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工业4.0战略是积极应对新科技产业革命，争夺国际产业竞争话语权的重要举措。美国等发达国家纷纷把重振制造业作为近年来最优先的战略议题。除了前文多次提到的美国重振制造业计划，日本、韩国等也特别重视对以信息技术、新能源为代表的新兴产业的扶持。例如，2009年3月，日本出台信息技术发展计划，促进IT技术在医疗、行政等领域的应用；同年4月推出新增长策略，支持环保型汽车、电力汽车、太阳能发电等产业的发展。韩国制定《新增长动力规划及发展战略》，将绿色技术、尖端产业等领域共17项新兴产业确定为新增长动力。
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中国等新兴经济体在全球制造业领域的影响力和竞争力地迅速提升。1990~2011年间，传统工业化国家制造业增加值平均增长了17%，而以中国、俄罗斯、印度、巴西为代表的新兴工业国家则增长了179%。在新兴经济体中，中国制造业产出约占全球的20%，成为全球制造业第一大国。同时，中国政府制订了《工业转型升级规划》《国家战略性新兴产业发展规划》等，积极推动制造业的转型提升。2011年，印度通信和信息技术部正式启动“信息物理系统创新中心”，开展包括人形机器人在内的多个领域的研究。根据Zebra Tech公司的最新调查，即便目前，印度企业使用物联网技术的水平也位于世界前列。
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德国亟须通过战略调整指引企业积极争夺国际制造业竞争的制高点。新一代信息通信技术的发展，催生了移动互联网、大数据、云计算、工业可编程控制器等的创新和应用，推动了制造业生产方式和发展模式的深刻变革。在这一过程中，尽管德国拥有世界一流的机器设备和装备制造业，尤其在嵌入式系统和自动化工程领域更是处于领军地位，但德国工业面临的挑战及其相对弱项也十分明显。一方面，机械设备领域的全球竞争正日趋激烈，不仅美国积极重振制造业，亚洲的机械设备制造商也正奋起直追，威胁德国制造商的地位。另一方面，软件与互联网技术是德国工业的相对弱项。为了保持作为全球领先的装备制造供应商以及在嵌入式系统领域的优势，面对新一轮技术革命的挑战，德国提出自己的工业4.0战略，目的就是充分发挥德国的传统优势，大力推动物联网和服务互联网技术在制造业领域的应用，在向工业化第四阶段迈进的过程中先发制人，与美日等国争夺新科技产业革命的话语权。
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工业4.0战略顺应了全球制造业发展的新趋势，是推进智能制造新模式的客观要求。信息技术在装备、管理、交易等环节的应用不断深化，推动柔性生产、智能制造和服务型制造日益成为生产方式变革的重要方向。信息网络技术的广泛应用，使得集成了生产经验、成熟工艺、科学方法的全自动生产线加快普及，不仅大大提高了生产效率，还极大地促进了生产过程的无缝衔接和企业间的协同制造。互联网理念扩展到工业生产和服务领域，催生了众包设计、个性化定制等新模式，将促进生产者与消费者实时互动，使得企业生产出来的产品不再大量趋同而是更具个性化。信息技术、大数据等的广泛应用，还不断推动企业生产从以传统的产品制造为核心转向提供具有丰富内涵的产品和服务，直至为顾客提供整体解决方案。互联网企业与制造企业、生产企业与服务企业之间的边界日益模糊。越来越多的事实表明，信息技术特别是互联网技术的发展和应用正以前所未有的广度和深度，加快推进制造业生产方式、发展模式的深刻变革。
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工业4.0强调通过信息网络与物理生产系统的融合来改变当前的工业生产与服务模式，将成为企业提高产品附加值、增强市场竞争力的重要手段。在工业4.0时代，产品与生产设备之间、不同的生产设备之间，通过数据交互连接到一起，让工厂内部纵向之间，甚至工厂与工厂横向之间都能成为一个整体，从而形成生产的智能化。2013年，德国蔡司（Zeiss）集团在欧洲机床展上展示了一套名为“PiWeb”的系统。该系统能够实现跨国公司分布在不同地区工厂的机器测量数据的网络共享，实现全球不同工厂数据的同步监测。德国的博世、奔驰和大众等公司已经开始使用这套系统。此外，在2014年的汉诺威工业博览会上，德国展示了共有10家企业联合参与研发的全球第一个工业4.0演示系统，以证明该概念实现的可能性。这表明，德国不仅能够向全球提供利用智能制造系统生产的工业产品，也力图成为先进智能制造技术的创造者和供应者，由此促进德国制造业智能化、服务化。
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工业4.0战略的中国启示
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把“两化”深度融合作为主要着力点。德国工业4.0战略与我国提出的“两化”深度融合有很多相通之处。在某种程度上，两化融合可称为我国工业的3.0，“两化”深度融合可以说是我国工业的4.0。在新的发展背景下，只有将信息化的时代特征与我国工业化历史进程紧密结合起来，把“两化”深度融合作为主线，才能为推动工业转型升级注入新的动力，也才能在向工业化迈进的过程中占得先机。
