德國工業4.0視野下亞太地區體育器材產業發展的特征及啟示

魏 敏，王龍飛

國際金融危機以來，美國、德國等發達國家開始重新布置工業發展戰略，實施“再工業化”計劃，發展信息化、智能化、數字化、高附加值產業。德國工業4.0戰略正是德國為實現制造業的改造升級，鞏固制造業在國際市場強國地位，經產、政、學專家認可的工業復興計劃。德國工業4.0是第三次工業革命信息技術的深層次應用（Keinert、Kretschmer，2015），是新一輪革新（Gruber，20103），將物理和虛擬世界相融合（Kagermann，2014），依托機器對機器技術（m2M）、物聯網技術（IoT）、信息技術，運用互聯網操作機器生產，對生產進行監控，對產品進行監測（孫笛，2017）。2010年以后，亞太地區體育器材產業發展迅猛，在全球體育器材市場中發揮著至關重要的作用，所占全球市場份額逐年上升，至2017年已高達41.8%，高于北美、歐洲等區域。與亞太體育器材產業的穩定增長相比，一些歐美國家的體育器材產業則呈現出滯緩趨勢。亞太體育器材產業在承接全球體育器材產業的轉移過程中，深刻解析了德國工業4.0的戰略要領，積極推動了區域體育器材產業的發展。為應對“再工業化”戰略所帶來的高端擠壓及資源爭奪壓力，我國工業正在通過加大信息化、自動化等領域的改革，促進工業結構轉型升級。在此關鍵階段，深研德國工業4.0戰略的內涵，總結亞太地區體育器材產業發展的成功經驗，無疑對推進我國體育器材產業的結構升級具有加強的理論與實踐意義。

1 德國工業4.0的內涵

1.1 產業規劃架構化

德國所推崇的工業4.0戰略（第四次工業革命）是以智能化為導向的工業創新革命，主要包括高端的生產技術、復雜的管理流程、龐大的數據分析、優化的決策過程、高效的執行效率。如圖1所示，德國工業4.0戰略的框架要點可以簡要歸納為“1348”：“1”個核心——信息物理系統（CPS，Cyber-Physical Systems）；“3”個集成——橫向集成、縱向集成、端對端集成；“4”大主題——智能生產、智能工廠、智能物流、智能服務；“8”項計劃——標準和參考體系、創新工作方式、注重培訓與教育、管理復雜系統、資源利用效率、監管框架、工業寬帶建設、安全和保障機制。信息物理系統（CPS）網絡構建由互聯網、物聯網、社交網站、智能建筑（家居）、智能工廠（車間）、服務互聯網交織組成。通過信息物理系統將信息、資源、物體和人緊密聯系在一起，創造出物聯網相關服務，將傳統生產工廠轉變為智能工廠，使裝備制造業不斷將信息和通信技術集成到傳統的高技術戰略上來，為智能制造提供幫助，形成橫向、縱向、端到端集成。德國工業4.0戰略實施還要在標準化、教育培訓、組織設計、安全保障等8個關鍵領域采取行動，推動工業4.0邁向成功。

圖1 德國工業4.0的構架

1.2 產品生產智能化

在德國工業4.0戰略下，智能工廠重視技術研發和創新，產品的智能化生產將會遍及各個領域。由圖2可知，產品生產智能化涉及生產方式智能化、裝備智能化、服務智能化、管理智能化等領域。智能生產是利用智能化技術手段，為客戶生產所需要的個性化產品，把傳感器、處理器、通信模塊、傳輸系統等融入產品中，使產品具有動態儲存、感知、通信能力。裝備智能化是經過物聯網、信息處理、AI等技術，使產品形成具有感知、推理、執行、自主學習以及維護等功能。管理智能化是通過互聯網、物聯網、信息處理中心，使企業收集到的數據信息具有及時性、完整性、準確性，使產品的生產管理更加準確、更具高效、更為科學。服務智能化是各個企業追求的目標，企業已經意識到服務消費的重要性，產品的線上、線下并行的O2O服務將是傳統制造業不斷拓展的服務。德國工業4.0對產品制造材料的選材更為綠色環保，注重產品的回收利用與報廢降解對環境帶來的污染。在網絡信息化應用推廣中，把網絡技術應用到產品的設計、生產、運營、服務中，智能生產過程，員工被鼓勵使用智能輔助系統幫助制造生產，減少員工的危險操作，提高生產的安全性。產品銷售強調對重點產品進行包裝和宣傳，重視對市場的培育，簡化售后服務流程，發揮品牌產品技術創新和刺激消費市場的作用，引導市場提高產品質量。

