http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 22:59:46 來源:賽迪智庫裝備工業研究所所長
『導讀:工業4.0gainiantichuyilai,shoudaozhongguoyejiedeguangfanguanzhu,zheshihaoshi,biaomingzhongguoyeneiduixinyilunkejigeminghechanyebiangedeguanzhu,danxuyaoqingxingdirenshizhongguogongyefazhansuochudejieduan,qiejimangmugenfeng。』
●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、自動化技術與先進製造技術全麵結合為基礎的。而中國製造業的“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,但應用於各類複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4.0gainiantichuyilai,shoudaozhongguoyejiedeguangfanguanzhu,zheshihaoshi,biaomingzhongguoyeneiduixinyilunkejigeminghechanyebiangedeguanzhu,danxuyaoqingxingdirenshizhongguogongyefazhansuochudejieduan,qiejimangmugenfeng,dongzhetijiezhugongye4.0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製造業領域也麵臨“雙重擠壓”:一方麵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”;另一方麵,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”,是德國政府於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後,歐美等發達國家重新認識到實體經濟尤其是製造業的重要性,紛紛推行 “再工業化”戰略,積極搶占先進製造業製高點。德國雖然在這一輪金融危機中依托其強大的裝備製造業保持了“一枝獨秀”,但由於出口相對萎縮,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麵提出的。在德國專家看來,德國在工業尤其是在製造業領域也麵臨“雙重擠壓”:一方麵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”;另一方麵,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)主席烏爾裏希·格裏洛指出的, “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(ling)一(yi)個(ge)大(da)的(de)背(bei)景(jing)是(shi),近(jin)年(nian)來(lai)以(yi)信(xin)息(xi)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)與(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)深(shen)度(du)融(rong)合(he)為(wei)核(he)心(xin)的(de)新(xin)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)正(zheng)在(zai)加(jia)速(su)孕(yun)育(yu),誰(shui)搶(qiang)占(zhan)了(le)新(xin)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)的(de)製(zhi)高(gao)點(dian)誰(shui)就(jiu)是(shi)掌(zhang)控(kong)了(le)未(wei)來(lai)。正(zheng)如(ru)德(de)國(guo)聯(lian)邦(bang)教(jiao)研(yan)部(bu)與(yu)聯(lian)邦(bang)經(jing)濟(ji)技(ji)術(shu)部(bu)於(yu)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:一是在德國製造業中推行信息物理係統(CPS)以提高生產效率;二是在全球範圍內牢牢占據信息物理係統市場,確保德國裝備製造業在全球範圍內的競爭優勢。
德國推行工業4.0的核心或者叫願景在於,將物聯網和服務網應用到製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、存儲係統和生產設施融入到信息物理係統,從根本上改善包括製造、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,其實並不新鮮。早在2011年,美國智能製造領導聯盟在發表的《實施21世紀智能製造》報告中,就提出通過信息技術與供應商、經銷商、顧客和業務係統相互聯係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,就提出了信息物理係統的概念,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ruan件jian公gong司si以yi及ji美mei國guo通tong用yong公gong司si主zhu辦ban的de各ge種zhong研yan討tao會hui和he討tao論lun會hui,各ge會hui無wu不bu圍wei繞rao這zhe些xie相xiang似si的de概gai念nian,這zhe些xie公gong司si已yi經jing或huo正zheng在zai加jia緊jin遊you說shuo中zhong國guo相xiang關guan部bu委wei或huo者zhe央yang企qi,筆bi者zhe分fen析xi認ren為wei,表biao麵mian看kan來lai是shi宣xuan傳chuan一yi種zhong新xin的de工gong業ye發fa展zhan模mo式shi或huo趨qu勢shi,而er實shi質zhi目mu的de是shi搶qiang占zhan我wo國guo高gao端duan工gong業ye軟ruan件jian及ji係xi統tong市shi場chang。
立足基本國情科學認識中國工業發展階段
liluntixishizhenggeshuzihuazhinenghuawangluohuadejichu,yeshiquanmianfazhanshuzihuazhinenghuawangluohuadeqianti。muqianguoneiduishuzihuazhinenghuawangluohuadefazhancezhongjishuzhuizonghejishuyinjin,erjichuyanjiunenglixiangduibuzu,duiyinjinjishudexiaohuaxishoulidubugou,yuanshichuangxinkuifa。
盡(jin)管(guan)對(dui)中(zhong)國(guo)工(gong)業(ye)化(hua)所(suo)處(chu)階(jie)段(duan)仍(reng)然(ran)存(cun)在(zai)爭(zheng)議(yi),但(dan)正(zheng)如(ru)國(guo)務(wu)院(yuan)發(fa)展(zhan)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)指(zhi)出(chu)的(de),總(zong)體(ti)上(shang)看(kan),中(zhong)國(guo)的(de)工(gong)業(ye)化(hua)處(chu)於(yu)中(zhong)期(qi)階(jie)段(duan),但(dan)已(yi)出(chu)現(xian)向(xiang)後(hou)期(qi)階(jie)段(duan)過(guo)渡(du)的(de)明(ming)顯(xian)特(te)征(zheng)。
