心指出的，总体上看，中国的工业化处于中期阶段，但已出现向后期阶段过渡的明显特征。

根据德国工业4.0的划分方法：人类社会已经历了三次工业革命。第一次工业革命始于18世纪末机械设备的引进，以蒸汽机为动力的纺织机彻底改变了产品的生产方式。第二次工业革命始于19世纪末20世纪初，在劳动分工的基础上，采用电力驱动实现了大规模生产。第三次工业革命始于20世纪70年代初，通过引入电子信息技术(IT)，使制造过程不断实现自动化，机器不仅取代了相当比例的“体力劳动”，而且还替代了一些“脑力劳动”。对照这一划分方法，中国总体上尚未完成第二次工业革命，即处在工业2.0时代，所以国家才针对性地提出“四化同步”的发展战略。再进一步，即使是少数优势行业也还处在从2.0向 3.0跨越的发展阶段，不妨称为2.5时代，所以中国切不可以离开工业发展的具体国情，从总体上盲目追求工业4.0时代。

如何才能更好地认识中国工业发展所处的历史阶段，核心是要立足于中国的基本国情，除了总体上还处于工业化中期向后期过渡的阶段外，首先要深刻认识到中国工业发展的多层次性：客观地说经过30多年的改革开放，中国东部沿海的一些省市的工业发展水平已经总体上达到了工业2.5时代，甚至少数省市已经接近工业3.0时代，但为数尚多的中西部地区甚至还没有达到工业2.0的发展水平。其次要认识到，中国每年还有庞大的劳动力需要安排就业，一步跨越到4.0时代，实现所谓的“智能工厂”，就业怎么安排

此外，还要客观认识中国工业尤其是制造业与信息网络技术结合即制造业数字化网络化智能化的发展基础以及存在的核心问题。

从发展基础看，一是中国制造业信息化水平不断提高。上世纪80年代，中国制造业企业开始逐步应用CAD软件，90年代初，科技部启动了“甩图板”工程和 CIMS工程，2002年，科技部又启动了支撑计划“制造业信息化重大专项”。“制造业信息化”概念被社会广泛引用，以CAD、CAM、CAE、 CAPP、PDM、ERP为代表的软件，以精益制造、柔性制造、敏捷制造、制造执行(MES)系统为代表的数字化智能化生产模式，在制造企业开始得到推广应用。2011年4月，工业和信息化部等部委联合印发《关于加快推进信息化与工业化深度融合的若干意见》，大力推进信息化与工业化深度融合。目前，中国工业主要行业大中型企业数字化设计工具普及率超过60%，重点行业关键工序数(自)控化率超过50%。航空工业，数控机床、 CAD/CAM技术已经从早期的航空零件机械加工应用，拓展到了钣金、复合材料、装配等关键制造工艺过程，铸造、锻造、热处理及表面处理工艺也开始进入自动控制、数字量数据传递时代，航空产品全数字化设计制造模式已经形成，数控车间已经成为各航空企业的核心能力建设重点，数控设备已经成为航空企业近年来技术改造配备的主流装备。石化行业，在供应链管理、生产管控、设计与工程运营广泛采用数字技术、信息技术、网络技术，数字化和智能化处于较高水平，输变电行业，在产品研发和工程项目设计中广泛使用CAD、CAPP、PDM软件及系统，高压开关设备制造领域，数字化生产设备、数字化生产执行过程控制、数字化在线测量技术得到应用，电力电子设备制造领域，数字化在线测量应用较为广泛，输配电制造领域，数字化生产线应用较为广泛。

当然，中国制造业信息化的发展是不平衡的，航空、航天、钢铁、石化、机床、汽车、集成电路领域的大中型企业，在数字化设计、自动化及智能化装备(生产线)、生产加工的数字控制、企业信息管理方面都具有较好的基础和水平，而大部分中小型企业在设计环节CAD技术应用具有一定基础，而在自动化及智能化装备(生产线)、生产加工的数字控制、企业信息管理方面基础较为薄弱。

二是智能制造装备研发取得重大进展。进入21世纪，随着信息技术向其他领域加速渗透并向深度应用发展，中国政府加快推进数字技术、信息技术、网络技术在制造业的应用。2008年12月，国务院常务会议审议并原则通过《高档数控机床与基础制造装备科技重大专项实施方案》，包括重点开发八类主机产品、四类数控系统与功能部件、四类关键部件。2011年、2012年、2013年连续三年国家发展改革委、财政部、工业和信息化部组织了《智能制造装备发展专项》的实施。该专项三年来已安排智能制造装备(生产线)建设项目16项、机器人产业化项目11项、大型数字化智能化生产系统建设项目7项、数字化智能化车间(工厂)建设项目36 项、智能部件及装置研发及产业化项目4项、控制系统及应用软件开发项目12项。以上政策措施为推动中国制造业的数字化智能化网络化发展起到了重要作用。

