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基于一带一路战略工业4.0产业协同融合发展研究
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基于一带一路战略工业4.0产业协同融合发展研究
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:1184    更新时间:2016-3-31
 

唐德淼1,2

(1无锡环境科学与工程研究中心,江苏 214063    

2复旦大学,上海 200433)

 

 

摘要 “一带一路”战略的提出,对框架内的国家或地区具有经济协同发展的意义。随着该区域基础设施的协同建设和更广泛意义上的产业融合,这些国家或地区从此进入了经济协同发展的时代,由此缔结成一个庞大的利益共同体。“一带一路”战略、工业4.0 和“互联网+”为我国经济发展注入了新的活力,拓宽了发展空间,提供了技术支撑。以工业4.0为特征的新工业革命,是产业发展的重要机遇。新常态下,我国经济从要素驱动,投资驱动转向创新驱动下的集约发展,新工业革命、工业4.0的趋势促进以及互联网+的融合渗透,推动新产业和智能互联网的协同融合,互联网+经济占主导的新型经济发展模式将不断优化。

关键词 一带一路”,工业4.0,产业发展,协同融合

 

一、问题的提出

随着云计算、大数据、互联网的出现,互联网已进入工业互联网的时代,它掀起了新一轮产业变革和工业革命。​​研究表明,我国消费型互联网应用发展很快,在一些领域甚至超过了美国;但是产业互联网的应用,我国与美国仍然存在较大差距。专家推测,到2040年我国的企业型互联网应用才可以赶上美国的产业互联网。同时,新工业革命和互联网的进一步深度协同融合。将出现能源生产与使用革命,出现制造模式、生产组织方式和生活方式等方面的重大变革;将出现以互联网为支撑的大规模定制智能化的生产方式变革[1]在新工业革命的进程中,产业内部和产业之间将呈现出组织变化新趋势。网络经济与实体经济的相互融合日趋加深,产业边界限出现模糊化,制造业和服务业将深度融合;企业内部组织结构扁平化,产业组织呈网络形态;互联网配置资源的方式影响着产业组织形式,产业集聚出现网络虚拟模式。[2]

应运而生的“互联网+工业”,即工业4.0+工业互联网,将实现制造业上下游合作的无界限,提升价值链共享经济下大众参与程度。“互联网+工业”是信息共享+物理共享,从而开创全新的共享经济,带动大众创业和创新。“互联网+”动力之源的基础设施是智慧云网,生产要素是大数据资源,其新的分工体系是大规模社会化协同网络。人工智能将主导未来互联网,人工智能将极大地改变我们的生活,改变互联网,在大数据时代,互联网将成为产业发展最重要的推动力量。

互联网推动了我国的消费升级,深刻促进产业转型,加速各产业的市场化进程,创新并激发我国经济“后发优势”,加快推进我国经济进入“新常态”。互联网正在成为现代社会的基础设施之一,既是提高效率的工具,也是构建未来生产方式和生活方式的基础设施,互联网思维将成为一切商业思维的重要基础。互联网思维分为三个层级,层级一:数字化,即互联网是工具,提高效率,降低成本;层级二:互联网化,即利用互联网改变运营流程,电子商务,网络营销等商务活动;层级三:互联网思维,即用互联网改造传统行业,商业模式和产业创新。4V大数据、智能化、移动互联网和云计算,即大智移云的推动,促进了信息技术与材料技术,生物技术、能源技术以及先进制造技术的结合,开启了产业互联网的时代,产业互联网对于正处在产业转型和发展方式转变的我国,是跨越发展的重要机遇。[3] 以工业4.0为代表的新工业革命,将推动我国产业转型升级,互联网等信息产业或知识产业,将会独立为第四产业,形成立体式产业分类方式。该方式将推进产业有效规制,推动互联网和产业融合发展和智能升级。 “工业4.0”的提出也为我国传统制造业的突围指明了方向,通过加快推进实施“中国制造2025”战略,把中国版“工业4.0”上升到国家战略高度,其主线是加快新一代信息技术与制造业深度融合,智能制造作为量化深度融合的主攻方向。为此,探索基于“一带一路”战略,工业4.0产业协同融合发展的机理和路径,具有理论和实践意义。

 