圖2 生產智能化

1.3 市場體系標準化

德國一直重視對市場體系的建設，注重推行穩定的市場改革措施，以鞏固德國制造業在國際市場的領導者地位，如增加對創新研發的投入，建立保護行業發展的法規，構建行業準入、退出制度。德國工業4.0戰略注重促進智能化、信息化在制造業的利用，把原料、加工、銷售等環節通過互聯網連接起來，通過大數據進行分析，構建市場標準化技術體系。公認的技術標準可以加速產品組合、市場滲透、生產自動化，如西門子等企業極力促成CPS技術產品成為未來的“事實標準”。

1.4 生產技術信息化

德國工業4.0戰略中，信息物理系統（CPS）是核心，信息通信技術（ICT）是關鍵。CPS的作用是實現生產的敏捷性和動態性要求，以提高整個組織的效率和效力為目標。信息系統是在現有互聯網基礎上，實現工業生產的智能化、數字化、信息化、網絡化、服務化、個性化（見圖3）。生產智能化是使產品在制造過程中，由機器來完成整個流程的操作，實現聯網設備自動協調（m2M）的生產模式。通過云計算將收集到的數據進行整理、分析，獲取市場的產品傾向，為產品的制造提供方向。德國目前在工業物聯網、工業機器人、工業大數據、虛擬現實等方面居于世界領先地位。通過信息化技術將生產過程連接，產品的類別在制造過程中通過射頻識別（RFID），或通過傳感裝置和執行器進行識別和分類。個性化定制使消費者參與采購、設計、制造、配送、售后，客戶可以全程參與整個過程，做到時時在線加工制造，生產線通過智能數據調控需要生產的產品，以便工廠避免浪費材料，節約資源，生產的產品最后通過智能物流，送達消費者手里。

圖3 信息物理系統的關聯性

1.5 企業組織融合化

德國擁有強大的中小型企業，自動化技術處于全球領先地位。德國工業4.0戰略是由政府、企業、專家學者共同提出，政府對企業、社會組織進行適當資助，注重對中小企業的引導，將新一代智能化生產技術的創造和使用引入中小企業。在信息化過程中，各企業可以通過物聯網和互聯網實現企業、供應商、客戶的“多維度”融合。企業走工業4.0道路注重價值鏈、信息網絡資源的橫向集成、企業生產流程上的縱向集成、企業數字化信息流的端到端集成。在企業生產中，企業間通過信息網絡相互交換信息，使企業間的邊界變得模糊，不同企業之間在生產制造過程中按照全球價值鏈分工，借助網絡交換信息，實現企業間的合作，有利于企業資源共享，實現橫向集成。企業在智能化生產下，從對消費者需求分析開始，到產品的設計研發、銷售，再到產品的回收利用，企業通過這一過程控制產品生產、銷售、服務所有環節，構建一體化的網絡體系，形成縱向集成。可以實現對產品的全生命周期管理（PLM），把企業間制造的難點相互交流，把企業間生產、制造、供應商、客戶等環節串聯在一起，促進彼此生產率，方便售后維護，從原材料到產品最終回收，整個過程可以無縫對接，實現端對端集成。通過三個集成化的融合發展，企業間的信息得到有效交換，工業制造環節得到控制，企業生產效率提高，產品類型符合消費者的需求，企業效益獲得最大化。

