德国“工业4.0”战略的进展与挑战

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  在2011年的汉诺威博览会上,“工业4.0”的概念被第一次提出,两年后德国政府将其纳入到“高科技战略”的框架之下,并制定出了一系列相关措施。彼时“工业4.0”刚刚兴起,德国也仍处在探索的初期,各项配套措施都还亟待完善。

  如今几年过去,“第四次工业革命”的观念已经影响到世界主要国家的决策层,中国政府也在2015年提出了“中国制造2025”战略,以应对新一轮的科技革命和产业变革。此外,包括美国、法国、日本在内的其他主要制造业大国也纷纷制定了自己的新产业发展战略,力图占据新产业变革的制高点。德国作为最早提出“工业4.0”的国家,在此期间也采取了一系列措施,进一步推进“工业4.0”的实施,目标是到2025年,在“工业4.0”方面成为世界上领先的技术供应方。

  本文将首先回顾2016年底到2017年期间德国创新政策的变化,重点分析“工业4.0”的进展情况,然后分析其对德国经济社会带来的影响和存在的风险,最后对“工业4.0”和“中国制造2025”的实施进行比较。

  一、德国加强实施“工业4.0”战略的紧迫性

  创新对德国的经济增长和社会发展至关重要,德国经济的国际竞争力和成就主要归功于创新驱动,德国在汽车、机械制造、化工以及电气技术方面依旧保持世界领先的地位。但随着互联网经济的迅猛发展,德国企业在尖端技术以及数字化方面的劣势开始显现出来。

  根据德国研究与创新专家委员会(EFI)的报告,德国陷入了一个“能力陷阱”(competence trap),即在已有优势产业不断吸引研发投资和优秀科研人员的时候,新出现的产业并没有获得充分的发展,有时还会失去优秀人才,形成了路径依赖的“锁定效应”。下图是德国大型企业与国际平台级的高科技公司在最近五年来业绩情况的比较,可以看出,不管是从营业收入、盈利情况,还是从雇员数量以及市值方面来比较,德国经济界的领头羊都远远落后于新兴的、以数字技术和互联网技术为基础的国际企业。

  图1:德国大型企业与国际高科技企业的营业情况比较(2012年到2016年年均增长率),单位:%

  注:国际高科技企业包括:谷歌(Alphabet/Google)、亚马逊(Amazon)、苹果(Apple)、脸书(Facebook)、腾讯;德国企业包括:巴斯夫(BASF)、拜耳(Bayern)、戴姆勒(Daimler)、汉高(Henkel)、西门子(Siemens)。

  来源:BMWi, “Digitale Plattformen und deutsche Industrieunternehmen im Fünf-Jahres-Vergleich”, http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Infografiken/Digitale-Welt/weissbuch-02.html

  自从2011年“工业4.0”的概念被德国首次提出,到今天已经有多个国家跟进,制定了自己的新型工业化战略,德国的“工业4.0”战略早已不是独一无二,各国都在发力抢占下一次工业变革的制高点。下表展示了主要工业国家的智能制造和生产网络化的新工业战略(平台)。

  表1:主要工业国家的新产业战略

  来源:Acatech,“Industrie 4.0-Voraussetzungen und Herausforderungen für Unternehmen (Fokus Deutschland/China)”, https://www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation-gesamt/Deutsch-chinesisches%20Symposium/acatech-i40-voraussetzungen-und-herausforderungen.pdf?__blob=publicationFile&v=1.

  这也反映出“工业4.0”战略的必要性和紧迫性:对内德国需要尽快实现产业升级,促进数字技术等新兴行业的发展,尽快摆脱“路径依赖”的负面效应;对外又要同时面对美国等发达国家和以中国为代表的新兴国家在国际市场上的竞争。

  二、“工业4.0”战略的新发展

  在经济结构亟待革新的背景之下,德国政府近两年在“工业4.0”的实施上又有了新的进展,本节将这些新变化分为五个部分进行分析。

  1.重塑组织框架、增加投入

  高科技战略是塑造德国创新体系和提高创新能力的重要措施,也是影响创新发展的核心,“工业4.0”作为德国高科技战略的重要组成部分,是德国引领新的产业变革的关键政策。2013年成立的“工业4.0”合作平台(Plattform Industrie 4.0),已经成为世界上最大、也是最成功的推进制造业企业数字化转型的平台之一,成为连接德国政府决策层、商界、学界、工会等行为者的桥梁,同时促进了德国“工业4.0”方面的国际合作。