二、工业4.0促进产业融合发展机理

全球先后发生了三次工业革命,发源于西方国家并由他们主导,我国无缘前三次工业革命的全部阶段。1760年到1840年,第一次工业革命创造的蒸汽时代带领着农耕文明向工业文明过度;从1840年到1950年的110年间,在第二次工业革命所创造的电气时代,电力、钢铁、铁路、化工、汽车等重工业兴起,石油成为新能源;1950年至今是第三次工业革命,这个时代日新月异的网络技术让全球信息和资源交流变得更为迅速。

1. 新一代信息技术引领未来新兴产业

工业4.0即第四次工业革命,是德国《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,已上升为国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。[4]德国提出工业4.0战略,并于2013年推行该战略,其目的是为了提高德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。新工业革命在驱动机制、重点产业、分工体系、影响领域、竞争因素等许多方面都呈现出新的特征,新产业、新技术、新业态与新商业模式不断涌现。新一代信息技术主导的网络平台产业、新一代信息技术深度应用的智能制造、资源和环境相关的绿色产业、生命和食品相关的健康产业等将成为引领未来的新兴产业。[5]工业4.0的范畴包含智能工厂、工业网络系统、IT系统、生产链的智慧控制等,在新的技术框架下,企业能够通过信息系统建立一个完整的网络系统,包括相互联结的智能机械、仓储系统、高效的产品设备等,这些设备可以独立自主地运作,或者互相交换信息、互相控制,并且通过嵌入式系统来协同运营。

2.生产控制模式向智能化转变

工业4.0本质是由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统-信息物理系统(图1 Cyber-Physical System[1])相结合的手段,将制造业向智能化转型。CPS把信息物理系统作为计算进程和物理进程的统一体,是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。通过人机交互接口实现和物理进程的交互,使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。包含将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程,使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能)。

 

 

 

 

 


资料来源:作者整理

工业4.0智能化生产模块有(如图2),一是“智能工厂”,智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;三是“智慧物流”,主要通过互联网、物联网、车联网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。例如,德国博世公司实践4.0包括:智能化原材料供应、国际生产网络系统、流水线操作状况监控和支持系统、远程技术支持和高效设备管理系统。前三次工业革命的发生,分别源于机械化、电力和信息技术。如今,基于工业4.0和信息物理融合系统,将物联网及服务引入制造业的第四次工业革命。企业将以CPS的形式建立全球网络,整合其机器、仓储系统、生产设施和设计、生产、监控等智慧软件协同运营。

资料来源:作者绘制

    3. “一带一路”战略的协同促进

“一带一路”战略为欧亚地区合作与国际分工开辟了经济合作的主线,带动全球化了智能交通一体化、生态环保、产业转移,现代制造业将根据全球资源禀赋择优配置,在优质资源聚集地分别建立设计研发中心、生产中心、营销中心,充分利用国际高级生产要素,借助虚拟组织建设推动资金、技术、人才等各类高端资源整合,以国际协同网络为协调,引领制度创新、商业模式创新,向价值链高阶迈进,创造了协同整合的商业模式,借助国际网络平台和虚拟组织,全球化、虚拟化与扁平化的商业合作模式,为“一带一路”的节点区域或用户、创意组织与个人、供应商、制造商、广告商、技术服务商、数据分析企业、服务运营商、平台服务商等,随时加入“一带一路”国际商业生态系统提供高效的可能,并不断发生裂变和衍生,成为推进“一带一路”国际产业融合、协同快速成长新的动力源。从而获得资源、市场跨区域配置和全球化专业分工所带来的高效率和综合效益。

 

三、工业4.0协同融合的产业发展新趋势

1. 产业结构软化趋势

在工业4.0推进的过程中,将出现产业结构软化(the Softening of Industrial Structure[2]的趋势。即软产业(服务产业)的比重不断上升,出现了经济服务化的趋势;第三产业内部服务业的不断扩大,同时还表现为第一、第二产业内部服务量的不断扩大。各产业在这种相互联系中相互促进使经济日益趋向软化和服务化。

 

3  工业4.0智能融合协同模型

资料来源:作者绘制

 