1.6 保障體系系統化

政府體系化、系統化的政策支持為德國工業4.0的發展提供了堅實的保障礎。德國政府在提出工業4.0戰略之前已經制定了相關的發展計劃，如由世界科技聯盟和世界貿易組織起草的《高技術戰略綱要》（High Tech Strategy）、《德國數字2015》（Deutschland Digital 2015）、《高技術戰略2020》（High-Tech Strategy 2020）等。德國發展工業4.0的優勢系統在：一是德國的制造工藝世界領先，在加工、機械工程等市場處于領導地位；二是德國有很好的教育體系，為工業4.0提供人才儲備；三是德國有強大而有活力的中小企業，以及在自動化技術方面的創新領導地位；四是德國工業在多年的發展中已經形成了良好的廠家、供應商、用戶間的合作伙伴關系。德國工業4.0的發展，政府注重發揮宏觀引領作用，逐步形成有關智能化制造發展的政策、法規、標準、技術的落實和推廣。政府出臺相關政策鼓勵技術研發和科技創新，建立健全多層級資本市場，為企業的資本獲取創造有利條件，如制定財稅方面的減免政策，通過多渠道促進企業融資。

2 德國工業4.0視野下亞太體育器材產業的發展特征

2.1 產業規模持續增長

亞太地區是全球體育器材發展的生力軍，產業規模持續增長，為全球體育器材產業的發展帶來新的生機。亞太地區體育器材產業市值從2011年的179.8億美元，增長至2017年的629.5億美元，近幾年保持高速增長態勢且（見表1，圖4）。與之相比，美國、歐洲地區的體育器材市場價值增長速度放緩，2017年美國、歐洲地區分別占全球體育器材市場份額的22.5%和26.3%。而亞太地區在2017年占全球體育器材市場份額為41.8%，遠超美國、歐洲地區（見圖5）。亞太地區的體育器材產業早期主要依賴于國際資本的注入，國際知名體育品牌制造商為了減少生產成本，打破關稅壁壘，防止相關協議的逐步變動，把加工制造的生產訂單外包給亞太地區的中國、越南、印度、印度尼西亞等區域。從德國工業4.0的視角來看，亞太地區本土企業通過對國外技術的模仿，在加工制造中積累技術經驗，逐漸建立了自己的生產、供應體系，尤其是促進了區域生產技術的提升。在買方市場需求不斷變化的大環境下，出現了很多新的銷售模式和供應關系，使新的采購策略在賣方、買方之間形成新的網絡關系，為亞太地區體育器材產業的發展帶來了新契機。

表1 2011-2017年全球體育器材產業規模（單位：億美元）

圖4 2011-2017年全球體育器材產業規模柱狀圖

圖5 2017年全球各區域體育器材市場份額占比圖

2.2 產品種類日趨豐富

當前，亞太地區的體育器材產品包括球類、高爾夫裝備、探險、球拍裝備、健身器材、冬季項目等類型（見表2）。近幾年，隨著新興技術的發展，促進了亞太地區體育器材產品種類日益豐富、規模持續增長（見圖6）。2014年亞太地區體育器材類型排名前三的是球類裝備31.5%，高爾夫裝備21.3%，球拍裝備15.8%（見圖7）。其中，球類裝備在體育器材產品中占據著重要位置，2011-2014年間，每年的產值都超過50億美元，并呈現增長態勢，產值從2011年的53.0億美元增長至2014年的63.1億美元，在亞太地區排第一位。高爾夫裝備市場正在崛起，2012年和2013年更是超過球類裝備的規模，排在亞太體育器材產品產值的第一位。戶外冒險裝備較為穩定，穩居亞太地區體育器材第四位。亞太地區體育器材產業發展比較好的國家有中國、日本、韓國，且亞太各國對體育器材產品的消費偏好具有一定差異性。例如，高爾夫設備是日本體育器材市場收入的重要來源，占體育器材產業總收入的30%以上，而在印度則僅占0.4%，中國大陸打高爾夫的人數在日益攀高，高爾夫設備產品將會是中國體育器材市場的高增長點。冬季運動裝備在不同地區也有著明顯差異，因為承辦2022年冬奧會，中國對冬季運動裝備的市場需求很大，韓國、日本是冰雪項目的強國，市場需求穩定，相對而言亞洲其他國家則略顯不足。