  在制定和推进高科技战略,特别是“工业4.0”战略方面,德国政府重新整合了专业资源,确立了以高科技平台(Hightech Forum)、创新对话机制(Innovationsdialog)和德国研究与创新专家委员会为基础的三大专家咨询机构。其中德国研究与创新专家委员会和创新对话机制成立时间较早,分别成立于2006年和2008年,而高科技平台则是德国政府最新成立的专家机构。创新对话机制依托于德国国家科学与工程院(Acatech),是一个联邦政府(联邦总理、经济部长、教育和研究部长)与商界和学界的对话平台。德国研究与创新专家委员会则由六位在科研和创新政策方面顶尖的德国学者组成,侧重于创新政策的分析和评估。(参见图2)

  图2:创新政策与咨询委员会的关系

  来源:http://www.hightech-forum.de/fileadmin/PDF/hightech-forum_ergebnisse.pdf;http://innovationsdialog.acatech.de/uploads/pics/Innovationsdialog_Beratung_1.png。作者有所修改。

  2015年,德国联邦教育和研究部宣布为高科技战略设立专家委员会(高科技平台),为德国联邦政府的创新和科技政策提供咨询以及具体的实施建议。该委员会每年举行三次会议,并撰写与高科技政策相关的研究报告。

  2016年9月,高科技平台就中小企业的创新提升提出了建议,该委员会指出,近些年来德国中小企业的创新动力出现了下降,究其原因,主要是:(1)创业率的下降,知识密集型行业的初创企业正在减少;(2)专业人员紧缺;(3)战略性的创新能力较弱,比如数字化水平;(4)融资难。资金是困扰中小企业的一个普遍问题,一方面中小企业资金较少,另一方面创新的成本高。

  高科技平台建议,政府应采取措施鼓励企业家精神,促进初创企业的发展;针对工业变革对社会以及劳动力市场带来的冲击,建议加强员工的培训和深造;创造更加有利于创新的框架条件,包括更加灵活的资助项目、合作与转移以及加强中小企业创新;重视跨机构跨领域的创新政策。

  德国研究与创新专家委员会在评估报告中也指出,德国在数字化、风险投资发展和中小企业的创新方面,仍然存在不足。他们建议,加大投入,提高德国大学在国际上的竞争力;促进风险投资的成长;重视数字化基础设施的建设,在数字化转型过程中占据世界领先位置。

  专家委员会与政府和商界的良好互动,使得科研成果和企业在运营中遇到的实际问题能够很快传递给政府,政府可以通过新的创新政策不断进行调整和优化。

  另外一个关于创新促进的十分重要的指标是研发投入占国内生产总值的比重。德国高科技战略之前提出的3%的目标,在2015年已经实现。随后,德国研究与创新专家委员会和高科技平台均提出建议,到2025年这一比例应达到3.5%。这一建议很快受到政府的重视,德国联邦教育和研究部部长万卡(Johanna Wanka)在2017年3月表示,政府将努力在2025年达到3.5%的目标。

  此外,在2017年的联邦议会大选中,联盟党则已经将3.5%的目标写入了竞选纲领当中,同时承诺将在未来提供20亿欧元的税收优惠,以支持中小企业的科研和创新。在2018年德国政府财政预算中,对教育和科研的支出也将达到175亿欧元,比2010年高出75%。

  2.实际生产应用

  虽然德国政府提出“工业4.0”已经有六年时间,但“工业4.0”如今在生产当中还未大范围推广,更多仍旧像是一个“科研议程”(Forschungsagenda),真正具备“工业4.0”特征的产品和具体实施方法仍然数量有限。

  作为“工业4.0”核心的信息-物理融合系统(Cyber-PhysicalSystem, CPS)的应用情况效果不一,主要的挑战在于如何将CPS技术融合到现在的生产体系当中,以及员工如何适应新的生产形式。“工业4.0”在关键问题上的研究成果需要在实际的工业生产中实现落地,这种科研与生产相分离的问题急需解决。