2.智能协同融合趋势

产业发展过程中,高加工度化和技术集约化推进,对互联网、信息技术和知识等软要素的依赖不断加深。[6] 用高新技术改造传统产业,用信息技术改造传统服务业,产业发展具有协同智能型和“服务密集”特征,出现横向和纵向的智能协同融合趋势(图3)。

同时,工业4.0的各项技术因素对各产业发展的影响作用越来越明显,新工业革命催生战略性新兴产业的发展,将出现产业协同融合趋势。工业4.0技术将向工业、服务业全面嵌入,以及制造技术的颠覆性创新将打破传统的产品生产流程,制造业和服务业不仅在产业链上纵向融合,产业链本身也将重组,产品从设计、生产到销售的各个环节都需要实现第二、第三产业的深入融合。

产业融合使得原本分立的产业价值链,部分或者全部实现融合(产业融合是指不同产业或同一产业内的不同行业,通过相互渗透、相互交叉,最终融为一体,逐步形成新产业的动态发展过程)。产业间的融合互动将会程度更深,层次更高,范围更广。其主要动因就在于可以相互利用对方的资源,其实质上是产业链价值系统的设计与再设计的过程。以互联网信息技术为核心,成为制造业价值链结构不断由低级向高级演化的重要途径。7通过产业融合,传统产业能够融合高技术产业的技术,不断地创新商业模式,实现价值链上下游的垂直合作和行业间的横向整合,从而带动了产业的加速成长。新的价值链节点处融合了两个或多个产业的价值,与原产业相比,融合产业不仅具有更高的附加值与更大的利润空间。产业融合也会在企业经营成本方面发生融合经济效应,即企业的平均成本会随着产业及企业融合程度的增加而不断减少。通过高新技术的渗透融合、产业间的延伸融合、产业内部的重组融合、新产业取代旧产业进行融合等方式推动产业结构不断升级演进,实现产业之间的融合成长;促进了产业价值创造增值,提升了产业的竞争力,产生产业和经济增长效应,从而形成工业4.0架构下现代产业体系。 [8]

 

四、工业4.0产业网络融合发展和升级路径

1.在工业4.0架构下,实现深度融合发展

即以“互联网+”为重点,促进产业转型升级,提高生产性服务业的发展水平,推动制造业信息化、服务化和智能化。产业网络融合升级的实质是技术升级、产品升级、功能升级和价值链间升级;即两个基本层面:一是产业内升级向高端产业或产业链高端,产业内部的技术、功能等提升视为产业的高度化;一是产业结构升级,而价值链间的升级是产业间的合理化。以“互联网+”推动制造业升级,推动物联网、大数据、云计算技术在工业领域的广泛应用,实现战略性新兴产业和先进制造业的智能化。优化生产性服务业结构,运用大数据提升信息、研发、设计、物流、销售等生产性服务业发展水平,完成工业由生产制造型向生产服务型的转变。推动制造业的全球化布局,建立我国制造业的全球产业链。要基于工业4.0的进行产业转型升级,形成新能源领域的高端产业链地位优势。在智能电网、新能源汽车等领域形成新的国际竞争力,形成新能源与互联网融合技术体系和服务体系。实施创新驱动发展战略,促进科技、金融、创新要素的有机结合产业发展体系,奠定工业4.0的产业发展基础。形成工业4.0架构下产业融合发展的驱动力、关键环节和升级路径(表1)。

 

1  工业4.0架构下产业融合发展驱动力-关键环节-升级路径

驱动力

关键环节

升级路径

互联网和再生能源技术融合

标准化和协同架构

嵌入价值链升级-链主培育,互联网在传统领域沿产业链由下游向上游拓展。

互联网和数字制造技术融合

复杂系统的解构与建模管理

互联网与传统产业跨界融合(消费-产业互联网)提高云计算、大数据、电商化对产业的渗透能力,带动传统产业向智能化、数字化、网络化发展,尤其是支持利用电子商务整合产业链上下游资源,加快生产流程创新。

互联网

乘数效应

(催化剂)

组织设计

产业规制变革,加强政府引导,搭建平台,结合高精尖的产业构建,建立大数据服务等,以智能移动和大数据应用为核心,孵化创新性产业。在无数传输、海量数据智能化搜索、高端软件、移动智能终端软件等关键技术和产品领域取得突破。