圖6 亞太地區體育器材產業類型與規模柱狀圖

圖7 2014年亞太地區體育器材類型占比圖

表2 2011-2014年亞太地區體育器材產業類型與規模（單位：億美元）

2.3 市場發展趨于規范

德國工業4.0的一個重要環節是將各個公司連接在一起，通過互聯網和物聯網平臺，共同制定一套統一的生產標準，促進協作機制的形成。歐美國家體育器材市場較為成熟，已經形成了一套成形的市場標準。亞太地區體育器材市場起步晚，技術水平滯后于歐美國家，相對缺乏統一的市場規范。當前亞太地區發展較好的國家注重學習德國工業4.0理念，通過規范產品生產、定價、分銷、促銷、售后等一系列標準，保障產品在市場的有效流通。

2.4 技術創新日益增強

亞太地區承接世界體育器材產業轉移獲得了技術發展契機，通過對高端技術的模仿、學習，促進技術的創新，使企業占據較高的市場份額，吸引大量的資金注入，促進體育器材產業的結構升級。在德國工業4.0戰略下，隨著互聯網、物聯網、云計算、智能設備、傳感技術的應用越來越頻繁，整個商業模式也發生了變革。德國工業4.0計劃中，德國在高端設備、機械制造、機器人等方面處于領先地位。日本則集中在精密零件制造、新材料研發等領域。為強化優勢領域，補齊短板，亞太地區部分國家注重制造技術的創新，比如，澳大利亞通過社交媒體建立健身平臺，培養健身意識，借助智能手機在移動互聯網上創建在線社區。這項活動在社交媒體排行榜上名列第五，每天通過智能手機訪問社交網站的比例由2010年的31%上升至2011年的41%。可見，體育器材產品與大眾的生活息息相關，在技術創新中應注重貼近生活，使技術為人的全面發展服務。

2.5 企業數量快速增長

進入21世紀以后，亞太地區體育器材企業數量正在快速增長，品牌企業集中于中國、日本、韓國，代工企業分布于東南亞國家，較有影響力的有日本的美津儂（Mizuno）、貓眼（CATEYE）、尤尼克斯（YONEX）、鬼冢虎（Onitsuka Tiger），中國的李寧（LI-NING）、安踏（ANTA）、博菲特（BFTfitness）、361°、紅雙喜（Double Happiness Sports），中國臺灣的肯尼士（PRO KENNEX）、喬山（JOHNSON），韓國的樂喜（LUCKYSPORTS）、英芭迪（Inbody）、靂霹德（Rapido）等。亞太地區擁有全球最大的人口基數，勞動力資源豐厚，加之原材料豐富，吸引著全球各大企業前來投資。國際體育公司憑借核心技術的掌握，在亞太地區進行代加工。例如，2017年Nike公司財政年度收入343.5億美元，其中在中國地區的收入為42.37億美元，占公司總收入的12.3%，在日本地區的收入為1.014億美元，占公司總收入的0.2%。體育設備收入占總收入的4.1%。2017年Adidas公司年度收入239.61億美元，其中中國地區的收入為42.89億美元，占公司總收入的17.9%，日本地區的收入為11.98億美元，占公司總收入的5%。2017年Mizuno公司財政年度收入16.54億美元，體育設備類別收入為47，863億日元，占公司總收入的24.4%。隨著東亞區域經濟的發展，體育器材產業得到快速發展，東亞部分區域人力資源成本開始增高，很多國際體育公司開始向東南亞地區轉移，該區域擁有比中國等東亞國家更為廉價的勞動力，投資建廠成本較低，政府支持力度較大。之前，消費者購買的產品有很多印著Made in China，而現在，會出現很多國際品牌的生產地印著Made in Laos，Made in Malaysia，Made in Philippines。