  此外,在实施过程暴露出来的另一个问题是相关标准的缺失。虽然已经有了政府指导的行业领域,但具体哪些技术才会在未来具有竞争力还是未知数,特别对于中小企业来说,这样的风险是巨大的。所以德国联邦教育和研究部在2017年发布了一份报告,在展示了一些成功资助的“工业4.0”实际案例的同时,也希望能够帮助企业,特别是中小企业在实际生产运用时,能够从众多CPS技术当中找到合适的技术,应用到企业的生产系统中,以解决实际问题。

  2015年,德国联邦教育和研究部发起了“‘工业4.0’:从科研到企业落地”计划,旨在帮助中小企业实现“工业4.0”在实际生产中的应用问题。截至2016年底,该计划已经资助了12个应用导向的研究项目,联邦教育和研究部总共投入配套资金超过3000万欧元,在每个项目中的出资比例都超过50%。这些项目均由多家企业,或高校与研究机构共同组成,全都集中在CPS、通信和信息技术等领域。

  除了“企业落地”计划,联邦教育和研究部还通过其他计划对这类科研项目进行资助,仅2017年上半年,就已经资助了18个项目,其中涉及的领域包括技术融合、3D打印、自动化等等。如今,联邦教育和研究部资助的“工业4.0”的正在进行的科研项目已经达到325个,涉及的领域包括嵌入式系统、CPS、物联网、虚拟现实和增强现实技术、智能制造等,分布在全德国,主要集中在慕尼黑周边、斯图加特周边、鲁尔区以及柏林-波茨坦地区。(参见图3)

  图3:“工业4.0”项目的分布

  来源:https://www.bmbf.de/_mapplication/index.php?AD_CONTENT=475&AD_CONTEXT=488&AD_VERSION=0&ALL=0&D=733&F=0&LANG=DEU&LAYOUT=BMBF2015&M=434

  截至2017年底,投入实际应用的“工业4.0”案例已经达到317个,大部分都集中在生产领域的解决方案。

  从区域来看,“工业4.0”案例出现了明显的分布不均,巴登-符腾堡州和北莱茵-威斯特法伦州的数量远远领先其他地区,而新联邦州,比如梅克伦堡-前波莫瑞州、石勒苏益格-荷尔斯泰因以及萨克森-安哈尔特州则比较落后,这也与各地区的经济发展水平差距相对应。

  从企业规模来看,250人以下的中小企业的“工业4.0”应用案例达到129个,虽然绝对数量上要多于其他规模的企业,但考虑到中小企业巨大的总量,可以认为,中小企业对“工业4.0”的接受和吸收程度仍然不高。(参见表2、表3)

  表2:按地区分,“工业4.0”应用案例的分布

  来源:德国联邦教育和研究部

  表3:按企业规模分,“工业4.0”应用案例的分布

  来源:德国联邦教育和研究部

  3.数字化

  “工业4.0”是数字议程的核心之一,数字化是实现“工业4.0”的基础条件,只有数字化进程得到推进,未来生产网络才能得以建立,所以数字化可以看作是为“工业4.0”“铺设管道”。

  如今已经有超过200亿件机器设备通过网络连接了起来,预计到2030年这一数字将达到5000亿,因此数字化和网络化将是经济增长关键推动力。而数字经济不仅是一个重要的经济领域和技术领域,还意味着商业模式以及整个社会的变革,而且不仅是企业需要实现数字化,劳动市场、消费者的购物方式和生活方式也要实现数字化。

  早在2014年,德国政府就提出了“数字议程2014-2017”(Digitale Agenda 2014-2017),这是德国数字化政策具有里程碑意义的一项措施,可以算是数字化进程中的纲领性文件。三年过后,“数字议程2014-2017”制定的目标基本全都实现,它们包括:

  (1)增长与就业

  根据德国联邦经济和能源部的数据,到2016年,27%的德国工商业企业已经实现高度数字化。在德国联邦经济和能源部提出的一系列数字化战略中,中小企业的数字化占有重要位置,对德国经济整体而言,中小企业对经济增长、就业以及整个国家的国际竞争力都起到了重要作用;对中小企业自身来说,数字化能力是其进一步提高竞争力的保障。中小企业由于资源的局限,在数字化进程上可能会出现一些障碍,所以在这方面就更需要政府的促进和服务。