技术进步

综合的公共网络设施

推动工业互联网融合增值,从交易环节简单的价值传递到研发、设计、生产、服务环节的价值创造和产业融合协同增值。

自主创新

智能制造系统的运营

实施两化融合、互联网+战略和制造业2025等战略。

资料来源:作者整理

 

  基于工业4.0的智能升级,我国要实施创新驱动发展战略,提高生产力、创新智能生产模式以及提高生产和资源效率;培育先进的技术和高效生产体系。推进两化深度融合,用标准引领信息网络技术与工业融合,提升制造业信息化、数字化、智能化和工业互联网水平。通过技术创新,促进智能制造转型,以高技术含量、优异的产品质量、低能源消耗以及高经济效率和充分利用人力资源优势去发展新型产业和推进工业化。创造共性技术的数字化创新平台,实现产业全生命周期的两化深度融合,打造实现智能制造的数字化平台。实现高效运行,以最小的资源消耗获取最高的生产效率。推进网络应用转变,进行制造技术革命和企业发展互联变革。部署建设国家信息物理系统(CPS)网络平台,启动国家智能制造重大专项工程,产学研用联合推动制造业创新发展,构建有利于产业转型升级的制度保障体系。​​

2.产业选择是实现我国工业4.0的关键

要根据我国互联网+和制造业2025战略等重要规划的要求,大力发展新一代信息技术产业、物联网、电子商务、先进材料、添加制造技术、生物制造等产业;形成以信息传送、处理为核心的智能优化系统,提高网络空间治理、发展产业智能化和产业链协同智能化应用。在未来制造模式中布局时,新一代移动通信、基础网络以及智能信息终端应放在首要发展位置。云计算产业是新一代信息技术的关键产业,云计算模式正推动传统设备提供商进入服务领域,带动软件企业向服务化转型,并催生出跨行业融合的新型服务业态;要支持公共云计算服务平台建设,推动传统电信运营商和第三方数据中心向云计算基础设施服务商集成转型,促进三网协同融合。

《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018)》指出工业4.0是两化深度融合的方向。苗圩表示,智能制造是新一轮产业竞争的主攻方向。会议强调,要顺应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域,强化工业基础能力,提高工艺水平和产品质量,推进智能制造、绿色制造。

3. 建立新型制造体系,形成智能化生产的产业结构模式

通过新能源替代、新生产和其组织方式及下一代信息技术的应用,建立新型制造体系,发展环保生态产业,构建循环经济体系,形成环境友好和智能化生产的产业结构模式,打破传统的能源和环境约束。以能源结构优化,网络协同服务,工业智能发展为契机,打造智能电网,以新能源与互联网融合发展为重点,提升战略性新兴产业;大力发展信息服务产业、节能环保、逆向物流等静脉产业;以大数据、云计算、物联网、移动互联网等改造传统产业,进行定制设计、生产和智能运营,应用新型智能制造技术布局智能制造业,建立智能化和可持续的产业发展模式。

基于“互联网+”的网络化、平台化、智能化现代服务业蓬勃兴起,工业互联网方兴未艾,引领更广范围、更深层次、更高水平的产业变革。我国高度信息技术产业发展,提出要实施“中国制造 2025”、和“互联网+”行动计划。编制实施软件和大数据产业“十三五”发展规划,要求优化产业发展环境,坚持强化战略规划、政策、标准的引导和约束作用;同时,大力推进自主创新,瞄准国家战略产业,鼓励支持软件企业和工业企业跨界融合、协同创新,力争在基础软件等重点领域突破核心技术;加快发展智能制造,推动工业软件、工业控制系统、工业互联网以及智能汽车、工业机器人操作系统等关键技术的研发和产业化,建设工业云平台和大数据中心,加快研制数据共享标准,促进制造过程智能化;积极拓展“双创空间”,改善软件和信息技术服务供给,推动软件公共服务平台、“创客空间”、创新工厂互补,创建一批专业化、网络化“众创空间”,激发企业创业创新活力。信息技术与制造技术的深度融合特别是基于物联网的数据革命与制造业的结合,创新新的产品、新的业态、新的模式和新的技术,使得制造业更加数字化、网络化和智能化。我国拥有庞大的传统制造业基础,要实现智能转型,实现产品设计、加工制造、运作管理、售后服务的全面升级,在传统制造业中培育新的业态和模式。