2.6 政策支持力度較強

國家的政治經濟體制是新興工業發展的重要保障，特別是對發展較為緩慢的體育器材產業。亞太地區體育器材產業在發展成為全球體育產業超過50%的生產中心的過程中，政府策略、體育公司管理決策、國家超強監管框架均發揮了重要作用。政府在推動亞太地區體育器材產業發展中發揮著主導作用，扮演著支持者的角色（即國家作為企業代理人的特色角色）。其中，中國提出了“中國制造2025”計劃、韓國提出了“制造業創新3.0”計劃和“I-Korea 4.0”計劃、日本提出了“社會5.0”計劃。

3 對我國體育器材產業結構升級的啟示

3.1 產業由加工向智能化制造升級

我國體育器材制造產業處于起步階段，生產規模較小、制造技術水平偏低，以“委托加工”為主，技術創新不足。僅幾年，隨著國內產品研發能力的提升，一些本地品牌的崛起，整個行業得到了飛速發展。但在整個體育器材產業中，我國中小型企業較多，產品技術含量相對較低。由表3可見，從2011年到2015年，中國在亞太地區體育器材市場上的份額逐年上升，日本所占份額在逐漸減少，中國在2015年達到了310.8億美元，占亞太地區體育器材產業市值的42.3%，隨后增長速度放緩，在2017年以225億美元的市場價值占亞太地區體育器材產業市場價值的35.7%。我國體育器材產業雖然在市場上所占份額較多，但產品的技術含量、個性化、品牌效應與歐美國家還有一定差距。德國工業4.0戰略要求產品智能化、加工自動化，正是我國體育器材產業所欠缺的。在人力成本不斷提高的情況下，我國亟需提高生產設備自動化水平，提升生產效率，在生產流程設計、生產計劃安排、客戶需求等方面，通過互聯網、云端、信息交互平臺進行業務整合，打造體育器材產業線上線下銷售渠道。

表3 中國、日本占亞太地區體育器材市場價值（單位：億美元）

3.2 產品從大眾化轉向個性化定制

我國體育器材產品的出口遠超體育服裝、運動鞋等體育產品，2014年，體育器材產品的出口占體育用品出口的64.7%，鞋類出口占20.7%，體育服裝出口占14.6%。我國的體育器材產品在世界銷售市場占有率較高，但在產品制造工藝標準化、精細化方面與世界強國還存在一定的差距，導致我國的體育器材產品在市場上只能通過低價格來贏得市場份額，在高精尖產品上落后于歐美制造強國。德國工業4.0戰略對產品的個性化、智能化要求較高，使得生產模式發生了轉變，不再是只要求數量，更加追求產品的質量，要求即使是一單個性化的定制，也可以獲得生產的利潤，同時使消費者滿意。借鑒德國工業4.0戰略，我國體育器材產業也應注重產品的個性化定制。在基于消費者需求分析的基礎上，深化生產智能化改革，提升產品質量水平，從而促進體育器材產業高質量發展。

3.3 市場人口基數大亟需企業拓展

我國體育器材產業規模遠超日本和韓國，在亞太體育器材市場占據主導地位。2017年，中國體育器材產業的增長率為6.7%，市場價值達225億美元，日本體育器材產業的同期增長率為0.9%，市場價值達139億美元。隨著健康中國戰略和《全民健身計劃》的有效實施，我國一些體育器材制造商已經開始精準分析顧客需求，創新銷售模式，在全國各地布置銷售點，注重產品的線下零售與線上銷售相結合。截至2018年，安踏體育在全國開設門店有10057家，李寧公司在全國開設門店有7137家，361°在全國開設的門店有5539家，特步在全國開設門店有6230家。雖然我國有很多企業在搶占市場，但是我國生產的產品在市場上仍處于弱勢地位，高精尖技術相對缺乏，產品主要集中在大型器械、運動護具、器材配件的制造，在一些需要精細化加工的器材，比如高爾夫球桿、沖浪滑板、戶外登山桿等技術滯后于歐美發達國家。我國體育器材產業要積極借鑒德國工業4.0的理念，面向市場需求，加大科技創新，拓展企業規模。

