近年來，全球主要經(jīng)濟(jì)體都在積極尋求構(gòu)筑未來中長(zhǎng)期增長(zhǎng)的支點(diǎn)。美國(guó)提出制造業(yè)復(fù)興計(jì)劃，法國(guó)、英國(guó)、日本等也都各自提出了振興制造業(yè)的戰(zhàn)略或計(jì)劃。即便是一直被認(rèn)為是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的德國(guó)也推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入到新常態(tài)，進(jìn)入增速換檔、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和動(dòng)力轉(zhuǎn)換的新階段，中國(guó)也宣布實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和《中國(guó)制造2025》行動(dòng)計(jì)劃?？梢钥闯觯髦饕?jīng)濟(jì)體不約而同地將目光聚焦在制造業(yè)上。制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，目前中國(guó)的制造業(yè)規(guī)模已經(jīng)位居世界第一，制造業(yè)占GDP比重接近35%，但一個(gè)清楚的事實(shí)是，中國(guó)的制造業(yè)總體上大而不強(qiáng)，結(jié)構(gòu)性矛盾突出，自主創(chuàng)新能力弱的問題仍然沒有根本改觀。

新的形勢(shì)下，能否盡快提升中國(guó)制造業(yè)部門的核心能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，將直接決定中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的成敗和大國(guó)崛起目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。鑒于德國(guó)制造業(yè)部門在全球經(jīng)濟(jì)中的引領(lǐng)地位和本國(guó)經(jīng)濟(jì)中的特殊重要性，如何從理念到體系借鑒德國(guó)工業(yè)4.0，并結(jié)合中國(guó)實(shí)際，進(jìn)行融合、創(chuàng)新和應(yīng)用，從而推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)就顯得很有意義。

什么是工業(yè)4.0？

本報(bào)告所闡述的工業(yè)4.0，是以工業(yè)、制造業(yè)部門為對(duì)象，以德國(guó)工業(yè)4.0為核心的一個(gè)概念體系，工業(yè)4.0是一個(gè)內(nèi)涵豐富、動(dòng)態(tài)演進(jìn)的概念。

“工業(yè)4.0”由德國(guó)率先提出，其核心理念是：深度應(yīng)用信息通信技術(shù)，推動(dòng)實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的融合，在制造領(lǐng)域形成資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“信息物理融合系統(tǒng)（CPS）”，該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—CPS相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。工業(yè)4.0相伴的是傳統(tǒng)工業(yè)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型，其實(shí)施過程是傳統(tǒng)工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程，涉及制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新以及從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向個(gè)性化定制，從生產(chǎn)型制造轉(zhuǎn)型成服務(wù)型制造，從初級(jí)要素投入轉(zhuǎn)向知識(shí)性要素投入等。

工業(yè)4.0提出了參考框架模型（RAMI4.0），RAMI4.0從產(chǎn)品生命周期/價(jià)值鏈、層級(jí)和架構(gòu)等級(jí)三個(gè)維度，分別對(duì)工業(yè)4.0進(jìn)行多角度描述，它代表了德國(guó)對(duì)工業(yè)4.0所進(jìn)行的全局式思考。有了這個(gè)模型，各個(gè)企業(yè)尤其是中小企業(yè)，就可以在整個(gè)體系中，尋找到自己的位置。在此基礎(chǔ)上，德國(guó)政府進(jìn)一步提出了“智能服務(wù)世界”戰(zhàn)略，其目標(biāo)是在工業(yè)4.0生產(chǎn)出來的智能產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將產(chǎn)品連接到互聯(lián)網(wǎng)上，并應(yīng)用大數(shù)據(jù)和其他IT技術(shù)，將企業(yè)的商業(yè)模式從產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從銷售產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)殇N售服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模式的革新甚至革命。