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超前部署建设国家信息物理系统网络平台。信息物理系统将改变人类与物理世界的交互方式，能源、材料和信息三种资源高度融合，将使未来产业发生真正革命性的变革，对未来世界产生深远影响。美、德等世界工业强国都高度重视信息物理空间构建，加强战略前瞻部署，并取得积极进展。中国要决胜未来的竞争，必须在构建信息物理系统网络平台上先行一步。一方面，在国家新的信息化发展战略中加强对CPS的总体布局，研究制定CPS建设的战略目标、重点任务、发展路径和政策举措。同时，在制造业发展、智慧城市建设、国家网络和信息安全等工作中加强前瞻部署和应用推广。另一方面，可借鉴美国组建国家制造创新网络中心的做法，组建一批国家信息物理系统网络平台，负责承担基础理论研究，组织力量研发突破CPS软件、传感器、移动终端设备等工具和装备，推动重点行业企业的开发应用。
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启动国家智能制造重大专项工程。智能制造已成为全球制造业发展的新趋势，智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。当前，我国在智能测控、数控机床、机器人、新型传感器、3D打印等领域已初步形成完整的产业体系。但总体看，我国制造业发展仍然以简单的扩大再生产为主要途径，通过智能产品、技术、装备和理念改造提升传统制造业的任务艰巨而迫切。建议从国家层面启动实施智能制造专项工程，加强技术攻关，开展应用示范，推动制造业向智能化发展转型。一是重点突破智能机器人。开展智能机器人及智能装备系统集成、设计、制造、试验检测等核心技术研究，攻克精密减速器、伺服驱动器、传感器等关键零部件。二是开展数字工厂应用示范。在全国范围内分行业分区域选取试点示范企业，给予扶持，建设数字制造的示范工厂，发挥其“种子”作用。三是推动制造业大数据应用。以行业龙头企业为先导，鼓励其应用大数据技术提升生产制造、供应链管理、产品营销及服务等环节的智能决策水平和经营效率。
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用标准引领信息网络技术与工业融合。工业4.0战略的关键是建立一个人、机器、资源互联互通的网络化社会，各种终端设备、应用软件之间的数据信息交换、识别、处理、维护等必须基于一套标准化的体系。为了保障工业4.0的顺利实现，德国把标准化排在八项行动中的第一位，同时建议在工业4.0平台下成立一个工作小组，专门处理标准化和参考架构的问题。2013年12月，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。可以说，标准先行是工业4.0战略的突出特点。为此，我们在推进信息网络技术与工业企业深度融合的具体实践中，也应高度重视发挥标准化工作在产业发展中的引领作用，及时制定出台“两化”深度融合标准化路线图，引导企业推进信息化建设。同时，还要着力实现标准的国际化，使得中国制定的标准得到国际上的广泛采用，以夺取未来产业竞争的制高点和话语权。
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构建有利于工业转型升级的制度保障体系。德国工业4.0战略十分重视产业创新、组织创新与现有制度相冲突的问题。一方面，工业4.0增加了管控的复杂性，技术标准的制定需要符合相应的法律法规；另一方面，也需要制定相应的规章制度促进技术创新。工业4.0采取了一系列措施以加强制度保障，比如设立处理各类问题的专职工作组、制定和实施安全性支撑行动、建立培训和再教育制度等。我国在推动工业转型升级的问题上，也同样面临制度保障方面的相关问题。因此，非常有必要建立和完善有利于工业转型升级的长效机制，比如知识产权保护制度，节能环保、质量安全等重点领域的法律法规，人才培养和激励机制，等等，从而形成推动工业转型升级的制度保障。
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产学研用联合推动制造业创新发展。德国工业4.0战略是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的，工作组成员也是由产学研用多方代表组成的。因此，工业4.0战略一经提出，很快得到了学术界、产业界的积极响应。事实上，政府支持产学研合作的动机不单纯来自于市场考量，通过产学研合作创新促进竞争往往成为发达国家重要的战略意图。我国应该充分吸收和借鉴发达国家产学研用联合模式，一方面，针对不同类型的自发的产学研合作网络或产业研发联盟，政府要通过引导和支持的方式促进其发展；另一方面，选择几个重点行业和关键技术领域进行试点，以行业骨干企业为龙头，联合科研实力雄厚的大学和科研机构，组建多种形式的产学研研发联盟，充分调动各方资源和力量，共同推进技术研发和应用推广。
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读懂中国制造2025 中国版工业4.0意义重大
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王镓垠赛迪顾问装备产业研究中心