  截至2017年,德国已建立了22个“中小企业4.0能力中心”(Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum),为中小企业提供数字化、生产流程网络以及“工业4.0”应用方面的支持。这样的网络化中介组织2017年在德国其他地方继续推广。

  (2)数字化入口建设

  在网络建设方面,网络联盟(Netzallianz)的工作实现了大幅推进。Netzallianz是2014年成立的一个由联邦交通与数字基础设施部发起,旨在扩大宽带网络建设的投资和创新平台,由包括德国电信、沃达丰等多家德国通讯公司组成。2015年和2016年,Netzallianz每年在扩大高速网络建设上投入了80亿欧元,联邦交通与数字基础设施部投入了40亿欧元。

  通过企业平台与政府的合作,德国实现了网络使用环境的优化,无线网络覆盖范围比之前大为扩大,宽带的铺设范围大大增加,如今50 Mbit/s 以上网速的网络已经覆盖了75%的德国家庭,这一比例比2013年提高了超过26%。到2018年,这样的网络要实现德国家庭100%的全覆盖。Netzallianz计划到2023年总共投入1000亿欧元建设网络,联邦政府也将每年相应投入30亿欧元的配套资金,以实现联邦政府提出的“千兆比特社会”(Gigabit-Gesellschaft)计划。

  (3)信任和安全

  数字化会带来经济结构上的变革,与此相应的法律框架结构需要适时变化。2015年德国的IT安全法(IT-Sicherheitsgesetz)已经生效。2017年6月,德国《反对限制竞争法》第九次修正案正式生效,此次修正案主要目的是在数字化程度越来越深的今天,让竞争法规更好地适用于现在的市场。

  通常,法律条款的更新总是滞后于技术的进步,数字化对产业形态以及企业的经营模式都带来了巨大变革,竞争与垄断也出现了新的形式,这对监管机构提出了新的挑战。作为保障德国市场竞争秩序的重要法律,《反对限制竞争法》适时进行了调整和修正。比如在互联网领域比较常见的、以广告为主要收入的搜索引擎或产品服务比较网站,卡特尔局会更多地关注其产业特有的指标要素,以及一些通过用户网络和规模效应实现的市场集中,在这些领域卡特尔局未来会加强监管。对企业间并购的控制,法律的适用范围也扩大到那些营业收入不高,但是收购价很高的企业。

  在欧盟层面,2016年欧盟颁布了数据保护基础规定,并将于2018年5月在所有成员国实行,这也是欧盟第一个统一的数据保护标准,各成员国的现行规定都必须与之相适应。

  2016年的汉诺威消费电子、信息及通信博览会(CeBIT)大会上,德国联邦经济和能源部提出了“数字战略2025”,以推进德国的数字化转型。一年之后的CeBIT大会上,德国联邦经济和能源部进一步发布了《数字平台白皮书》(Wei?buch Digitale Plattformen),提出制定“数字化的秩序政策”,为数字化世界建立公平的竞争环境,保障个人基本权利和数据主权。

  4.中小企业

  在高科技战略实施中,德国政府采取措施改善中小企业创新促进的原因主要来自以下三个方面:

  首先,中小企业是德国创新体系的重要支柱之一,在德国经济中的地位举足轻重。中小企业占到德国企业数量的99.6%,创造的就业岗位占总量的58.5%,销售额占总量的35.3%。

  其次,近年来创新研究理论的发展促进政策观念上的变革。创新是企业家对生产要素的新组合,产生于网络化的合作活动,其中异质性群体之间的学习、知识交流和转移起到核心作用,以往德国的创新促进并未给予创新合作和创新成果转化足够的重视。

