中國東部沿海的一些省市的工業(yè)發(fā)展水平已經(jīng)總體上達到了工業(yè)2.5時(shí)代,甚至少數省市已經(jīng)接近工業(yè)3.0時(shí)代,但為數尚多的中西部地區甚至還沒(méi)有達到工業(yè)2.0的發(fā)展水平。
數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)是以信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)全面結合為基礎的。而中國制造業(yè)的“兩化”融合程度相對較低,低端CAD軟件和企業(yè)管理軟件得到很好普及,但應用于各類(lèi)復雜產(chǎn)品設計和企業(yè)管理的智能化高端軟件產(chǎn)品缺失,在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達國家差距依然較大。
工業(yè)4.0概念提出以來(lái),受到中國業(yè)界的廣泛關(guān)注,這是好事,表明中國業(yè)內對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)注,但需要清醒地認識中國工業(yè)發(fā)展所處的階段,切忌盲目跟風(fēng),動(dòng)輒提借助工業(yè)4.0實(shí)現工業(yè)趕超,到頭來(lái)恐怕落得“麻雀跟著(zhù)夜貓子飛——打食的打食,熬夜的熬夜”的窘境。
客觀(guān)理性看待工業(yè)4.0
德國在工業(yè)尤其是在制造業(yè)領(lǐng)域也面臨“雙重擠壓”:一方面美國憑借信息通訊技術(shù)優(yōu)勢正在推進(jìn)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的“再工業(yè)化”;另一方面,中國等發(fā)展中國家在中低端甚至部分高端領(lǐng)域開(kāi)始搶奪德國市場(chǎng)。
所謂“工業(yè)4.0”,是德國政府于2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會(huì )正式推出的工業(yè)發(fā)展戰略,要想認識這一戰略,需要首先認識以下兩個(gè)大的背景。
一是國際金融危機爆發(fā)后,歐美等發(fā)達國家重新認識到實(shí)體經(jīng)濟尤其是制造業(yè)的重要性,紛紛推行“再工業(yè)化”戰略,積極搶占先進(jìn)制造業(yè)制高點(diǎn)。德國雖然在這一輪金融危機中依托其強大的裝備制造業(yè)保持了“一枝獨秀”,但由于出口相對萎縮,經(jīng)濟發(fā)展也漸現疲態(tài)。德國提出“工業(yè)4.0”戰略正是為了應對這一局面提出的。在德國專(zhuān)家看來(lái),德國在工業(yè)尤其是在制造業(yè)領(lǐng)域也面臨“雙重擠壓”:一方面美國憑借信息通訊技術(shù)優(yōu)勢正在推進(jìn)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的“再工業(yè)化”;另一方面,中國等發(fā)展中國家在中低端甚至部分高端領(lǐng)域開(kāi)始搶奪德國市場(chǎng),正如德國聯(lián)邦工業(yè)協(xié)會(huì )(BDI)主席烏爾里?!じ窭锫逯赋龅?,“歐洲企業(yè)占全球通信和信息技術(shù)市場(chǎng)份額不到10%,德國錯失了成為該領(lǐng)域世界領(lǐng)頭羊的機會(huì )?!?/p>
另一個(gè)大的背景是,近年來(lái)以信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與制造業(yè)深度融合為核心的新工業(yè)革命正在加速孕育,誰(shuí)搶占了新工業(yè)革命的制高點(diǎn)誰(shuí)就是掌控了未來(lái)。正如德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部于2013年發(fā)布的報告指出的,德國實(shí)施“工業(yè)4.0”戰略,有“一箭雙雕”之效:一是在德國制造業(yè)中推行信息物理系統(CPS)以提高生產(chǎn)效率;二是在全球范圍內牢牢占據信息物理系統市場(chǎng),確保德國裝備制造業(yè)在全球范圍內的競爭優(yōu)勢。
德國推行工業(yè)4.0的核心或者叫愿景在于,將物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)應用到制造業(yè)以引領(lǐng)所謂的第四次工業(yè)革命,即企業(yè)將建立全球網(wǎng)絡(luò ),把它們的機器、存儲系統和生產(chǎn)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(yè)過(guò)程。
這一提法,其實(shí)并不新鮮。早在2011年,美國智能制造領(lǐng)導聯(lián)盟在發(fā)表的《實(shí)施21世紀智能制造》報告中,就提出通過(guò)信息技術(shù)與供應商、經(jīng)銷(xiāo)商、顧客和業(yè)務(wù)系統相互聯(lián)系在一起打造智能工廠(chǎng)。2012年,美國GE公司在發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):突破智慧和機器的界限白皮書(shū)》中,就提出了信息物理系統的概念,認為將先進(jìn)設備與IT融合,將產(chǎn)生第三次工業(yè)革命——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