3.4 技術從模仿學習轉向自主創新

德國工業4.0戰略的提出，引起了很多國家的共鳴，引出了很多新技術名詞——信息物理系統、物聯網、服務互聯網、智能服務等，這些都是工業4.0戰略提出的新思路、新技術、新創造點，給制造業帶來了新一輪的革新。我國體育器材產業的技術水平較低，剛開始以模仿、學習國外企業為主，逐漸形成了一種“模仿-學習-創新”的發展方式。“十三五”期間，我國信息網絡技術得到了飛速發展，騰訊、百度、阿里巴巴、京東等成為網絡信息、云技術、智能化的領頭羊，華為“5G”技術更是引領全球，推動制造技術也得到了飛速發展，碳纖維技術的突破，新材料的研發，新產品的推廣，都得到了網絡信息技術、云端計算的支持。同時也推動了體育器材制造技術的革新，如碳纖維的應用、高精確度的脈搏測量儀在跑步機上的應用、爆發力測量表在力量訓練器械上的應用等。我國體育器材產業的生產技術也應借助信息化改革趨勢，將生產技術從模仿學習向自主創新轉向。

3.5 企業由中國制造走向中國創造

我國體育器材產業的發展是由國有企業、民營中小企業共同推動的，企業的發展進步是體育器材產業做大做強的基石。與德國工業4.0標準相比，我國體育器材制造企業在技術標準、技術創新、發展規劃等方面還存在著一定差距，產品的制造較為粗糙，缺乏精細化處理，市場上的產品大都是“中國制造”，缺少“中國創造”。我國體育器材制造業仍屬于勞動密集型產業，勞動力成本占據企業成本的很大一部分，企業所獲得的產品利潤低，得不到良性發展。企業體育器材生產有三個相關的要素：研究與生產，開發、創新和新材料的采用。德國工業4.0提出要智能化、個性化、創新性的發展，這對體育器材制造企業提出了高要求。我國體育器材企業越來越重視研發產品，安踏體育公司自2010年起，每年投入的經費連續上升，成為國內企業在產品研發投入的第一名。由圖8可知，2017年安踏研發投入占營收額的5.7%，達到9.5億元，李寧研發投入占營收額的比例最小，1.69億元僅占1.9%，特步的研發經費數額最少，為1.43億元。我國體育器材企業的研發投入與國際巨頭阿迪達斯和耐克相比，還有很大的差距，2017年阿迪達斯的研發投入為14億元，耐克當年未有單獨的數據列出，但是在2011年到2016年間每年的研發投入為17億元。我國體育器材產業還缺少體育類專業工程和器械研制的研究人員。今后，我國體育器材企業要充分發揮自身優勢，加強與體育院校相關綜合類大學、研究中心的合作，走出一條適合企業自身發展的科技創新道路。

圖8 2017年企業研發經費（單位：億元）

3.6 保障由粗獷發展轉向政策規劃

德國憑借工業4.0戰略，欲重新引領全球制造業潮流。在亞太各國紛紛效仿工業4.0，加快工業結構升級的大環境下，我國為應對新一輪科技革命和產業革命，國家制定了《中國制造2025》計劃，推動我國由工業大國向工業強國轉型。為促進體育產業發展，我國提出了“健康中國2030”規劃、“全民健身計劃”等，這些計劃的提出，使得體育器材產業的發展有了國家政策的支持。但這些政策還較為宏觀，需要在政府投資、資本引進、技術研發、投資刺激、資源配置等方面進一步細化。

4 小結

德國工業4.0戰略為全球工業發展提出了新理論、新思想、新道路，建立以信息物理系統為核心的工業4.0發展架構，融合互聯網和物聯網，將智能化、信息化、數字化、機械化制造工藝相結合。亞太地區一些國家注重學習德國工業4.0戰略，加快本國產業結構升級，近幾年區域體育器材產業處于高速發展階段，產業規模持續增長，產品種類日趨豐富，市場發展趨于規范，技術創新持續增強，企業數量快速增長，政策支持不斷完善。通過深入分析德國工業4.0戰略的內涵，借鑒亞太地區體育器產業的發展經驗，我國今后應通過產品個性化定制、拓展企業規模、加速技術創新、打造品牌企業、強化政策保障等方面促進體育器材產業的結構升級。