工業(yè)4.0具有“自下而上”與“自上而下”相結(jié)合、需求導(dǎo)向、“以人為中心”和大生態(tài)等基本特征。德國(guó)工業(yè)4.0源自于其企業(yè)界、產(chǎn)業(yè)界從定制化、個(gè)性化的終端需求出發(fā)解決生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題、效益問題和效率問題而自發(fā)形成的自下而上的戰(zhàn)略，之后才上升到國(guó)家戰(zhàn)略，從而形成自上而下頂層設(shè)計(jì)、分層推動(dòng)的系統(tǒng)優(yōu)化組織和機(jī)制，總體布局是政府統(tǒng)籌，標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)先行，龍頭企業(yè)與協(xié)會(huì)推動(dòng)，中小企業(yè)廣泛參與。工業(yè)4.0注重人機(jī)協(xié)同，但強(qiáng)調(diào)以人（管理者、生產(chǎn)者、員工、用戶）為中心。工業(yè)4.0將利用新的工業(yè)平臺(tái)構(gòu)建起比原先更為廣泛和宏大的生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建一個(gè)能夠自行“生長(zhǎng)”的生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源與要素配置。

工業(yè)4.0的主要趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化工廠到智能工廠、從企業(yè)內(nèi)部集成到企業(yè)間集成、從單一封閉的平臺(tái)到跨行業(yè)開放的平臺(tái)以及從生產(chǎn)性制造到服務(wù)型制造等。

工業(yè)4.0的支撐體系主要有一系列標(biāo)準(zhǔn)體系、工業(yè)4.0平臺(tái)、數(shù)字化設(shè)計(jì)和精益管理、以及人才、教育、職業(yè)培訓(xùn)等組成，德國(guó)在國(guó)家戰(zhàn)略的推動(dòng)下，圍繞工業(yè)4.0框架體系，由博世、西門子、SAP這樣的一些龍頭企業(yè)牽頭，中小企業(yè)廣泛參與進(jìn)行了工業(yè)4.0眾多的實(shí)踐探索。

綜上所述，德國(guó)所定義的工業(yè)4.0，是由一個(gè)信息、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、四大主題、三項(xiàng)集成、八項(xiàng)計(jì)劃組成的框架機(jī)構(gòu)。其整體框架與中國(guó)的實(shí)際國(guó)情有很多不同，但對(duì)于大而不強(qiáng)的中國(guó)制造業(yè)，其實(shí)踐探索仍然有很多經(jīng)驗(yàn)啟示可供中國(guó)借鑒，如：（1）德國(guó)提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略符合其國(guó)家階段性的產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求，我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展階段雖和德國(guó)不同，但面臨的挑戰(zhàn)和內(nèi)外環(huán)境與德國(guó)有部分相似的地方，具備實(shí)踐工業(yè)4.0的環(huán)境和基礎(chǔ)。（2）平臺(tái)化機(jī)制有利于工業(yè)4.0的發(fā)展，自上而下的推動(dòng)機(jī)制、平臺(tái)化戰(zhàn)略、標(biāo)準(zhǔn)制定等成熟經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚪o我國(guó)帶來很多啟示。（3）工業(yè)4.0的發(fā)展將形成整合大中小企業(yè)的生態(tài)體系，發(fā)揮中小企業(yè)的積極性，構(gòu)建整合大中小企業(yè)同步推進(jìn)工業(yè)4.0的生態(tài)體系對(duì)我國(guó)推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)是個(gè)有益的借鑒。（4）工業(yè)4.0需要人才結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換作為支撐，既重視藍(lán)領(lǐng)工人的能力提升、人機(jī)協(xié)同的發(fā)展，更注重管理者素質(zhì)的發(fā)展和復(fù)合型的人才的培育。（5）工業(yè)4.0的推進(jìn)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，德國(guó)提出“工業(yè)4.0”的規(guī)劃也不過幾年時(shí)間，無論是企業(yè)還是政府仍處在摸索前進(jìn)的狀態(tài)。在借鑒“工業(yè)4.0”推進(jìn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，還面臨很多本土化的問題，現(xiàn)在各方面都還處于初步的探索階段，尚未在探索中尋找到最佳實(shí)踐，不能盲目推進(jìn)，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。