就存在的问题而言，与工业发达国家相比，以及与制造业快速发展的需求相比，矛盾和问题依然存在。

一是基础理论和技术体系建设滞后。理论体系是整个数字化智能化网络化的基础，也是全面发展数字化智能化网络化的前提。目前国内对数字化智能化网络化的发展侧重技术追踪和技术引进，而基础研究能力相对不足，对引进技术的消化吸收力度不够，原始创新匮乏。控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱，技术体系不够完整。先进技术重点前沿领域发展滞后，在先进材料、增材制造等方面差距还在不断扩大。

二是关键数字化智能化网络化技术及核心基础部件主要依赖进口。构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口，如新型传感器等感知和在线分析技术、工业机器人及关键部件技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动元件、高速精密轴承、大功率变频技术等。许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术，如精密工作母机设计制造基础技术(设计过程智能化技术)、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未实现国产化。

三是重硬件轻软件的现象突出。数字化智能化网络化技术是以信息技术、自动化技术与先进制造技术全面结合为基础的。而中国制造业的“两化”融合程度相对较低，低端 CAD软件和企业管理软件得到很好普及，但应用于各类复杂产品设计和企业管理的智能化高端软件产品缺失，在计算机辅助设计、资源计划软件、电子商务等关键技术领域与发达国家差距依然较大。

四是中国高端数控机床、工业机器人等智能制造装备重点领域急需稀缺领域的专业人才和统筹装备制造经济管理的管理人才。对海外高层次人才和国外智力的引进工作力度不够，高端人才引进政策不够灵活。企业、科研院所、高校、职业院校和其他培训机构的平台作用发挥不够充分，还没有形成良好的创新人才培养模式，对充分掌握机械、自动化、信息计划等复合人才的培养投入不足。尚未建立起企校联合培养人才的长效机制。

中国的工业4.0发展道路

要顺应新一轮科技革命和产业变革趋势，立足各地发展实际，制订各自的“工业4.0”发展路线图，东部部分发达省市可以率先探索。

在科学认识中国工业所处的阶段后，我们容易得出这样的基本结论：中国还是要坚持走中国特色新型工业化道路，加快推动信息化和工业化深度融合。

这不是说我们要自外于新一轮科技革命与产业变革之外，而是要立足中国的基本国情和工业发展实际，探索新形势下工业发展的道路。除了工业发展基础不同，中国确立的信息化与工业化两化深度融合战略与工业4.0的理念是一致的，所以可称之为中国特色的“工业4.0”发展道路。

面对新形势，新一届领导集体提出了“打造中国经济升级版”的总体战略，工业作为实体经济的主战场，其支柱地位进一步加强，加快工业转型升级已成为打造中国经济升级版的重要组成部分。

在此背景下，一方面中国应制订工业发展总体战略，即工业发展路线图，在“十二五”工业转型升级规划基础上，制定并实施国家层面的“中国制造2025发展规划纲要”，打造以制造业数字化、智能化为核心特征的工业升级版。另一方面，要顺应新一轮科技革命和产业变革趋势，立足各地发展实际，制订各自的“工业 4.0”发展路线图，东部部分发达省市可以率先探索。

德国提出的“工业4.0”，实质仍然是将信息网络技术与制造业在产品、生产过程层面进行深度融合。

中国提出将信息化与工业化深度融合作为工业转型升级的重要抓手，并推出了《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018年)》，但对照德国 “工业4.0”，中国在信息基础设施、数据资源、标准化体系、制造系统管理等平台建设方面投入力度尚需加大，尤其是国家相关部委、不同类型企业间的协同推进亟须加强，以支持更广泛的研究开发和创新应用。

中国在高端装备领域仍大量依靠进口，高端装备业已成为制约中国工业转型升级的重要瓶颈。

近年来，中国将高端装备制造业纳入七大战略型新兴产业加以扶持，并专门设立了大飞机重大科技专项、智能制造装备专项，在信息技术与装备制造业结合方面具备了较好的基础。中国应抢抓新工业革命的战略机遇，借鉴德国“工业4.0”战略，加强信息技术在高端装备中的应用，积极搭建平台，推动高等院校、科研机构、装备制造生产企业与用户的协同创新，率先实现高端装备的数字化、智能化，以支撑中国工业经济升级版的打造。强化关键核心技术攻关和能力建设，加快信息安全产业发展，健全网络与信息安全保障体系，提高两化融合形势下网络信息安全管理能力和水平，为两化深度融合发展提供安全保障，解决制造企业的后顾之忧。

同时，加强与欧、美发达国家和地区的联系与交流，借鉴其经验和做法推动中国工业的转型升级。实施更加积极主动的开放战略，鼓励和支持与互联网密切结合的跨国公司、国际学术机构在华设立研发机构，搭建联合研究平台，同时支持和鼓励国内企业和科研机构积极利用互联网平台与国外开展技术交流与合作，到海外建立研发机构或生产基地，搭建全球创新网络。

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