  第三,以往的创新促进往往分散在不同的促进项目中,这虽然保证了德国在广泛的制造业具有领先优势,但重点不突出,目的不明确,在一定程度上导致了前沿研究领域的创新不足。

  德国企业整体而言对待“工业4.0”的态度是比较积极和乐观的,特别是不少大企业将其看作是一次巨大的机遇,从“工业4.0”推出的过程中,也能够看到西门子这样的大型跨国企业的积极推动。中小企业对“工业4.0”的认知则出现了较大的不同。根据德国国家科学与工程院的报告,78.8%的大型企业认为数字化和“工业4.0”是一次机遇,而持同样观点的中小企业只有不到60%;将近38%的中小企业认为数字化和“工业4.0”机遇和风险各占一半,而有这样观点的大企业只有20%;认为数字化和“工业4.0”纯属风险的中小企业比重也高于大企业。(参见图4)

  图4:德国企业对数字化和“工业4.0”的评价

  来源:Acatech,“Kompetenz für Industrie4.0”, http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Publikationen/Stellungnahmen/161202_POS_Kompetenz_Industrie40_Web.pdf

  中小企业的问题,一方面是因为在当前的生产中,数字化技术和价值链流程的应用还比较少,中小企业在“工业4.0”应用方面的意识还不强;另一方面,中小企业缺少实施“工业4.0”战略计划的资源,包括软硬件设备不足,以及专业人员缺失。

  此外,在“工业4.0”实施方面,中小企业遇到的一个较大问题是缺少测试环境(testenvironment),即没有足够的条件对新的软硬件的运行进行测试和模拟。不同的测试环境都较为“去中心化”,中小企业缺少足够的信息去了解具体的运用问题适合什么样的测试环境,也没有足够的资源去搭建相应的研发网络和相关专业人员。因此,政府需要在提高参与“工业4.0”的意识,改善“工业4.0”解决方案的测试条件方面对中小企业提供帮助。

  针对这一问题,德国联邦教育和研究部于2016年开始开展了一个针对中小企业与研究机构合作、进一步促进研发能力的项目。德国的研发机构基本上都具有不同测试环境,中小企业不仅可以得到软硬件的支持和技术帮助,还能进行员工的相关专业培训。企业最多可以从政府获得10万欧元的资助(12个月),该项目将一直持续到2018年。2017年开始的第一轮资助中,有四个项目脱颖而出,研究方向包括生产自动化、传感器等智能工厂领域,主要负责研发的合作伙伴是斯图加特大学,四个项目共获得约39万欧元的资助,资助持续到2018年3月底。

  5.国际合作

  “工业4.0”并不是一个封闭的、只针对于某个国家的概念,而是一个需要跨地区、跨国界协同合作的战略。只有在不同国家之间建立起一个长效合作网络,才能保证企业在“工业4.0”生态体系中找到最合适的合作伙伴,而知识以及专业性资源的跨地区流动,可以激发出创新的灵感,进一步推进各方的发展。

  第四次工业革命的概念自提出以来,已经在世界上多个制造业大国引起了巨大反响。在后金融危机时代,人们一方面重新意识到制造业的重要性和不可替代的地位,另一方面,以互联网和IT为代表的新技术的发展,使得原有工业制造业必须进行彻底的革新,不少制造业大国纷纷提出自己的工业计划。

  近年来,欧盟各国在创新政策上独立分割的时代已经成为历史,欧盟层面的创新政策日益重要,国家之间政策方面的合作越来越密切。对这一点,德国早已有了足够的认识,继续加强与不断发展其科研创新政策的欧洲维度,也符合德国的利益。

  2016年,德国“工业4.0”应用平台(Plattform Industrie 4.0)和法国未来工业联盟(Alliance Industrie du Futur)就数字化工业生产发布了行动方案,将在新工业形式下的生产应用、技术和测试设施、标准化以及职业培训方面展开合作。双方于2017年12月在柏林举行峰会,交流双方在工业生产应用方面的案例和经验。2017年1月,德国联邦经济和能源部和意大利经济发展部正式在“工业4.0”方面展开合作,具体合作内容包括三大主题:标准化、中小企业支持以及员工培训。

  除了与法国和意大利的双边合作,2017年,德法意三国又将“工业4.0”的合作推向了一个新的阶段,6月份,德国“工业4.0”应用平台、法国未来工业联盟和意大利国家“工业4.0”计划(Piano nazionaleIndustria 4.0)三家机构代表三个国家就生产数字化的三方合作达成一致,并发表行动方案,合作的核心领域包括:

  (a)标准化(领导国:德国);(b)中小企业促进与实验台(Testbed,领导国:意大利);(c)欧洲层面的政策支持(领导国:法国);(d)技能发展和职业资质(领导国:德、法、意三国)。

  2017年10月,三个国家的代表在德国最终敲定了“标准化”部分的路线图。三个国家的合作成果将与欧盟委员会以及其他欧盟国家共同分享。

  在欧盟层面,至今已经有了超过30个与“工业4.0”相关的国家级行动计划,欧盟希望能将欧洲不同国家的“工业4.0”计划建立成网络,并对具体的行动进行资助和促进,形成欧盟框架内的“工业4.0”合作。

  在欧盟之外,日本也是德国在“工业4.0”方面合作的重点国家。2016年起,德国联邦经济和能源部和日本的经济产业省(Ministryof Economy, Trade and Industry, METI)以及总务省(Ministryof Internal Affairsand Communications, MIC)合作,在德国“工业4.0”应用平台与日本的“机器人革命行动”(Robot Revolution Initiative)的基础之上,在工业数字化转型方面建立起了合作,旨在提供新的技术和数字化解决方案、跨国境的工业合作,促进教育体系和职业培训体系,以适应数字化带来的劳动市场变化。

  三、“工业4.0”面临的挑战

  1.安全问题

  安全问题在数字化时代显得愈发重要,上文提到的新趋势新发展,无一不是与网络安全和数据保护相交融。德国联邦经济和能源部的数据显示,51%的德国企业都曾经遭受过网络犯罪的袭击。在数据保护和网络安全上不断增加的投入被企业视为“工业4.0”最大的风险。

  过去两年,三分之一的德国企业的信息系统遭受过恶意攻击,仅仅德国电信一家企业每天遭受的网络攻击就达到100万次。2017年5月,一种名为“WannaCry”的计算机病毒肆虐全球,多个国家的大型企业、政府、高校的计算机网络瘫痪,其中包括德国铁路公司这样的公共用品提供商,它导致部分火车站的电子信息牌中断显示,给火车的营运带来了巨大的负面影响。这次全球性的电脑病毒再次说明,在生产和生活严重依赖网络的今天,网络安全对于包括中小企业、大企业,以及政府和科研机构在内的所有参与者来说,都是一个巨大的挑战。

  在“工业4.0”的环境下,网络攻击的目标不仅仅是个人计算机系统,还将波及网络化的机械设备和控制设备。安全稳定的网络是“工业4.0”能够实现的前提。除了安全本身,网络安全还代表着信任。未来价值链上的生产设备通过网络连接在一起,数据实现实时传输,市场上的伙伴之间的信息交流也会比以往更加密切,消费者的数据也会不断上传给商家,如果没有网络安全和数据安全的保护,信息流将会轻而易举的被黑客截获,网络犯罪所造成的后果也将比以往更加严重。

  网络安全并非政府或企业一方能够独立面对的问题,需要各方面的通力协作。为应对未来网络安全方面的挑战,德国政府在2015年就开始了一项针对IT安全的跨部门研究计划,其中包含了四个重点领域:IT安全方面的新技术、安全可靠的信息通信技术系统、IT安全的应用领域、隐私和数据保护。德国教育和研究部计划到2020年共投入1.8亿欧元对IT安全研究提供支持。这其中的一个重点项目名为IUNO,它集合了包括大型企业、中小企业、应用企业、IT安全公司和科研机构的来自业界和学界21个合作伙伴,为网络和数据安全提供解决方案。

  2.社会结构的冲击

  “工业4.0”不仅是技术上和经济上的一场革命,而且是对整个社会体系的一场变革。“工业4.0”对社会结构的影响可以用下图中的“社会技术体系”(soziotechnisches System)来表示。技术对社会带来的影响并非是单一的,自动化程度的提高改变了传统的分工方式,越来越多的工种被机器取代,人与机器的关系和互动需要重新被审视,而人与人之间的合作方式也将发生变化。(参见图5)

  图5:“工业4.0”环境下的社会体系

  来源:Acatech, “Kompetenz fu?r Industrie 4.0: Qualifizierungsbedarfe und Lo?sungsansa?tze”, http://www.acatech.de/de/publikationen/stellungnahmen/acatech/detail/artikel/kompetenzen-fuer-industrie-40-qualifizierungsbedarfe-und-loesungsansaetze-1.html