近期,賽迪智庫裝備工業(yè)研究所所長(cháng)左世全受邀參加了德國西門(mén)子公司、SAP軟件公司以及美國通用公司主辦的各種研討會(huì )和討論會(huì ),各會(huì )無(wú)不圍繞這些相似的概念,這些公司已經(jīng)或正在加緊游說(shuō)中國相關(guān)部委或者央企,左世全分析認為表面看來(lái)是宣傳一種新的工業(yè)發(fā)展模式或趨勢,而實(shí)質(zhì)目的是搶占我國高端工業(yè)軟件及系統市場(chǎng)。
立足基本國情科學(xué)認識
中國工業(yè)發(fā)展階段
理論體系是整個(gè)數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的基礎,也是全面發(fā)展數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的前提。目前國內對數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展側重技術(shù)追蹤和技術(shù)引進(jìn),而基礎研究能力相對不足,對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收力度不夠,原始創(chuàng )新匱乏。
盡管對中國工業(yè)化所處階段仍然存在爭議,但正如國務(wù)院發(fā)展研究中心指出的,總體上看,中國的工業(yè)化處于中期階段,但已出現向后期階段過(guò)渡的明顯特征。
根據德國工業(yè)4.0的劃分方法:人類(lèi)社會(huì )已經(jīng)歷了三次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命始于18世紀末機械設備的引進(jìn),以蒸汽機為動(dòng)力的紡織機徹底改變了產(chǎn)品的生產(chǎn)方式。第二次工業(yè)革命始于19世紀末20世紀初,在勞動(dòng)分工的基礎上,采用電力驅動(dòng)實(shí)現了大規模生產(chǎn)。第三次工業(yè)革命始于20世紀70年代初,通過(guò)引入電子信息技術(shù)(IT),使制造過(guò)程不斷實(shí)現自動(dòng)化,機器不僅取代了相當比例的“體力勞動(dòng)”,而且還替代了一些“腦力勞動(dòng)”。對照這一劃分方法,中國總體上尚未完成第二次工業(yè)革命,即處在工業(yè)2.0時(shí)代,所以國家才針對性地提出“四化同步”的發(fā)展戰略。再進(jìn)一步,即使是少數優(yōu)勢行業(yè)也還處在從2.0向3.0跨越的發(fā)展階段,不妨稱(chēng)為2.5時(shí)代,所以中國切不可以離開(kāi)工業(yè)發(fā)展的具體國情,從總體上盲目追求工業(yè)4.0時(shí)代。
如何才能更好地認識中國工業(yè)發(fā)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(yè)化中期向后期過(guò)渡的階段外,首先要深刻認識到中國工業(yè)發(fā)展的多層次性:客觀(guān)地說(shuō)經(jīng)過(guò)30多年的改革開(kāi)放,中國東部沿海的一些省市的工業(yè)發(fā)展水平已經(jīng)總體上達到了工業(yè)2.5時(shí)代,甚至少數省市已經(jīng)接近工業(yè)3.0時(shí)代,但為數尚多的中西部地區甚至還沒(méi)有達到工業(yè)2.0的發(fā)展水平。其次要認識到,中國每年還有龐大的勞動(dòng)力需要安排就業(yè),一步跨越到4.0時(shí)代,實(shí)現所謂的“智能工廠(chǎng)”,就業(yè)怎么安排?
此外,還要客觀(guān)認識中國工業(yè)尤其是制造業(yè)與信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)結合即制造業(yè)數字化網(wǎng)絡(luò )化智能化的發(fā)展基礎以及存在的核心問(wèn)題。
從發(fā)展基礎看,一是中國制造業(yè)信息化水平不斷提高。上世紀80年代,中國制造業(yè)企業(yè)開(kāi)始逐步應用CAD軟件,90年代初,科技部啟動(dòng)了“甩圖板”工程和CIMS工程,2002年,科技部又啟動(dòng)了支撐計劃“制造業(yè)信息化重大專(zhuān)項”?!爸圃鞓I(yè)信息化”概念被社會(huì )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(chǎn)模式,在制造企業(yè)開(kāi)始得到推廣應用。2011年4月,工業(yè)和信息化部等部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合的若干意見(jiàn)》,大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合。目前,中國工業(yè)主要行業(yè)大中型企業(yè)數字化設計工具普及率超過(guò)60%,重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵工序數(自)控化率超過(guò)50%。航空工業(yè),數控機床、CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)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(guān)鍵制造工藝過(guò)程,鑄造、鍛造、熱處理及表面處理工藝也開(kāi)始進(jìn)入自動(dòng)控制、數字量數據傳遞時(shí)代,航空產(chǎn)品全數字化設計制造模式已經(jīng)形成,數控車(chē)間已經(jīng)成為各航空企業(yè)的核心能力建設重點(diǎn),數控設備已經(jīng)成為航空企業(yè)近年來(lái)技術(shù)改造配備的主流裝備。石化行業(yè),在供應鏈管理、生產(chǎn)管控、設計與工程運營(yíng)廣泛采用數字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù),數字化和智能化處于較高水平,輸變電行業(yè),在產(chǎn)品研發(fā)和工程項目設計中廣泛使用CAD、CAPP、PDM軟件及系統,高壓開(kāi)關(guān)設備制造領(lǐng)域,數字化生產(chǎn)設備、數字化生產(chǎn)執行過(guò)程控制、數字化在線(xiàn)測量技術(shù)得到應用,電力電子設備制造領(lǐng)域,數字化在線(xiàn)測量應用較為廣泛,輸配電制造領(lǐng)域,數字化生產(chǎn)線(xiàn)應用較為廣泛。