根據德國工業4.0的劃分方法:人類社會已經曆了三次工業革命。第一次工業革命始於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。第二次工業革命始於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。第三次工業革命始於20世紀70年代初,通過引入電子信息技術(IT),使製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(ru)何(he)才(cai)能(neng)更(geng)好(hao)地(di)認(ren)識(shi)中(zhong)國(guo)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)所(suo)處(chu)的(de)曆(li)史(shi)階(jie)段(duan),核(he)心(xin)是(shi)要(yao)立(li)足(zu)於(yu)中(zhong)國(guo)的(de)基(ji)本(ben)國(guo)情(qing),除(chu)了(le)總(zong)體(ti)上(shang)還(hai)處(chu)於(yu)工(gong)業(ye)化(hua)中(zhong)期(qi)向(xiang)後(hou)期(qi)過(guo)渡(du)的(de)階(jie)段(duan)外(wai),首(shou)先(xian)要(yao)深(shen)刻(ke)認(ren)識(shi)到(dao)中(zhong)國(guo)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)多(duo)層(ceng)次(ci)性(xing):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”,就業怎麼安排?
此外,還要客觀認識中國工業尤其是製造業與信息網絡技術結合即製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,一是中國製造業信息化水平不斷提高。上世紀80年代,中國製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“製造業信息化重大專項”。“製造業信息化”概念被社會廣泛引用,以CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、ERP為代表的軟件,以精益製造、柔性製造、敏捷製造、製造執行(MES)係統為代表的數字化智能化生產模式,在製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《關於加快推進信息化與工業化深度融合的若幹意見》,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、複合材料、裝配等關鍵製造工藝過程,鑄造、鍛造、熱處理及表麵處理工藝也開始進入自動控製、shuziliangshujuchuandishidai,hangkongchanpinquanshuzihuashejizhizaomoshiyijingxingcheng,shukongchejianyijingchengweigehangkongqiyedehexinnenglijianshezhongdian,shukongshebeiyijingchengweihangkongqiyejinnianlaijishugaizaopeibeidezhuliuzhuangbei。shihuaxingye,zaigongyinglianguanli、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,數字化和智能化處於較高水平,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軟件及係統,高壓開關設備製造領域,數字化生產設備、數字化生產執行過程控製、數(shu)字(zi)化(hua)在(zai)線(xian)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)應(ying)用(yong),電(dian)力(li)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu),數(shu)字(zi)化(hua)在(zai)線(xian)測(ce)量(liang)應(ying)用(yong)較(jiao)為(wei)廣(guang)泛(fan),輸(shu)配(pei)電(dian)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu),數(shu)字(zi)化(hua)生(sheng)產(chan)線(xian)應(ying)用(yong)較(jiao)為(wei)廣(guang)泛(fan)。
當然,中國製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)、生產加工的數字控製、企業信息管理方麵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)、生產加工的數字控製、企業信息管理方麵基礎較為薄弱。
二是智能製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並向深度應用發展,中國政府加快推進數字技術、信息技術、網絡技術在製造業的應用。2008年12月,國務院常務會議審議並原則通過《高檔數控機床與基礎製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、四類數控係統與功能部件、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《智能製造裝備發展專項》的實施。該專項三年來已安排智能製造裝備(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係統建設項目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、控製係統及應用軟件開發項目12項。以上政策措施為推動中國製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,以及與製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係建設滯後。liluntixishizhenggeshuzihuazhinenghuawangluohuadejichu,yeshiquanmianfazhanshuzihuazhinenghuawangluohuadeqianti。muqianguoneiduishuzihuazhinenghuawangluohuadefazhancezhongjishuzhuizonghejishuyinjin,erjichuyanjiunenglixiangduibuzu,duiyinjinjishudexiaohuaxishoulidubugou,yuanshichuangxinkuifa。控製係統、係統軟件等關鍵技術環節薄弱,技術體係不夠完整。先進技術重點前沿領域發展滯後,在先進材料、增材製造等方麵差距還在不斷擴大。
