先行者還是挑戰者？——國際競爭視角下的德國工業4.0戰略

文/朱宇方

最近一次金融危機之后，“再工業化”的呼聲越來越響亮。而在隨之而來的關于產業結構和經濟增長模式的大討論中，德國以“工業4.0”這個概念掀起一場轟轟烈烈的制造業大變革，成為全球關注的焦點。工業4.0是什么？放眼全球，德國在這場變革中的角色和地位又是怎樣的？

先來觀察全球制造業的整體發展狀況。21世紀以來，全球整體上呈現出明確的“去工業化”趨勢。在世界范圍，就絕對產值而言，2000年至2012年，主要的50個工業國的制造業總產值從5.5萬億美元增長至10.8萬億美元。但上述增長中只有1/3來自傳統工業國，其余均來自新興工業國家。必須指出的是， 50個主要工業國的制造業在總產值中的占比從19%（2000年）下降至17.4%（2012年），只有10個國家的制造業產值在GDP中的占比有所上升，而其中只有韓國和德國屬于傳統工業國。

據德國聯邦統計局的數據，2013年德國制造業產值在國內生產總值中占23%，提供了全國17%的工作崗位。德國出口總額的72%來自制造業，而研發總支出中有87%是由制造業企業承擔的。可見，制造業在德國國民經濟中始終具有舉足輕重的意義。

如今，德國這個制造業強國一改以往默默耕耘的低調姿態，高舉工業4.0的大旗，儼然成為全球制造業革命的先行者。

工業4.0的提出

在2011年漢諾威工業博覽會上，“工業4.0”這個概念被首次提出，用以指代繼機械化、電氣化和信息化之后的第四次工業革命——互聯網化。德國聯邦政府于2012年10月組建了聯合研究團隊，并在2013年的漢諾威工業博覽會上發布了《保障德國制造業的未來：工業4.0未來戰略的實施建議（工業4.0工作組的結題報告）》（以下簡稱《實施建議》），對工業4.0的概念進行了初步界定，首次較為系統地描述了行動領域和行動方案。同年，德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部將“工業4.0”項目納入《高技術戰略2020》的十大未來項目，聯邦政府資助2億歐元，用來“奠定德國在關鍵技術上的國際領先地位，夯實德國作為技術經濟強國的核心競爭力”。

按照上文中《實施建議》的描述，未來各企業用于生產的設備、倉儲系統和資源將通過數字物理系統（CPS）進行全球互聯。這些智能化的設備、倉儲系統和資源將能自行進行信息交換，自動觸發動作，并實現相互獨立的自動控制。這將從根本上改善制造、工藝和物料使用以及供應鏈管理和全壽命管理中的各個流程。由此誕生的“智能工廠”（Smart Factory）所遵循的是一種全新的生產邏輯：每一件產品均可被明確識別，可隨時定位，它攜帶了有關歷史工序、當前狀態以及未來可能工序的信息。嵌入式生產系統縱向與企業內部的生產經營流程聯網，橫向與其他企業可實時控制的產業鏈相連。

因此，工業4.0的核心是人、設備、工件以及信息和通信系統之間的實時、智能、橫向和縱向的互聯，并由此形成對復雜系統的動態管理。這意味著一種突破企業和行業邊界，覆蓋整個價值創造過程的整合工程，即從形成想法、下訂單到產品的開發、制造、配送到最終客戶，直至循環再利用，并包含所有相關的服務。

工業4.0對德國的意義

從德國制造業自身發展的角度來看，工業4.0是一個綜合性的全面發展方案，將在以下幾個方面有助于德國制造業應對當前和未來所面對的挑戰：

第一，提高能源使用效率以及加強資源的回收再利用是德國實施可持續發展戰略的重要步驟，工業4.0將有助于在全產業鏈上實現上述兩個目標。

第二，工業4.0有助于應對勞動力短缺和勞動力成本高企所帶來的挑戰。企業可以借助智能化的輔助系統提高勞動生產率，把有限的勞動力集中到更富創造性的、能創造更多附加價值的勞動中。一方面，這將從整體上降低勞動成本，有助于德國制造業應對來自勞動力成本低廉的國家的國際競爭。另一方面，這能有效延長富有勞動經驗的年長員工的職業生命，以應對人口老齡化帶來的技工短缺問題。而且，靈活的勞動組織形式讓員工能更好地平衡工作、培訓深造和個人生活之間的關系，從而吸收更多人進入勞動力市場。

第三，工業4.0模糊了大型集團與中小企業之間的差異，大集團也生產小批量訂單，而中小企業能聯合成虛擬的大型企業，從而有能力接受大訂單。這將極大地拓展德國中小企業的發展空間，助其突破發展瓶頸。

第四，近年來，德國在制造業領域受到激烈的競爭挑戰，尤其是來自生產成本較為低廉的新興工業國家的挑戰。工業4.0將從整體上提高產品的差異化和復雜性，這有助于提高競爭門檻，從而鞏固德國制造業在國際市場上領先的競爭地位。

工業4.0面臨的挑戰

解決了上述問題，德國制造業是否就能高枕無憂了？如果把目光轉向全球，就會發現德國制造業的未來并非晴空萬里，風景這邊獨好。提到國際競爭，顯然不能僅僅把目光停留在新興工業國家迅速發展的制造能力對德國制造業所構成的挑戰。因為工業4.0從根本上超脫了產量和成本范疇，它的核心是“互聯網化”，因此是對生產組織理念和組織方式的根本性革命，它也因此將觸碰到美國在第三次工業革命中所取得的最大成就——數字霸權，以及由此而實現的巨大經濟利益。