中國(guó)制造業(yè)在工業(yè)4.0坐標(biāo)系中的位置

中國(guó)制造業(yè)整體上處于2.0到3.0過渡的階段。中國(guó)信息化百人會(huì)與中國(guó)兩化融合服務(wù)聯(lián)盟計(jì)算了2016年中國(guó)制造信息化指數(shù)。根據(jù)測(cè)算，2016年中國(guó)制造信息化指數(shù)為36.9，對(duì)標(biāo)工業(yè)4.0，正處于由工業(yè)2.0向工業(yè)3.0過渡的階段。

中國(guó)制造業(yè)尚缺乏具有較強(qiáng)綜合能力的產(chǎn)業(yè)綜合體。與德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)部分龍頭企業(yè)盡管在某方面的能力較為突出，但缺乏同時(shí)兼具各種能力的頂尖企業(yè)或者產(chǎn)業(yè)綜合體，導(dǎo)致在全產(chǎn)業(yè)鏈、全環(huán)節(jié)上推進(jìn)工業(yè)4.0的能力仍然欠缺。

中國(guó)制造業(yè)推進(jìn)工業(yè)4.0的能力有限。隨著全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，中國(guó)制造業(yè)面臨低端和高端雙向擠壓的雙重挑戰(zhàn)。效益水平過低，制約了這些企業(yè)通過推進(jìn)工業(yè)4.0和智能制造進(jìn)行升級(jí)的能力。

中國(guó)制造業(yè)廣大中小企業(yè)的信息化能力不足。中國(guó)制造業(yè)企業(yè)之間發(fā)展水平參差不齊，尤其是多數(shù)小企業(yè)發(fā)展水平低，缺乏推進(jìn)工業(yè)4.0，或者接入平臺(tái)的愿望和能力。

中國(guó)借鑒工業(yè)4.0推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)缺乏系統(tǒng)性的體系支撐。與德國(guó)相比，中國(guó)制造企業(yè)長(zhǎng)期重生產(chǎn)，輕設(shè)計(jì)，致使產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)重落后，缺乏系統(tǒng)性的體系支撐，對(duì)整個(gè)制造過程形成了明顯的制約。

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的思路和路徑

順應(yīng)全球制造業(yè)數(shù)字化、智能化、服務(wù)化、平臺(tái)化和綠色化發(fā)展趨勢(shì)，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家推進(jìn)工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)過程中形成的信息物理系統(tǒng)（CPS）集成理念、結(jié)構(gòu)化分層設(shè)計(jì)、嵌入式軟硬件集成、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、大數(shù)據(jù)分析運(yùn)營(yíng)、云服務(wù)、平臺(tái)化支撐體系和商業(yè)模式創(chuàng)新等方面的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)制造2025戰(zhàn)略實(shí)施以及國(guó)內(nèi)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目的有益探索，以推動(dòng)制造業(yè)與數(shù)字化技術(shù)在全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈上的深度融合為出發(fā)點(diǎn)，以推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)發(fā)展動(dòng)能轉(zhuǎn)換和建設(shè)智能制造強(qiáng)國(guó)為近期和遠(yuǎn)期落腳點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)中國(guó)智能制造的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和企業(yè)生產(chǎn)效率提高為宏觀和微觀目標(biāo)，全面推進(jìn)中國(guó)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，力爭(zhēng)到2050年將中國(guó)建成為世界智能制造強(qiáng)國(guó)，并在諸多新興和傳統(tǒng)制造業(yè)部門涌現(xiàn)出一大批全球領(lǐng)先的智能產(chǎn)品生產(chǎn)商、智能服務(wù)提供商和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)綜合運(yùn)營(yíng)商。

宏觀目標(biāo)（面向制造業(yè)）：借鑒以CPS為代表的工業(yè)4.0概念，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)，即通過工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)在制造業(yè)系統(tǒng)的深度應(yīng)用，推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和提升，包括增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力、價(jià)值網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字生產(chǎn)力、智能基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)決策與監(jiān)管、產(chǎn)業(yè)生態(tài)群落和協(xié)同聯(lián)盟平臺(tái)等幾個(gè)方面的子目標(biāo)。

