比對德國工業4.0分析清潔生產產業化的意義

鄭煒

（福建省環境科學研究院，福建 福州 350013）

1 德國工業4.0的出現

近幾年隨著互聯網經濟的飛速發展以及環境保護壓力的不斷增大，實體經濟（特別是紡織、印染等進入門檻較低的傳統制造業）受到巨大影響。隨著買方市場需求多樣化和產品成本透明化的現狀以及資本對消費的不良導向作用，我國傳統制造業面臨著“劣幣驅逐良幣”的尷尬局面，產業發展和轉型都遇到艱難的瓶頸。

然而同樣作為制造業強國的德國，不但在智能化、新材料等新興產業具有領先優勢，同時其傳統制造業仍舊保持的旺盛的生命力，甚至擁有很多小領域的“隱形冠軍”。

特別是在2013年4月，德國“工業4.0”工作組在漢諾威全球國際工業博覽會上公布了《保障德國制造業的未來∶ 關于實施“工業 4.0”戰略的建議》，即德國“工業4.0”，其目的是確保德國制造業的傳統優勢，掀起新一輪制造技術的革命性創新與突破。

德國作為國際科技制造業的領頭羊，該報告的推出立即引起全球的廣泛關注，特別是對下一代工業生產模式（即“工業4.0”，見圖1）的描述和定義，其產生了巨大的國際影響。

特別是該文件的發布對德國制造業未來發展提供的有力的理論支持和思想推動。我們通過選取一種能比較及時、可靠地反映經濟運行趨勢的經濟監測指標體系指數進行觀測，采用PMI指數曲線（德國制造業）分析，可以看出2013年后德國制造業整體經濟趨勢基本在50%以上浮動，呈現出十分良好的態勢（見圖2），從一定程度上可以佐證對德國制造業發展的積極效果。

圖1 工業1.0到工業4.0定義

圖2 德國制造業2013-2016年度PMI指數趨勢

2 中國制造2025對傳統行業發展指導意義有限

2015年中國政府發布了《中國制造2025》，被人稱這是中國版的“工業4. 0”。但許多學者在深入研究后，認為中國與德國在生產結構和產業發展程度上存在著許多差距，中國制造 2025并不是也無法成為中國版的“工業4.0”。例如李金華在《德國工業4.0與中國制造2025的比較及啟示》一文中從背景和框架兩方面比較，認為我國目前的制造業水平還未完全達到進入“工業4.0”的程度，“中國制造2025”只在我國整體制造業水平不均衡的基礎上，躋身制造強國行列的一個原則和方向，并不能完全將“中國制造2025”等同于“工業4.0”。

“中國制造2025”在本質上是尋求從高新技術端突破，搶占未來產業發展的制高點，并沒有對傳統制造業的未來提出有力的理論支持。因此我國傳統制造業要想得到全面提升，就必須建立體系化的方法論，為產業提供轉型指導的理論基礎，從產品全生命周期尋找提升競爭力的機遇。

清潔生產作為一種從源頭削減污染、優化工藝技術與設備、提高資源利用效率的優異指導工具，對我國制造業持續技術改造和節能減排持續推進起了重大作用。同時，由于清潔生產理論本身具有追求資源能源利用最大化和全過程控制的特點，在目前全球能源結構無法實現質變的前提下，是傳統行業實現可持續發展和生存的最佳途徑。

3 工業4.0是清潔生產進化方向

德國作為世界上比較早開展工業清潔生產的國家之一，在全過程控制和3R（Reduce、Reuse、Recycle）方面一直有著豐富的經驗和獨特的做法，甚至能從德國“工業4.0”上明顯看到清潔生產的核心理念。通過細致比對，我們可以發現工業4.0其實就是清潔生產發展的一個趨勢。

圖3 德國工業4.0與清潔生產比較

圖4 德國“工業4.0”架構圖

從目標上來看，清潔生產的定義就是將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中，以增加生態效率和減少人類及環境的風險；而德國“工業4.0”是在高自動化、高信息化、高工資、高職業化的基礎和前提下確保德國制造業在世界范圍的領先地位和競爭力，其核心本質之一就是提高效率、節約資源，減少環境風險。

從要素來看，德國“工業4.0”主要包括了標準化和參考架構、復雜系統的管理、全面寬帶基礎設施、安全措施、工作的組織和設計、持續的職業培訓和發展、監管框架、資源效率；清潔生產的主要要素包括：原輔材料和能源、技術工藝、設備、過程控制、產品、管理、員工和廢棄物。

從架構上來看，清潔生產主要是運用生命周期分析對“原材料-生產過程-產品-污染物”的全過程控制以達到節能、減排、增效的結果；德國“工業4.0”則進一步擴展了過程控制的范圍（見圖3），加強了用戶對產品需求的數據反饋，通過虛擬的物聯網優化生產工藝、提升了產品制造的精準度和靈活性，極大的減少了生產資源消耗。

通過比較工業4.0與清潔生產的各個方面可以看出，德國“工業4.0”實際上是在清潔生產的基礎上，擴大了概念的廣度和深度，并增加了物聯網概念，突出對技術和信息安全以及德國職業人口老齡化嚴重的擔憂。

4 清潔生產產業化的定義和方向

雖然目前我國各地清潔生產審核咨詢市場已經初步形成，各省市清潔生產工作也產生了良好的經濟效益和環境效益。但長期以來我國清潔生產工作主要存在以下幾個問題：一是清潔生產管理部門之間協調機制不健全、責權不清；二是配套政策和資金扶持力度不足；三是從業機構組織管理和技術水平參差不齊。

要想通過清潔生產指導傳統行業轉型升級，就必須由目前單一、簡單的清潔“生產審核機構-檢測機構”模式全面規模化和產業化，實現以特定的行業需求為導向，以實現經濟效益與環境效益雙贏為目標，以“標準制訂-技術研發-設備定制-檢測檢驗-診斷-解決方案-后期維護”系列化全過程服務為手段，從一種由政府主導并強制推動的計劃行為轉變為體現市場主體地位和實現自我可持續發展的經濟行為，實現清潔生產產業的技術和資金良性發展生態圈。

實現清潔生產產業化，要進一步提高產業數字化程度，提高全過程資源使用、能源消耗和廢物產生的數據采集精確度和時效性，建立區域性和全產業的大數據分析模型。

實現清潔生產產業化，要推動全國清潔生產市場一體化，通過優勝劣汰培育出一批既具有科技實力又具有市場競爭力的清潔生產企業。