  具体说来,较为紧迫的挑战有两点:(1)生产流程的网络化和智能化程度不断提高,工业生产变得更加复杂,但同时也更加灵活;(2)企业的结构和组织形式也发生巨大变化。

  从第一点来讲,每次技术进步在带来经济腾飞机遇的同时,总是会带来新的不平衡,“工业4.0”可能带来的一个潜在隐患是,高技能员工和低技能员工之间出现“数字鸿沟”。这一方面要求劳动者不断更新自己的劳动技能,比如跨领域跨学科的知识、管理技能以及思考方式、客户关系管理和IT技能。另一方面则需要企业和社会提供更多培训和进修机会。员工不断提高的深造需求,以及培训和深造内容的快速更新,对大企业来说成为一项很大的挑战,对中小企业来说更是一项较大的成本支出。从整个社会的培训体系来看,以往的双元培训体制以及企业内部的进修已经难以满足“工业4.0”对员工技能的要求,因此,相关技能培养应该从高校甚至中学阶段就开始,并且要对企业阶段的传统培训和进修方式做出相应调整,增加新技能和新思维的培养。

  第二点则需要企业在战略层面及时调整,对产品和生产流程进行更新,同时也要关注商业模式和组织结构的变革。“工业4.0”的高度融合、快速反应模式对传统德国的工业形态提出了挑战,一方面,专注、精细、“慢工出细活”这样的德国制造业优良传统需要继续保持,但从另一方面讲,这一传统也需要向更加灵活、实时生产、快速实施这样的数字化和智能化生产模式转型。这不仅是生产流程上的变化,也需要企业家经营战略层面的革新。

  四、“工业4.0”与“中国制造2025”的合作

  与德国相比,中国的制造业企业呈现出更加分化的特征。一方面,中国拥有不少具有国际竞争力的大型企业,这些企业的制造生产已经实现了高度的自动化;但另一方面,为数众多的中小企业在自动化和数字化上仍然十分落后。

  中德之间的合作,对中国来说,除了把德国看做是学习的对象,长期来看更是努力追赶甚至超越的对手。而对德国来说,短期来看,对产业升级的巨大需求使得中国依旧是德国中高端制造业产品和技术的巨大市场,同时也是推进“工业4.0”解决方案和扩大生产准则和标准化的合作对象,这些都是机遇。但长期来看,德国也会警惕中国作为竞争者在国际市场上带来的压力。

  德国与中国在“工业4.0”方面的接触从2015年就已经开始,当时德国联邦经济和能源部与中国工业与信息化部签署了相关的备忘录。2016年11月,第一次德中“工业4.0”研讨会在柏林举行,约300名来自两个国家的专家就“工业4.0”下智能制造以及生产过程网络化所带来的机遇与挑战进行了讨论,而这正是未来中国和德国在“工业4.0”方面合作的重点。此外,“工业4.0”的标准化同样也是两国未来重要的合作领域。

  在企业层面,中国和德国在“工业4.0”合作方面已经有了诸多实质性进展。2016年中德双方展示了18个中德合作示范性项目,这些项目以智能制造、智能工厂为主,例如华为与SAP的智能制造解决方案、宝钢与西门子联合探索钢铁行业的“工业4.0”、天津中德合作应用技术大学智能制造培训基地。

  在对比了德国与其他欧盟国家以及德国与中国在“工业4.0”方面的合作之后,可以发现德国与其他欧盟国家的合作除了生产领域,还侧重中小企业促进、员工技能培训以及标准化,而与中国的合作在现阶段则更多是智能生产的合作。从“工业4.0”和“中国制造2025”的总体规划来看,德国强调技术驱动的生产优化,以保证本国在生产和工程领域的领先地位,而中国则强调工业的现代化。

  德国联邦经济和能源部资助的项目“全球语境下的‘工业4.0’”,在2015年到2016年对包括德国和中国在内的主要工业国家的相关专业人士进行了采访和调查,下图展示了中国和德国受访者对“工业4.0”的观点和认知。