微觀目標(biāo)（面向企業(yè)）：總體微觀目標(biāo)是應(yīng)用工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)，通過生產(chǎn)效率提高、質(zhì)量改善等等提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。涉及精益管理、涉及精益管理、數(shù)字化集成、需求響應(yīng)、數(shù)據(jù)安全與標(biāo)準(zhǔn)、商業(yè)模式、數(shù)字化人才等若干子目標(biāo)。

中觀目標(biāo)（面向細(xì)分行業(yè)）：——汽車產(chǎn)業(yè)：實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)，以提高生產(chǎn)敏捷性，滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求?！b備制造業(yè)：推進(jìn)裝備制造業(yè)工業(yè)知識(shí)體系、精益生產(chǎn)水平、工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)的夯實(shí)與突破，促進(jìn)工業(yè)綜合體和新型工業(yè)生態(tài)的培育?！译娦袠I(yè)：積極探索互聯(lián)工廠，縮短研發(fā)周期，提升產(chǎn)品滿意度，提升工廠的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，快速滿足用戶個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)從大規(guī)模制造到大規(guī)模定制的智能化轉(zhuǎn)型?！娮有畔a(chǎn)業(yè)：借鑒工業(yè)4.0，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，自主創(chuàng)新能力得到大幅提升，掌握一批關(guān)鍵核心技術(shù)，擁有一批自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成若干具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的世界級(jí)龍頭大企業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)集群；電子信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品在社會(huì)各領(lǐng)域的智能化應(yīng)用得到普及?！突I(yè)：實(shí)現(xiàn)石油化工智能制造的產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新。

“三步走”路線圖

第一步（3-5年）：補(bǔ)短示范和全面追趕。核心任務(wù)為“補(bǔ)短板、打基礎(chǔ)、擴(kuò)試點(diǎn)、塑平臺(tái)”。一是補(bǔ)齊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字短板，打好軟硬件基礎(chǔ)；二是通過試點(diǎn)示范尋求重點(diǎn)突破的領(lǐng)域；三是借鑒德、美等國(guó)經(jīng)驗(yàn)，打造“中國(guó)版工業(yè)4.0平臺(tái)”，為政、產(chǎn)、學(xué)、社、研、用等不同利益主體搭建一個(gè)通暢的信息溝通與利益訴求機(jī)制。

第二步（5-10年）：重點(diǎn)突破、縮小差距。核心任務(wù)為“夯實(shí)基礎(chǔ)、提升水平、重點(diǎn)突破、局部領(lǐng)先”。一是鞏固第一階段已有成果，同時(shí)總結(jié)試點(diǎn)示范的經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并找到解決對(duì)策。二是提升水平，顯著提升工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用水平；三是在軍民融合、3D打印、在人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字化園區(qū)、智能人才等領(lǐng)域明顯縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，并形成一大批優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)并力爭(zhēng)取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

第三步（10-15年）：并駕齊驅(qū)，全面超越。核心任務(wù)概括為“創(chuàng)新、超越、再創(chuàng)新、再超越”。經(jīng)過二、三十年的探索與積累、學(xué)習(xí)與超越，中國(guó)智能制造水平無論是硬件方面還是軟件方面，都能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，中國(guó)作為世界智能制造強(qiáng)國(guó)的地位最終確立。

沿著“邊練內(nèi)功、邊抓機(jī)遇”這個(gè)總體思路，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)；突破基礎(chǔ)共性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)融合；突出示范應(yīng)用、“以點(diǎn)帶面”和“從線到面”；加快標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)；加快建設(shè)多層次人才隊(duì)伍；提升通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平；廣泛深入開展國(guó)際合作；加強(qiáng)實(shí)施方案的監(jiān)測(cè)和反饋。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人頻道