二er是shi關guan鍵jian數shu字zi化hua智zhi能neng化hua網wang絡luo化hua技ji術shu及ji核he心xin基ji礎chu部bu件jian主zhu要yao依yi賴lai進jin口kou。構gou成cheng智zhi能neng製zhi造zao裝zhuang備bei或huo實shi現xian製zhi造zao過guo程cheng智zhi能neng化hua的de重zhong要yao基ji礎chu技ji術shu和he關guan鍵jian零ling部bu件jian主zhu要yao依yi賴lai進jin口kou,如ru新xin型xing傳chuan感gan器qi等deng感gan知zhi和he在zai線xian分fen析xi技ji術shu、工業機器人及關鍵部件技術、典型控製係統與工業網絡技術、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。許多重要裝備和製造過程尚未掌握係統設計與核心製造技術,如精密工作母機設計製造基礎技術(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、自動化技術與先進製造技術全麵結合為基礎的。而中國製造業的“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,但應用於各類複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、gongyejiqirendengzhinengzhizaozhuangbeizhongdianlingyujixuxiquelingyudezhuanyerencaihetongchouzhuangbeizhizaojingjiguanlideguanlirencai。duihaiwaigaocengcirencaiheguowaizhilideyinjingongzuolidubugou,gaoduanrencaiyinjinzhengcebugoulinghuo。qiye、科研院所、高校、職業院校和其他培訓機構的平台作用發揮不夠充分,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、信息計劃等複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製。
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,製訂各自的“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後,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(zhe)不(bu)是(shi)說(shuo)我(wo)們(men)要(yao)自(zi)外(wai)於(yu)新(xin)一(yi)輪(lun)科(ke)技(ji)革(ge)命(ming)與(yu)產(chan)業(ye)變(bian)革(ge)之(zhi)外(wai),而(er)是(shi)要(yao)立(li)足(zu)中(zhong)國(guo)的(de)基(ji)本(ben)國(guo)情(qing)和(he)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)實(shi)際(ji),探(tan)索(suo)新(xin)形(xing)勢(shi)下(xia)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)道(dao)路(lu)。除(chu)了(le)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)基(ji)礎(chu)不(bu)同(tong),中(zhong)國(guo)確(que)立(li)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)與(yu)工(gong)業(ye)化(hua)兩(liang)化(hua)深(shen)度(du)融(rong)合(he)戰(zhan)略(lve)與(yu)工(gong)業(ye)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。
麵對新形勢,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,一方麵中國應製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,製定並實施國家層麵的“中國製造2025發展規劃綱要”,打造以製造業數字化、智能化為核心特征的工業升級版。另一方麵,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,製訂各自的“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製造業在產品、生產過程層麵進行深度融合。
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,並推出了《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、標準化體係、製造係統管理等平台建設方麵投入力度尚需加大,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,高端裝備業已成為製約中國工業轉型升級的重要瓶頸。
近年來,中國將高端裝備製造業納入七大戰略型新興產業加以扶持,並專門設立了大飛機重大科技專項、智能製造裝備專項,在信息技術與裝備製造業結合方麵具備了較好的基礎。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,積極搭建平台,推動高等院校、科研機構、裝備製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、zhinenghua,yizhichengzhongguogongyejingjishengjibandedazao。qianghuaguanjianhexinjishugongguanhenenglijianshe,jiakuaixinxianquanchanyefazhan,jianquanwangluoyuxinxianquanbaozhangtixi,tigaolianghuaronghexingshixiawangluoxinxianquanguanlinengliheshuiping,weilianghuashenduronghefazhantigonganquanbaozhang,jiejuezhizaoqiyedehouguzhiyou。
同時,加強與歐、美(mei)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)和(he)地(di)區(qu)的(de)聯(lian)係(xi)與(yu)交(jiao)流(liu),借(jie)鑒(jian)其(qi)經(jing)驗(yan)和(he)做(zuo)法(fa)推(tui)動(dong)中(zhong)國(guo)工(gong)業(ye)的(de)轉(zhuan)型(xing)升(sheng)級(ji)。實(shi)施(shi)更(geng)加(jia)積(ji)極(ji)主(zhu)動(dong)的(de)開(kai)放(fang)戰(zhan)略(lve),鼓(gu)勵(li)和(he)支(zhi)持(chi)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)密(mi)切(qie)結(jie)合(he)的(de)跨(kua)國(guo)公(gong)司(si)、guojixueshujigouzaihuasheliyanfajigou,dajianlianheyanjiupingtai,tongshizhichiheguliguoneiqiyehekeyanjigoujijiliyonghulianwangpingtaiyuguowaikaizhanjishujiaoliuyuhezuo,daohaiwaijianliyanfajigouhuoshengchanjidi,dajianquanqiuchuangxinwangluo。(左世全)