中国制造2025深入推进的路径设计研究——基于德国工业4.0和美国工业互联网的启示-纪成君.pdf
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1、2016年2月第38卷第2期当 代 经 济 管 理CONTEMPORARY ECONOMIC MANAGEMENTFeb2016V0138 NO2DOI:1013253jcnkidajj91201602010 中国制造2025深入推进的路径设计研究基于德国工业4O和美国工业互联网的启示纪成君。陈 迪(辽宁工程技术大学工商管理学院,辽宁葫芦岛125105)【摘要】德国工业40和美国工业互联网不仅是把握未来信息技术与工业、信息化与工业化融合发展的“多棱镜”而且是信息技术发展到深层次阶段的一种崭新的工业发展模式。核心在于不断增强企业、行业甚至国家的整体竞争力。 “中国制造2025”将“智能制造”作为
2、主攻方向,其本质便是依靠互联网与工业之间的紧密协同与深度融合在新一轮产业革命中紧抓未来制造业革新的先机。“中国制造2025”可借鉴德国工业40和美国工业互联网发展的经验从促进不同部门间的合作、加强政府对中小企业的扶持力度、不断积聚和吸引高端人才、重视信息安全、大力推动数字化网络化智能化制造等方面进行深入推进。进而逐步促进我国从制造业大国转为制造业强国【关键词】工业40;工业互联网;中国制造2025【中图分类号】F012 【文献标识码】A 【文章编号】1673-0461(2016)02-0050-06一、“中国制造2025”提出:演进脉络与战略背景“十六大报告”第一次提出“以信息化带动工业化,以
3、工业化促进信息化”的理念,而“十七大报告”在此基础上把其升级为“促进信息化与工业化融合,走新型工业化道路”。两化融合的本质内涵至此逐步形成。主要体现为:信息化与工业化在技术与管理方面进行不断融合。并衍生出工业电子、软件、信息服务业等较为新颖的产业。而两化融合涵盖技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四方面。伴随以移动互联网、大数据等为代表的新信息技术革新的发展,信息化与工业均出现新的发展与融合形势。2013年8月,工信部出台信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018年),把推动实体经济不断发展的“重任”集中于“两化深度融合”领域。两化深度融合不仅是对两化融合的继承与发展,主要涉及到
4、信息化与工业化在更广范围、更细行业以及更高层次上的相互结合而且是对新一代信息技术应用、产品信息化、信息化集成应用与融合创新等关键领域的不断深化与提升(赵国栋,2013)。两化深度融合的方向主要体现为推进产品信息化、推进集成应用创新、产业集群“两化”融合、抓住两业融合以及培育新业常态五大方面。以“两化深度融合”为主线,2015年3月5日,李克强总理在十二届全国人大三次会议的政府工作报告上提出“中国制造2025”的概念,并强调要遵循“互联网+”的发展趋势。推进“中国制造2025”向深度发展。不仅可带动产业结构由提供产品陆续转为向服务转型。而且还可不断提高我国制造业的国际竞争力及在全球价值链上的位置
5、。 “中国制造2025”是紧紧把握与全球先进国家同步发展的历史机遇促进工业经济创新发展、赢得未来的关键所在。 “中国制造2025”的主要目的在于提高自动化,减少资源消耗,其目标主要体现为促使互联网与工业应用在采购、设计、生产、销售以及客服等众多领域进行融合。并积极推动互联网的发展不断借助于产品的智能化来提高生产效率和大幅度推动产业升级。从“两化融合”到“两化深度融合”再到“中国制造2025”理念提升的背后,实际上是互联网平台作用日益凸显的重要结果。而主要发达收稿日期:20150910网络出版网址:http:wwwcnkinetkcmsdetail131356F201602011137010ht
6、ml 网络出版时间:20162一l 11:37:33基金项目:辽宁省社会科学规划基金辽宁省煤业集团煤炭绿色供应链系统优化研究 (L14CGLD36)、辽宁省教育厅项目业缘关系网络影响小规模农户收入的机制研究(w2014056)资助。作者简介:纪成君(1962一),男,黑龙江牡丹江人,辽宁工程技术大学工商管理学院教授,博士,研究方向:企业理论与企业制度、产业组织与产业政策;陈迪(1989一),女,山东菏泽人,辽宁工程技术大学工商管理学院硕士研究生,研究方向:产业组织与产业政策。万方数据 “中国制造2025”深入推进的路径设计研究纪成君,陈迪:基于德国工业4o和萎国工业互联网的启示国家也纷纷提出将