科隆德國經濟研究所所長米夏埃爾·胥特（Michael Hüther）坦言，除了數據安全以及不同的軟、硬件解決方案之間的兼容性等技術層面的問題，與美國的較量才是德國制造業在未來發展中最大的不確定性因素。技術創新所帶來的新增效益能在多大程度上留存于德國的制造企業，尤其是中小企業，還是會被大型數字技術企業侵吞？在B2C領域，利用在第三次工業革命中的先發優勢，美國數字巨頭幾乎將信息化革命所帶來的新增利潤盡收囊中，而在B2B領域，德國制造業的中小企業仍有機會。這也正是德國之所以主動掀起工業4.0浪潮的最根本的出發點。

在這個意義上，雖然工業4.0的概念是由德國率先提出的，但德國與其說是先行者，不如說是挑戰者。當然美國也絕不可能坐視。

工業4.0的核心是人、設備、工件以及信息和通信系統之間的實時、智能、橫向和縱向的互聯，并由此形成對復雜系統的動態管理。

為了實施工業4.0戰略，德國于2013年4月在信息通信與新媒體協會（BITKOM）、機械設備制造業聯合會（VDMA）、弗勞恩霍夫協會以及大眾汽車、蒂森-克虜伯、博世、SAP、西門子等機構和企業的發起下組建了“工業4.0平臺”。兩年之后的2015年4月，德國政府宣布對該平臺進行升級，平臺的領導組里增加了兩位聯邦內閣成員——聯邦經濟部長加布里爾和聯邦教研部長萬卡，這意味著德國政府加大了介入的力度。

相對于德國的“工業4.0”，美國提出的是“先進制造”（asvanced manufacturing）戰略。而美國的AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾公司亦于2014年3月31日宣布成立“工業互聯網聯盟”（IIC），并宣稱：這是一個開放性成員資格團體，致力于打破技術壁壘，通過促進物理世界和數字世界的融合，為更好地訪問大數據提供支持。

上述5家創始成員企業在各自的業務領域幾乎都是無可爭議的領導者，它們的年營業額相加超過4700億美元，員工人數超過115萬。鑒于CPS技術的重要性，美國政府每年在該領域的研發投入超過1億美元，并與私營部門合作，在醫療衛生、交通運輸、智能城市和提高電網可靠性等廣泛的領域對CPS系統的應用進行測試。

美國無疑是全球信息技術產業的領導者，因此在大數據應用等方面更為積極，并高度重視其為傳統制造業所帶來的附加價值。雖然以通用電氣為代表的大型制造業企業積極加強軟件開發和數據分析，在“工業互聯網”的概念下推出以系統整合為核心的解決方案，但美國更多地是依托自身在數字領域的巨大優勢乃至霸權，尋求相關技術在實體物理領域的應用。而德國走的是相反的路徑，即立足其在制造業上的現有優勢，力圖用數字技術對制造業進行根本性的升級改造。但美、德兩國殊途同歸，所追求的都是通過革新使傳統制造業創造出更高的附加價值。

德國學界早已指出，德國的制造業與美國的數字企業之間的利潤之爭只是表面現象，其背后真正的爭奪焦點是數據的所有權。以工業4.0的方式進行生產將產生大量數據，這些數據應歸屬于制造企業還是提供數字技術的企業？這在根本上是一個標準制定的問題，對于制造業的未來發展具有決定性的意義，據稱德、美兩國已經在這一領域展開拉鋸式的較量。

德國制造業的優勢與不足

相對于美國在數字領域的絕對優勢地位，制造業與服務業的密切聯合，亦稱“混合價值創造”，是德國的重要優勢。根據聯邦統計局的數據，德國制造業在價值創造鏈中扮演了組織者的角色。2009年，德國的制造業本身創造的價值占到德國國內生產總值的19.1%，而制造業與服務業聯合創造的價值占11.6%。雖然無法從聯邦統計局獲得更新的數據，但可以確定的是，現在的數據一定會高于深陷經濟危機的2009年。一般而言，德國制造業本身每創造1歐元的價值，將聯合服務業至少再創造50歐分的價值。全球很少再有國家擁有像德國這么緊密的產業聯合。美國制造業與服務業聯合創造的價值在國內生產總值中所占比重僅1%，而全球的整體水平在3.5%左右。這意味著，相較美國以及世界上的大多數國家，德國的制造業企業更多地出售整合了服務的工業產品，這里的服務主要包括設備規劃、設計、運輸，以及保養、運行和回收再利用。

可以看出，早在工業4.0概念提出之前，德國制造業就已突破行業邊界，根據客戶的需求，提供覆蓋產品全壽命的整體式的解決方案，并且在這方面處于全球領先地位。因此，德國提出工業4.0在一定意義上可說是水到渠成，是希望借助互聯網，對已經較為成熟的混合價值創造模式進行進一步的拓展和深化。

德國在制造業領域的領先優勢是毋庸置疑的，但也必須看到：2012年，德國軟件、專有技術以及研發方面的投資雖然有所增長，但在國內生產總值中的占比仍比美國低5個百分點左右；德國有大量的中小企業位于鄉間，現有的互聯網基礎設施并不足以承載工業4.0的需求；相較于美國高科技企業靈活高效的融資方式，德國的《風險投資法》雖然已在醞釀之中，但尚未出臺。因此，德國想要依托制造業領域的現有優勢，在第四次工業革命中成為真正的開拓者和先行者，挑戰美國在第三次工業革命中形成的絕對優勢乃至霸權，讓制造業不再是數字產業的墊腳石，而是與數字產業攜手共贏，甚至把數字產業整合成為制造業的一部分，這是一個宏大的愿景，但也絕非易事。