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德国“工业4.0”概念于2013年4月在汉诺威工业博览会正式推出，随后升级为国家战略，推出一年多来，受到全球工业界、媒体和经济学人士的广泛热捧。随着全球各国相继提出类似“工业4.0”的发展目标，以智能化制造、“两化”深度融合为代表的新型制造方式终将引起工业界乃至社会发展的巨大变革。
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工业4.0：全球工业的未来
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工业4.0可总结为：建立一个信息物理融合系统网络，实现虚拟世界与不同层次、分工物理生产设备的融合；研究智能工厂和智能生产两大主题，即智能网络分布化生产系统和高度灵活的个性化生产流程；实现横向、纵向与端对端等在网络上任意方向的集成，使人与人、人与设备、设备之间实现互联；最后实施“标准化参考架构”等8项计划，以保障工业4.0战略顺利实现。
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世界各国纷纷从金融危机的大潮中认识到制造业对于国家经济的重要性。2012年，美国国家科技委员会发布了美国《先进制造业国家战略计划》。英国于2008年提出“高价值制造”战略，主要措施包括推出以22项制造业能力标准为投资依据的系列资金扶持措施，开放知识交流平台等。欧洲范围内（除德国），以瑞典为代表的再工业化成果卓著，全球竞争力排名最高升至第二位。西班牙、日本等国也均开始加大高科技工业生产的资金、政策投入。
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中国科学院300余位专家在2009年完成的目标指向2020、2030、2050年科技发展路线图的战略研究系列报告《创新2050：科技革命与中国的未来》，极具前瞻性地阐述了“工业4.0”战略所描绘的全部核心内容，且在其他非工业领域也有翔实且超前的指导性表述。目前，世界各国将智能化工业生产方式作为自身工业未来发展方向的大趋势已经形成。
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中国版工业4.0意义重大
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工业4.0的实现将对我国工业及相关产业产生重大影响。在我国全面实现工业4.0，则需对现有生产设备进行智能化改造，使其具备通信、计算、感知等智能化基本功能，同时需要建立功能齐全的信息物理融合系统网络，企业生产及供应链管理系统需要大幅改造升级，诸多沿用多年占据主导地位的工业自动化技术将面临淘汰。与此同时，一个包含新型工业PC（个人电脑）、网络化PLC（可编程逻辑控制器）、自动化及通信元器件、高精度传感器、智能仪器仪表、工业机器人及智能生产线等相关整机和零部件的超万亿市场将被创造出来，市场广度将覆盖机械与设备工程、机动车与零部件、信息与通信技术、软件设计、电子设备、化工行业、农林业等诸多领域。
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全面实现工业4.0将使工业生产效率大幅提高，相关工业数据大幅增长。据赛迪顾问装备产业研究中心测算，工业4.0将使中国总体生产效率提升25%~30%；资源利用及节能减排方面，将减少60%以上的工厂非计划停机，降低40%以上的生产线机器人能耗，消除25%以上的非生产性耗能，总碳排放量减少20%以上；物流方面，将减少10%左右的国内物流订单，而其真正影响主要体现在国际运输市场上，由于各国智能工厂通力合作，将大幅减少工业产品、半成品、原材料的运输环节；商品供需和仓储方面，将减少70%以上的商品过剩和仓储积压，在未来智能工厂内不再需要大型仓储设施，库存将被压缩至保证当前时点生产需要的最小值并可随时进行调整；由于大批量制造与个性化定制在成本上的差异大幅缩小，将导致维修成本减少60%以上；工业4.0对其他相关产业如大数据、物联网、软件业等的促进作用也不可估量。由于工业4.0的多产业综合性质，实现工业4.0还将为我国工业提供一个抢占先机，实现跳跃式发展，加速赶超美国、德国、日本等传统工业强国的机会。
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工业4.0将改变生活方式，解决诸多社会问题。工业4.0将为企业员工带来工作方式和环境的全新变化，全新的智能自动化生产工作方式使得工作不再被工厂等地理位置所限制，转为虚拟的、地域灵活的远程方式开展。员工将拥有高度的管理自主权，随时调整并切换工作和生活状态，推迟退休时间。由于新型工作方式将体力劳动和上下班通勤基本淘汰，将大幅度提升老年人和妇女的就业比例，并大幅减少机动车使用频率，降低公共交通负荷，减少城市负担。实现新的生产方式同时意味着我们需要另一种教育设置，当前划分专业的高等教育将不能为新型工业提供优质人才，而强调多学科合作的教育方式将结出累累硕果，未来任何一个合格工程师都将同时具备机械、电子、软件、过程管理等专业的综合性知识背景和跨专业问题处理能力。因此，工业4.0可大幅影响诸如城镇化、社保及养老体系、环境污染、资源浪费、教育设置等社会问题，为以上问题提供一种全新的解决方案。
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