7、互联网的发展作为经济增长的新引擎。近年来,美国、欧盟和韩国等主要国家对实体经济日益重视,推动互联网技术在各领域的应用。2014年11月19日,习近平总书记在给世界互联网大会的贺词中指出互联网逐步成为创新驱动发展的先导力量。2015年3月5日,李克强总理在政府工作报告中强调互联网是“大众创业、万众创新”的新工具。实际上, “中国制造2025”的主攻方向虽是智能制造,但其新特征却主要表现为互联网与工业相融合的领域:第一,互联网不单单与某个具体门类工业的融合而是可覆盖到所有传统工业门类;第二,互联网不仅仅与工业企业的某环节融合,而是与采购、销售、客服等一系列环节均可实现融合;第三,互联网不只是与传统
8、工业部门融合而是与所有的传统产业融合,尤其还涵盖与传统生产性服务业的融合,进而促进传统产业转型升级。当然新一轮科技革命以及产业变革正在兴起,新一代信息技术的应用和渗透不断深入,而全球科技创新体现为崭新的特征,这主要涉及到信息技术与制造业的深度融合,是基于制造业数字化、网络化、智能化为核心,以物联网与务(服务)联网为基础,并辅以新能源、新材料等领域的革新而逐步诱发的崭新的革新这会给国际制造业发展引致深刻影响。德国推出将物联网和服务网应用到制造业以引领所谓的“第四次工业革命”。即“工业40”战略。美国在互联网领域的发展一直占据领导地位凭借信息通讯技术优势,掀起以工业互联网为核心的“再工业化”浪潮其
9、所提出的工业互联网本质上也是美国版的工业40。我国所提出的“制造业2025”亦被业内人士成为中国版的“工业40”。目前,我国在制造业自主研发能力和核心关键技术上落后于美德两国。因此,有必要对德国工业4O和美国工业互联网的核心理念进行比照与归纳,以其为“中国制造2025”的深入实施提供更为直接的参考。二、德国工业40和美国工业互联网的实践探索(一)德国工业40的基本内容与核心理念作为德国版的“再工业化”战略,德国工业4O主要由其产、学、研各界协同制定,其主旨在于依靠智能f-E、应用物联网等新技术陆续提高德国工业的全球竞争力,希冀以此应对来自美国、日本、中国等制造业的挑战。德国工业40的核心主要体
10、现为“智能+网络化”,即依靠信息物理系统陆续塑造智能工厂,进而实现智能制造的目的。这主要可分为四个步骤:一是依靠部署众多的各类传感元件来逐步采集信息;二是渐渐实现IT控件的小型化和自主化并把其陆续切人到不同的制造设备之中,进而逐步完成设备的智能化:三是有效依托不断革新的通信技术,进而实现数据的快速、准确传送;四是控制设备和IT空件均会借助于人工开发的软件系统来处理数据与发送指令,进而陆续实现生产过程的智能化和便于人工实时控制的目的。德国工业40的突出生产与市场整合。在生产层面,注重产品生产过程,通过设计与开发、安排生产计划、管控生产过程、产品售后维护等不同阶段间的信息共享实现工程数字化整合进而
11、在智能工厂内借助于联网塑造生产的纵向集成。在市场层面通过领先的供应商战略和领先的市场战略来实现制造业的横向集成。领先的供应商战略主要将注意力集中于生产领域认为德国的装备制造商应严格把先进的技术、健全的解决方案与传统的生产技术进行有机结合。进而陆续生产出具有智能特征的生产设备,最终为德国的制造业注入新的“血液”以及陆续实现德国制造的不断升级和快速进步。领先的市场战略主要注重对德国国内的制造业市场进行不断整合。而塑造涵盖德国不同地区、行业、企业的高速互联网是实现此战略的关键(黄阳华,2015)。依靠此网络。德国企业完全可迅速分享信息,从而陆续完成有效的分工合作。以此为基础,可对生产工艺进行不断细分
12、,进而陆续实现较为专业化的生产,不断提高德国制造业的生产效率。(二)美国工业互联网的基本内容与核心理念美国工业互联网战略于2012年上升为国家战略。工业互联网主要涉及到的是基于机器、设备、集群以及网络而构建的广阔的物理世界,可在更深层次上与连接能力、大数据、数字分析进行密切结合其主旨在于对一系列关键的工业领域掀起工业互联网的革命进而促进其成功实现转型升级。工业互联网战略的核心内容主要体现在信息供应网络方面,而其技术模型主要涉及到互联网技术、大数据、云计算以及宽带网络等,依靠对制造领域的不同环节植入迥异化的传感器,进而不断进行实时感知和数据收集然后借助于数据陆续对工业环节进行准确化的有效控制,最
13、终实现效率提高的目的。工业互联网革命的浪潮最早可以追溯到20世纪70年代全球信息技术革命的快速发展因此其可被看成是第三次工业创新浪潮。无论是工业革命,还是互联网革命,均会对社会形成革命性的影响。一方面,诸多的机器、51万方数据纪成君陈迪:“中国制造2025”深入推进的路径设计研究基于德国工业40和美国工业互联网的启示设备、机组以及工作站伴随工业革命陆续产生,另一方面,计算、信息以及通讯系统在网络革命的影响下获得快速发展(李培楠,2014)。美国的工业互联网注重要素集成,尤其注重把最近互联网的成果进行整合。工业互联网主要涵盖工业智能机器、高级分析、工作人员三大领域:智能机器要素是将机器、设备、网