當然,中國制造業(yè)信息化的發(fā)展是不平衡的,航空、航天、鋼鐵、石化、機床、汽車(chē)、集成電路領(lǐng)域的大中型企業(yè),在數字化設計、自動(dòng)化及智能化裝備(生產(chǎn)線(xiàn))、生產(chǎn)加工的數字控制、企業(yè)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(yè)在設計環(huán)節CAD技術(shù)應用具有一定基礎,而在自動(dòng)化及智能化裝備(生產(chǎn)線(xiàn))、生產(chǎn)加工的數字控制、企業(yè)信息管理方面基礎較為薄弱。
二是智能制造裝備研發(fā)取得重大進(jìn)展。進(jìn)入21世紀,隨著(zhù)信息技術(shù)向其他領(lǐng)域加速滲透并向深度應用發(fā)展,中國政府加快推進(jìn)數字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在制造業(yè)的應用。2008年12月,國務(wù)院常務(wù)會(huì )議審議并原則通過(guò)《高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專(zhuān)項實(shí)施方案》,包括重點(diǎn)開(kāi)發(fā)八類(lèi)主機產(chǎn)品、四類(lèi)數控系統與功能部件、四類(lèi)關(guān)鍵部件。2011年、2012年、2013年連續三年國家發(fā)展改革委、財政部、工業(yè)和信息化部組織了《智能制造裝備發(fā)展專(zhuān)項》的實(shí)施。該專(zhuān)項三年來(lái)已安排智能制造裝備(生產(chǎn)線(xiàn))建設項目16項、機器人產(chǎn)業(yè)化項目11項、大型數字化智能化生產(chǎn)系統建設項目7項、數字化智能化車(chē)間(工廠(chǎng))建設項目36項、智能部件及裝置研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目4項、控制系統及應用軟件開(kāi)發(fā)項目12項。以上政策措施為推動(dòng)中國制造業(yè)的數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展起到了重要作用。
就存在的問(wèn)題而言,與工業(yè)發(fā)達國家相比,以及與制造業(yè)快速發(fā)展的需求相比,矛盾和問(wèn)題依然存在。
一是基礎理論和技術(shù)體系建設滯后。理論體系是整個(gè)數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的基礎,也是全面發(fā)展數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的前提。目前國內對數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展側重技術(shù)追蹤和技術(shù)引進(jìn),而基礎研究能力相對不足,對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收力度不夠,原始創(chuàng )新匱乏??刂葡到y、系統軟件等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節薄弱,技術(shù)體系不夠完整。先進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)前沿領(lǐng)域發(fā)展滯后,在先進(jìn)材料、增材制造等方面差距還在不斷擴大。
二是關(guān)鍵數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)及核心基礎部件主要依賴(lài)進(jìn)口。構成智能制造裝備或實(shí)現制造過(guò)程智能化的重要基礎技術(shù)和關(guān)鍵零部件主要依賴(lài)進(jìn)口,如新型傳感器等感知和在線(xiàn)分析技術(shù)、工業(yè)機器人及關(guān)鍵部件技術(shù)、典型控制系統與工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、高性能液壓件與氣動(dòng)元件、高速精密軸承、大功率變頻技術(shù)等。許多重要裝備和制造過(guò)程尚未掌握系統設計與核心制造技術(shù),如精密工作母機設計制造基礎技術(shù)(設計過(guò)程智能化技術(shù))、百萬(wàn)噸乙烯等大型石化的設計技術(shù)和工藝包等均未實(shí)現國產(chǎn)化。
三是重硬件輕軟件的現象突出。數字化智能化網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)是以信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)全面結合為基礎的。而中國制造業(yè)的“兩化”融合程度相對較低,低端CAD 軟件和企業(yè)管理軟件得到很好普及,但應用于各類(lèi)復雜產(chǎn)品設計和企業(yè)管理的智能化高端軟件產(chǎn)品缺失,在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達國家差距依然較大。