4.构建“一带一路”产业协同融合新格局

积极融入一带一路建设,对接一带一路战略布局,加快建设现代综合交通运输体系,抓住国家推动公路、铁路、水路、航空建设的重大契机,打造和利用好航空、铁路、水运港口,加快建设便捷高效的国际物流运输体系,建好各类开放口岸和海关特殊监管区域;积极开展投资贸易便利化等改革试点,提升外商投资吸引力,提升物流专业化、信息化和国际化水平;搭建一带一路合作平台,努力打造区域合作先行区,大力引进国际资金、技术、人才、高端国际协同产业项目,打造产业或旅游精品;更加积极主动开展对外投资合作,促进一带一路沿线国家道路联通。加强能力建设,构建全方位的金融体系。要通过优化自身的产品结构,创新金融服务和投融资模式,提供股权融资、融资租赁等业务品种,支持中国企业境外并购、产能转移和经贸合作,以客户需求为导向,搭建集融资、信息咨询等为一体的全方位体系,优化整合涉外金融资源,引导国际国内投资者合理布局,顺应开放型经济转型需要,发展多种形式的境外投资基金,构建全方位、多层次、复合型的互联互通网络,积极推进人民币国际化,助力一带一路建设。跨境人民币是中国金融业开展国际化 经营最具优势的业务领域,中国的金融机构要发挥自身优势,努力实现在全球主要市场人民币业务的领先优势,以人民币业务为突破口,推进境外其他业务的发展,重点加强结算、清算、跨境贷款、资金交易、资产管理等关键业务的发展。发挥自身比较优势,打造基于工业4.0和互联网+的核心产品链。

五、结语

我国工业4.0战略的实现,重要的是发展以工业智能为技术创新和应用的产业,以大数据为重点的网络协同服务,形成可智慧操作的智能生产系统,促进生产方式由大规模的粗放生产方式向柔性化、智能化、数字化和生态化的生产方式转变;产业发展从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。[9] 同时,要着眼“一带一路”产业融合,抢占产业发展制高点,推动产业、企业、产品、技术、标准等,走出去、引进来,大力促进创新创业,引导优势资源和要素的国际协同聚集;挖掘“一带一路”制度红利,推动开放型体制机制改革创新发挥“丝路”基金、亚投行和其它国际金融机构对产业发展和区域合作项目的支持,制定“一带一路”战略规划,推进金融业在“一带一路”沿线国家的网络布局。推动以互联网为基础的大规模智能化定制生产方式为主导,互联网、信息技术与实体产业的融合协同发展,打造低碳、环保和智能化的生产体系,以工业4.0元素为主要特征的新型现代产业发展体系。

 

 

参考文献:

1.芮明杰. 第三次工业革命与中国选择[M]. 上海:上海辞书出版社,201355-58.

2.邹昭晞. 北京市产业升级与协调发展研究[M]. 北京:经济管理出版社,2014146-147.

3.[]维克托·迈尔 肯尼恩·库克耶 盛杨燕 周涛(译).大数据时代[M]. 浙江:浙江人民出版社,2013:  16-17

4.[]乌尔里希·森德勒(主编) 邓敏 李现民(译).工业4.0--即将来袭的第四次工业革命[M].北京:机械工业出版社,2015:  9-10

5.王振. 2014长三角地区经济发展报告[M]. 上海:上海社会科学出版社,20142.

6.芮明杰. 产业经济学[M]. 上海:上海财经大学出版社,2012177.

7.历无畏 王振. 中国产业发展前沿问题[M]. 上海:上海人民出版社,2003202-203.

8.赵玉林. 主导性高技术产业成长机制论[M]. 北京:科学出版社,2012268-269.

9.田俊荣 吴秋余. 新常态:经济增速[N]. 人民日报,2014-8-4 .


[1] 2006年美国提出,虚拟网络-实体系统CPS融合的思想,2013年美国确定推进战略。

[2]产业结构软化(the Softening of Industrial Structure)是指在社会生产和再生产过程中,体力劳动和物质资源的消耗相对减少,脑力劳动和知识的消耗增长,劳动和资本密集型产业的主导地位日益被知识和技术密集型产业所取代。

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