近年來，全球主要經(jīng)濟體都在積極尋求構(gòu)筑未來中長期增長的支點。美國提出制造業(yè)復(fù)興計劃，法國、英國、日本等也都各自提出了振興制造業(yè)的戰(zhàn)略或計劃。即便是一直被認為是制造業(yè)強國的德國也推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略。隨著中國經(jīng)濟發(fā)展進入到新常態(tài)，進入增速換檔、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和動力轉(zhuǎn)換的新階段，中國也宣布實施制造強國戰(zhàn)略和《中國制造2025》行動計劃?？梢钥闯觯髦饕?jīng)濟體不約而同地將目光聚焦在制造業(yè)上。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱型產(chǎn)業(yè)，目前中國的制造業(yè)規(guī)模已經(jīng)位居世界第一，制造業(yè)占GDP比重接近35%，但一個清楚的事實是，中國的制造業(yè)總體上大而不強，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。

新的形勢下，能否盡快提升中國制造業(yè)部門的核心能力和國際競爭力，將直接決定中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的成敗和大國崛起目標的順利實現(xiàn)。鑒于德國制造業(yè)部門在全球經(jīng)濟中的引領(lǐng)地位和本國經(jīng)濟中的特殊重要性，如何從理念到體系借鑒德國工業(yè)4.0，并結(jié)合中國實際，進行融合、創(chuàng)新和應(yīng)用，從而推動中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級就顯得很有意義。

什么是工業(yè)4.0？

本報告所闡述的工業(yè)4.0，是以工業(yè)、制造業(yè)部門為對象，以德國工業(yè)4.0為核心的一個概念體系，工業(yè)4.0是一個內(nèi)涵豐富、動態(tài)演進的概念。

“工業(yè)4.0”由德國率先提出，其核心理念是：深度應(yīng)用信息通信技術(shù)，推動實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)向個性化定制，從生產(chǎn)型制造轉(zhuǎn)型成服務(wù)型制造，從初級要素投入轉(zhuǎn)向知識性要素投入等。

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/價值鏈、層級和架構(gòu)等級三個維度，分別對工業(yè)4.0進行多角度描述，它代表了德國對工業(yè)4.0所進行的全局式思考。有了這個模型，各個企業(yè)尤其是中小企業(yè)，就可以在整個體系中，尋找到自己的位置。在此基礎(chǔ)上，德國政府進一步提出了“智能服務(wù)世界”戰(zhàn)略，其目標是在工業(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)動轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動，從銷售產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)殇N售服務(wù)，從而實現(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。德國工業(yè)4.0源自于其企業(yè)界、產(chǎn)業(yè)界從定制化、個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，之后才上升到國家戰(zhàn)略，從而形成自上而下頂層設(shè)計、分層推動的系統(tǒng)優(yōu)化組織和機制，總體布局是政府統(tǒng)籌，標準架構(gòu)先行，龍頭企業(yè)與協(xié)會推動，中小企業(yè)廣泛參與。工業(yè)4.0注重人機協(xié)同，但強調(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)建一個能夠自行“生長”的生態(tài)圈，實現(xiàn)更大范圍的資源與要素配置。

工業(yè)4.0的主要趨勢是實現(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、從單一封閉的平臺到跨行業(yè)開放的平臺以及從生產(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準體系、工業(yè)4.0平臺、數(shù)字化設(shè)計和精益管理、以及人才、教育、職業(yè)培訓(xùn)等組成，德國在國家戰(zhàn)略的推動下，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)廣泛參與進行了工業(yè)4.0眾多的實踐探索。

綜上所述，德國所定義的工業(yè)4.0，是由一個信息、一個網(wǎng)絡(luò)、四大主題、三項集成、八項計劃組成的框架機構(gòu)。其整體框架與中國的實際國情有很多不同，但對于大而不強的中國制造業(yè)，其實踐探索仍然有很多經(jīng)驗啟示可供中國借鑒，如：（1）德國提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略符合其國家階段性的產(chǎn)業(yè)升級需求，我國當前的發(fā)展階段雖和德國不同，但面臨的挑戰(zhàn)和內(nèi)外環(huán)境與德國有部分相似的地方，具備實踐工業(yè)4.0的環(huán)境和基礎(chǔ)。（2）平臺化機制有利于工業(yè)4.0的發(fā)展，自上而下的推動機制、平臺化戰(zhàn)略、標準制定等成熟經(jīng)驗?zāi)軌蚪o我國帶來很多啟示。（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)同步推進工業(yè)4.0的生態(tài)體系對我國推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級是個有益的借鑒。（4）工業(yè)4.0需要人才結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換作為支撐，既重視藍領(lǐng)工人的能力提升、人機協(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的推進是一個循序漸進的過程，德國提出“工業(yè)4.0”的規(guī)劃也不過幾年時間，無論是企業(yè)還是政府仍處在摸索前進的狀態(tài)。在借鑒“工業(yè)4.0”推進中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，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踐，不能盲目推進，是一個循序漸進的過程。