14、络等借助于传感器、控制器、软件应用程序进行有效连接,陆续推动“信息”这一重要生产要素的高效整合;高级分析要素是对机器以及大型系统的运作方式进行整体把握。进而促使数据为技术集成做充分准备:工作人员要素主要是在不同工作场所构建工作人员的实时连接。进而有效构建较为智能的设计、操作、维护、高质量的服务与安全保障(邢帆,2014)。工业互联网能在很大程度上获得不断提高,进而为分析流程开辟崭新的维度。(三) “德美路线”的对立与统一德国的工业40与美国的工业互联网在工业化优势和特色方面存在较为明显的差异,特别是在战略实现路径以及发展趋势上具有显著不同。工业40提出的智能工厂所重点研究的领域是生产流程化的管
15、理,这主要涵盖物流、配送和生产线监控以及机器人互动等,在此过程中技术应用之目的在于陆续提高个性化产品生产与陆续实现柔性制造基于用户为中心最终依靠机器人的替代升级来不断减少人工成本进而渐渐实现生产的智能化(丁纯,2014)。而工业互联网则注重依靠传感设备以及大数据分析,逐步为生产提供较为安全可靠的保障,大幅度降低能耗以及不断减少维护量,依靠对制造业各环节的重点控制,不断实现精细化的管理,最终提高制造业的效率。关于工业互联网和工业40的对立统一性,应从以下几方面进行重点理解:1目的和目标就目的而言工业互联网旨在不断提高生产力,进而为大幅度减少工业发展的成本奠定基础,而工业40的主旨在于陆续提高柔性
16、进而为减少人工成本奠定基础。显然,工业互联网侧重于注重成本的建设,而工业40注重人工的减少;就目标来讲,工业互联网的发展目标在于把大数据、传感器以及人进行密切结合,同时亦对关键的工业领域进行不断升级。希冀在美国甚至是全世界逐渐掀起工业互联网的革命。工业40的发展目标在于尽力争取新一代工业技术(信息物理系统)的供应国以及主导市场的同时,促使互联网和工业运用于采购、生产、销售等诸多环节的不断融合,并将其与传统产业进行密切结合,并52对传统产业不断改造,进而不断提高生产效率,大幅度促进产业升级。陆续提升服务水平以及竞争力。2关键要素和应用领域就关键要素而言,工业互联网注重人、机、网三大要素。而工业4
17、0强调智能工厂、智能生产、智能产品三大关键要素,即注重工业本身的智能化:就应用的产业领域来讲,工业互联网涉及国际很多行业,涵盖航空、铁路、天然气、电力、医疗等核心部门,而工业40主要涉及到机械制造、电气工程、计算机等工程规划、制造、运营以及物流过程。3发展趋势工业互联网具有四大发展趋势:一是制造业服务化,即推动制造业从单纯的产品制造转为服务型制造:二是定制个性化,即从规模化产品向个性化定制产品拓展;三是组织分散化。受互联网陆续融合的影响工业渐渐表现出组织分散的特征;四是制造资源云化。数码公司构建工业云,逐步把设计、供应、采购以及制造等融合在某种平台上。工业40具有五大发展趋势:一是在制造业中任
18、何参与者均与资源能实现高度的技术互动;二是智能产品能被明确识别,也可被到处使用:三是极有可能将个人客户与产品的特殊性融人设计、配置、订购、计划、生产、运营以及回收之中:四是能促使员工按照具体情况进行控制进而对智能制造业资源网络以及步骤进行有效的监管与配置;五是不断发展有关网络基础设施,且依靠服务水平协议规范网络服务。然而。美国工业互联网和德国工业4O都是对信息技术与制造业的融合发展进行的实践探索这两个概念的基本理念呈现出较高的相似性均指互联网、移动、社交、物联网以及大数据等相关技术在工业领域的深化应用进而以此为基础把虚拟网络与实体进行有效连接,产生具有较高效率的生产系统(胡晶,2015)。具体
19、而言,无论是美国的工业互联网。还是德国的工业40,均具有互联、集成、数据、服务、的创新特征:就互联而言,工业互联网和工业40将设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户进行密切相连。把普遍存在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统以及通信设施依靠信息物理系统产生一个智能网络,促使产品与生产设备之间、相异的生产设备之间以及数字世界与物理世界之间可在很大程度上进行互联,进而推进机器、工作部件、系统、人类能借助于网络长期保持的沟通:就集成而言,无论是工业互联网,还是工业40,均可通万方数据,“中国制造2025”深入推进的路径设计研究纪成君,陈迪:基于德国工业40和美国工业互联网的启示过智能网络的方式促使
20、人与人、人与机器、机器与机器、服务与服务进行连接,进而实现企业间的横向集成、企业内部的纵向集成以及端对端的高度集成:就数据来讲,在工业互联网或工业40的背景下,制造企业的数据会表现出快速增长的态势。尤其是伴随信息物理系统的陆续推广、智能装备与终端的普及、多种传感器的运用。感知和连接将会无所不在而任何生产装备、感知设备、联网终端,甚至涵盖生产者本身,均会持续地形成数据(陈志文,2014)。这些数据将主板扩散到企业运营、价值链甚至产品的全生命周期之中。实际上,工业换联网和“工业40”的实施过程便体现为制造业创新发展的过程,而制造技术、产品、业态、等领域和的创新亦会不断呈现;就服务来讲工业互联网或工
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