四是中國高端數控機床、工業(yè)機器人等智能制造裝備重點(diǎn)領(lǐng)域急需稀缺領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才和統籌裝備制造經(jīng)濟管理的管理人才。對海外高層次人才和國外智力的引進(jìn)工作力度不夠,高端人才引進(jìn)政策不夠靈活。企業(yè)、科研院所、高校、職業(yè)院校和其他培訓機構的平臺作用發(fā)揮不夠充分,還沒(méi)有形成良好的創(chuàng )新人才培養模式,對充分掌握機械、自動(dòng)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(lián)合培養人才的長(cháng)效機制。
中國的工業(yè)4.0發(fā)展道路
要順應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢,立足各地發(fā)展實(shí)際,制訂各自的“工業(yè)4.0”發(fā)展路線(xiàn)圖,東部部分發(fā)達省市可以率先探索。
在科學(xué)認識中國工業(yè)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(yè)化道路,加快推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合。
這不是說(shuō)我們要自外于新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革之外,而是要立足中國的基本國情和工業(yè)發(fā)展實(shí)際,探索新形勢下工業(yè)發(fā)展的道路。除了工業(yè)發(fā)展基礎不同,中國確立的信息化與工業(yè)化兩化深度融合戰略與工業(yè)4.0的理念是一致的,所以可稱(chēng)之為中國特色的“工業(yè)4.0”發(fā)展道路。
面對新形勢,新一屆領(lǐng)導集體提出了“打造中國經(jīng)濟升級版”的總體戰略,工業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟的主戰場(chǎng),其支柱地位進(jìn)一步加強,加快工業(yè)轉型升級已成為打造中國經(jīng)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(yè)發(fā)展總體戰略,即工業(yè)發(fā)展路線(xiàn)圖,在“十二五”工業(yè)轉型升級規劃基礎上,制定并實(shí)施國家層面的“中國制造2025發(fā)展規劃綱要”,打造以制造業(yè)數字化、智能化為核心特征的工業(yè)升級版。另一方面,要順應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢,立足各地發(fā)展實(shí)際,制訂各自的“工業(yè)4.0”發(fā)展路線(xiàn)圖,東部部分發(fā)達省市可以率先探索。
德國提出的“工業(yè)4.0”,實(shí)質(zhì)仍然是將信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與制造業(yè)在產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程層面進(jìn)行深度融合。
中國提出將信息化與工業(yè)化深度融合作為工業(yè)轉型升級的重要抓手,并推出了《信息化和工業(yè)化深度融合專(zhuān)項行動(dòng)計劃(2013-2018年)》,但對照德國“工業(yè)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(guān)部委、不同類(lèi)型企業(yè)間的協(xié)同推進(jìn)亟須加強,以支持更廣泛的研究開(kāi)發(fā)和創(chuàng )新應用。
中國在高端裝備領(lǐng)域仍大量依靠進(jìn)口,高端裝備業(yè)已成為制約中國工業(yè)轉型升級的重要瓶頸。
近年來(lái),中國將高端裝備制造業(yè)納入七大戰略型新興產(chǎn)業(yè)加以扶持,并專(zhuān)門(mén)設立了大飛機重大科技專(zhuān)項、智能制造裝備專(zhuān)項,在信息技術(shù)與裝備制造業(yè)結合方面具備了較好的基礎。中國應搶抓新工業(yè)革命的戰略機遇,借鑒德國“工業(yè)4.0”戰略,加強信息技術(shù)在高端裝備中的應用,積極搭建平臺,推動(dòng)高等院校、科研機構、裝備制造生產(chǎn)企業(yè)與用戶(hù)的協(xié)同創(chuàng )新,率先實(shí)現高端裝備的數字化、智能化,以支撐中國工業(yè)經(jīng)濟升級版的打造。強化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和能力建設,加快信息安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展,健全網(wǎng)絡(luò )與信息安全保障體系,提高兩化融合形勢下網(wǎng)絡(luò )信息安全管理能力和水平,為兩化深度融合發(fā)展提供安全保障,解決制造企業(yè)的后顧之憂(yōu)。
同時(shí),加強與歐、美發(fā)達國家和地區的聯(lián)系與交流,借鑒其經(jīng)驗和做法推動(dòng)中國工業(yè)的轉型升級。實(shí)施更加積極主動(dòng)的開(kāi)放戰略,鼓勵和支持與互聯(lián)網(wǎng)密切結合的跨國公司、國際學(xué)術(shù)機構在華設立研發(fā)機構,搭建聯(lián)合研究平臺,同時(shí)支持和鼓勵國內企業(yè)和科研機構積極利用互聯(lián)網(wǎng)平臺與國外開(kāi)展技術(shù)交流與合作,到海外建立研發(fā)機構或生產(chǎn)基地,搭建全球創(chuàng )新網(wǎng)絡(luò )。