中國制造業(yè)在工業(yè)4.0坐標系中的位置

中國制造業(yè)整體上處于2.0到3.0過渡的階段。中國信息化百人會與中國兩化融合服務(wù)聯(lián)盟計算了2016年中國制造信息化指數(shù)。根據(jù)測算，2016年中國制造信息化指數(shù)為36.9，對標工業(yè)4.0，正處于由工業(yè)2.0向工業(yè)3.0過渡的階段。

中國制造業(yè)尚缺乏具有較強綜合能力的產(chǎn)業(yè)綜合體。與德國、美國等發(fā)達國家相比，中國部分龍頭企業(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)上推進工業(yè)4.0的能力仍然欠缺。

中國制造業(yè)推進工業(yè)4.0的能力有限。隨著全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，中國制造業(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)通過推進工業(yè)4.0和智能制造進行升級的能力。

中國制造業(yè)廣大中小企業(yè)的信息化能力不足。中國制造業(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，缺乏推進工業(yè)4.0，或者接入平臺的愿望和能力。

中國借鑒工業(yè)4.0推動制造業(yè)升級缺乏系統(tǒng)性的體系支撐。與德國相比，中國制造企業(yè)長期重生產(chǎn)，輕設(shè)計，致使產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)嚴重落后，缺乏系統(tǒng)性的體系支撐，對整個制造過程形成了明顯的制約。

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的思路和路徑

順應(yīng)全球制造業(yè)數(shù)字化、智能化、服務(wù)化、平臺化和綠色化發(fā)展趨勢，借鑒發(fā)達國家推進工業(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、嵌入式軟硬件集成、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、大數(shù)據(jù)分析運營、云服務(wù)、平臺化支撐體系和商業(yè)模式創(chuàng)新等方面的成功經(jīng)驗，結(jié)合中國制造2025戰(zhàn)略實施以及國內(nèi)智能制造試點示范項目的有益探索，以推動制造業(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，以推動中國制造業(yè)發(fā)展動能轉(zhuǎn)換和建設(shè)智能制造強國為近期和遠期落腳點，以實現(xiàn)中國智能制造的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和企業(yè)生產(chǎn)效率提高為宏觀和微觀目標，全面推進中國制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，力爭到2050年將中國建成為世界智能制造強國，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)平臺綜合運營商。

宏觀目標（面向制造業(yè)）：借鑒以CPS為代表的工業(yè)4.0概念，推動實現(xiàn)基于工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化升級，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，推動中國制造業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和提升，包括增長驅(qū)動力、價值網(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)盟平臺等幾個方面的子目標。

微觀目標（面向企業(yè)）：總體微觀目標是應(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)核心競爭力。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)安全與標準、商業(yè)模式、數(shù)字化人才等若干子目標。

中觀目標（面向細分行業(yè)）：——汽車產(chǎn)業(yè)：實現(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，滿足消費者的個性化需求?！b備制造業(yè)：推進裝備制造業(yè)工業(yè)知識體系、精益生產(chǎn)水平、工業(yè)云服務(wù)平臺的夯實與突破，促進工業(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，提升工廠的自動化程度和生產(chǎn)效率，快速滿足用戶個性化需求，實現(xiàn)從大規(guī)模制造到大規(guī)模定制的智能化轉(zhuǎn)型。——電子信息產(chǎn)業(yè)：借鑒工業(yè)4.0，提高企業(yè)競爭力，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)，擁有一批自主知識產(chǎn)權(quán)，形成一批行業(yè)標準，形成若干具有全球競爭力的世界級龍頭大企業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)集群；電子信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品在社會各領(lǐng)域的智能化應(yīng)用得到普及。——石油化工業(yè)：實現(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）：補短示范和全面追趕。核心任務(wù)為“補短板、打基礎(chǔ)、擴試點、塑平臺”。一是補齊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字短板，打好軟硬件基礎(chǔ)；二是通過試點示范尋求重點突破的領(lǐng)域；三是借鑒德、美等國經(jīng)驗，打造“中國版工業(yè)4.0平臺”，為政、產(chǎn)、學(xué)、社、研、用等不同利益主體搭建一個通暢的信息溝通與利益訴求機制。

第二步（5-10年）：重點突破、縮小差距。核心任務(wù)為“夯實基礎(chǔ)、提升水平、重點突破、局部領(lǐng)先”。一是鞏固第一階段已有成果，同時總結(jié)試點示范的經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)問題并找到解決對策。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、機器學(xué)習、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字化園區(qū)、智能人才等領(lǐng)域明顯縮小與發(fā)達國家的差距，并形成一大批優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群，參與國際競爭并力爭取得競爭優(yōu)勢。

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)習與超越，中國智能制造水平無論是硬件方面還是軟件方面，都能達到國際領(lǐng)先水平，中國作為世界智能制造強國的地位最終確立。

沿著“邊練內(nèi)功、邊抓機遇”這個總體思路，加強頂層設(shè)計和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)；突破基礎(chǔ)共性技術(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)融合；突出示范應(yīng)用、“以點帶面”和“從線到面”；加快標準體系建設(shè)；加快建設(shè)多層次人才隊伍；提升通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平；廣泛深入開展國際合作；加強實施方案的監(jiān)測和反饋。

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