  在“工业4.0”能够带来何种机遇方面,两国在“改善客户服务”、“扩大产品和服务种类”以及“优化生产”方面的观点差异较大,前两个要素对中国来说更加被视为机会,而德国更加侧重生产流程的优化。在“工业4.0”的国际合作还需要拓展的领域方面,两国认知的差异较大,除了“商业模式”方面,中方对合作的需求都远大于德方,中方的需求包括人员培训、研发、风险投资和人才吸引等诸多方面。

  最后一张图展示的是双方对合作可能带来风险的认知,两国对数据保护都显示出了担忧,同时,德国受访者更加担心企业在合作过程中失去控制权,以及知识产权和技能的流失。(参见图6)

  图6:中德两国对待“工业4.0”的看法

  来源:Acatech, “Industrie 4.0 im globalen Kontext”, http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Publikationen/Projektberichte/acatech_de_STUDIE_Industrie40_global_Web.pdf

  德国与中国同为制造业大国,都面临产业更新的挑战,德国正在从“工业3.0”向“工业4.0”升级,而中国则希望能够借助新技术的发展,从现阶段“工业2.0”和“工业3.0”,实现到“工业4.0”的跨越。过去两年,两国在创新合作方面已经取得了一定进展,但是德国与中国在发展阶段、制造业水平以及对待新产业革命的认知和诉求方面有着诸多不同,再加上两国企业在国际市场上竞争增多,使得德国“工业4.0”和“中国制造2025”的合作进展依旧有限。未来两国经济界和商界之间仍需增加互信,可以在一些有共同利益的领域或者新兴行业寻找合作的突破点,比如电动汽车标准化。

  同时,中国也需要在未来的合作中扮演更加主动的角色。随着中国自主创新水平的提高,中国与外国的经济合作已经不再是中国吸收外国技术这样的单向流动,中国的创新成果也在不断走出国门,例如在信息通讯技术和互联网技术领域,德国企业的发展态势已经落后于中国。资金、人员、知识和技术在两国之间更加均衡的双向流动,也将成为未来中德两国创新合作的新趋势。

  五、结语

  一段时间以来,在决定未来竞争力的新兴技术产业和知识密集型服务业方面,德国的创新力度出现了不足,企业推出的需求导向产品与大学和科研机构的研究活动存在脱节现象,在传统的优势产业愈发壮大的同时,信息技术和生物工程等前沿科技领域与世界顶尖国家的差距有所加大,存在“能力陷阱”问题。以“工业4.0”为代表的高科技战略正是德国希望革新产业结构,促进新兴和尖端产业发展的重要举措。

  过去这两年的时间里,“工业4.0”的实际应用案例已经出现在德国许多地区,不过这些应用呈现出了较为明显的地区差别,它们多集中在鲁尔区、斯图加特、慕尼黑和柏林及其周边地区。作为“工业4.0”的重要议题,数字化也呈现出蓬勃发展之势,从企业生产的数字化,到宽带网络扩建以及相关的法律制定,都有了实质性的推进。

  从企业层面来看,大型企业的“工业4.0”实施速度和规模都要优于中小企业,中小企业在数字化和智能化改造方面出现了滞后,德国政府在中小企业迫切需求的领域,比如研发资金和实验环境,都给予了新的支持。但在一系列措施推进的同时,网络保护和数据安全成了各方都必须要面对的问题,而且这个问题在网络化的生产环境下变得愈发紧迫。同时,“工业4.0”在改变生产方式的同时,也对社会结构造成了冲击,人与机器如何相处、未来员工在生产流程上的位置和所需技能,都是企业、社会和政府所面临的挑战。

  新的产业变革给中国追赶发达工业国家提供了良好机遇,利用世界上的先进技术和资源,加强与包括德国在内的先发国家在“工业4.0”方面的合作,也成为中国政府新一轮创新合作的重中之重。“中国制造2025”计划既强调自主创新,同时也强调通过国际合作来提升中国制造业的能力。在未来,中国和德国在合作的同时,会越来越多地成为国际市场上的竞争对手,如何处理合作与竞争的关系,以及如何更加有效率地利用国际创新合作实现产业的现代化,都是对中国创新政策的考验。(全文完)

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