第一部分　學術動態篇

第1章　政府政策及研究機構報告解析

中國經濟發展進入新常態，正從高速增長轉向中高速增長，從規模速度型粗放增長轉向質量效率型集約增長，從要素投資驅動轉向創新驅動，呈現速度變化、結構優化、動力轉換三大特點。在這種背景下，研究美國、德國和日本等制造業大國的制造業發展政策或報告，對適應新常態下中國制造業結構調整、產業升級具有重要的借鑒意義。為此，我們對美國《國家制造業創新網絡計劃》、德國的《保障德國制造業未來：關于實施工業4.0戰略建議》（以下簡稱工業4.0戰略）和日本的《2015年版制造白皮書》展開分析。

1.1　美國《國家制造業創新網絡計劃》

2008年美國次貸危機爆發后，美國重新認識制造業價值，《制造業促進法案》《如何捍衛美國在先進制造業的地位》《先進制造業的國家戰略計劃》等一系列法案和報告相繼頒布或提出。這些法案和報告為美國《國家制造業創新網絡計劃》的產生奠定了基礎。下面從該計劃的提出、構成和特點對美國《國家制造業創新網絡計劃》進行梳理和分析。

1.1.1　美國《國家制造業創新網絡計劃》的提出

20世紀50年代初，美國制造業增加值曾一度占世界制造業總和的40%。然而60年代開始，伴隨著全球產業轉移的大趨勢，美國開始了“去工業化”進程。80年代，美國轉向了以服務業為主的產業結構，制造業空心化日益凸顯，市場開始以虛擬經濟為主導，而作為實體經濟的制造業占全球制造業的份額則日趨下降。以1990年為例，美國制造業占世界制造業總和的份額下降至21.5%。2008年全球金融危機后，美國制造業份額跌破20%，2010年僅為19.4%，低于同期中國制造業的19.8%。

2008年全球金融危機后，美國開始重新認識制造業價值，強調美國經濟要轉向可持續的增長模式，即出口推動型增長和制造業增長，讓美國回歸實體經濟。2010年8月11日，奧巴馬簽署了《制造業促進法案》，美國“再工業化”戰略正式開啟。

2011年6月1號，國家科學和技術委員會（NSTC）給奧巴馬政府提交了一份《如何捍衛美國在先進制造業的地位》的報告，明確提出傳統的制造業已經不適合美國，就如何振興國家在先進制造業中的地位，提出了一些策略和具體建議。[1]

2012年2月1號，美國科學技術委員會提出了《先進制造業的國家戰略計劃》，首次將先進制造業提升至國家級的戰略水平，強調先進制造對美國的經濟實力和國家安全至關重要，特別是研發和國內商品的技術創新發展之間的脫節。同年3月，針對《先進制造業的國家戰略計劃》，美國總統奧巴馬提出創建國家制造業創新網絡計劃（National Network of Manufacturing Innovation, NNMI），通過建立研究所，將大學和企業組織聯合，建立新的研究機構，幫助消除本土研發活動和制造技術創新發展之間的割裂。

2013年1月，《國家制造業創新網絡：一個初步的設計》規劃藍圖最終確立。明確NNMI由多個具有共同目標、相互關聯但又各有側重的制造業創新研究院（IMIS）組成，準備投入10億美元在全國各地建立15個制造業創新研究院，并希望在未來十年創建45個制造業創新研究所。

2014年12月，奧巴馬批準國會通過了《2014振興制造業和創新法案》，該法案支持奧巴馬構建國家制造業創新網絡計劃，并且要求商務部國家標準與技術研究院設立“國家制造業創新網絡項目辦公室”，監督“國家制造業創新網絡計劃”的規劃、管理和協調；爭取聯邦政府部門和機構的支持；制定并定期更新戰略規劃；制定相應的程序和標準，擴大與聯邦政府部門和機構在項目與活動上的協作；建立公開信息的發布平臺；擔任創新機構的召集人等。

1.1.2　美國《國家制造業創新網絡計劃》的構成

美國《國家制造業創新網絡計劃》主要由國家創新研究院（IMIS）和網絡間的協調兩大部分組成。其中，國家創新研究院的總體工作重點是通過合作集成能力，提高制造業應對跨領域的挑戰的能力，解決方案要能保持或擴大美國國內的工業生產。其業務范圍是加強對在創新開始階段（發現或發明）與商業化前期階段之間的研發活動的支持。此外，還對國家創新研究院的資金、收入和可持續發展、成員和合作伙伴等六個方面做了說明。

（1）資金、收入和可持續發展。原則上，每個制造業創新研究所獲得的聯邦政府資助為7000萬美元至1.2億美元。非聯邦政府與聯邦政府投資的比重將大于1:1。在創新研究所建立之初，聯邦政府的資金投入最大；2—3年后，聯邦政府資金投入將不斷減少。主要由研究機構、企業等私人部門來提供；5—7年后，每個研究院根據資金來源制定一套自我維持計劃，靈活地從諸如會員費、服務費活動、合同研究、產品試制等各種來源獲得可持續收入，逐步實現自負盈虧。為鼓勵可持續發展，用于研究所項目的聯邦補助資金將有一部分被授予在競爭項目上。競爭項目獎主要基于技術的質量、研究所之前的表現和所參與活動的強度。

（2）成員和合作伙伴。制造業創新研究所奉行開放創新和合作的理念，其成員和合作伙伴將包括制造業企業、研究型大學、社區研究院、研究機構、國家實驗室、政府機構、職業和技術培訓機構、工會、職業協會和產業協會、非營利機構乃至普通大眾。創新研究所由獨立的美國非營利機構領導，它應能夠帶領成員研發產業技術，培養勞動力，并建設基礎設施。

（3）支持中小企業。美國國家制造業創新網絡的一個重要目標就是支持國內中小企業創建、發展和擴張。制造業創新研究所將采取多種途徑幫助中小企業應對挑戰。它可以提供技術趨勢信息和先進技術，推動工藝創新和開發；可以提供共享設施和專門設備加快產品設計、樣品制造和測試等，它還應促進新企業創建。

（4）治理模式。制造業創新研究所應有充分的自治權、獨立的董事會，董事會應以產業代表為主。在聯合治理模式下，政產學研各方利益均應得到保障。

（5）遴選過程。由美國商務部發起成立的先進制造業國家計劃辦公室統籌管理。辦公室成員包括美國商務部、國防部、能源部、航空航天局、國家科學基金會的成員以及制造企業和大學的代表。具體做法是采取公開和競爭性的招標方式，由跨部門技術專家組成的評審小組對提議中的創新研究所進行競爭力評估。評選標準既考慮美國的產業發展需要和對提高美國產業競爭力的意義，也考慮創新研究所的聯合投資和財務的可持續性以及中小企業的參與程度。

（6）聯邦政府的經費支出。資金撥付進度將根據每個IMIS的性質和項目進行。聯邦政府的資金一般用在第一年設備等項目的基礎啟動上，其中非聯邦政府資助也在早期的基礎設備和建設等方面提供很大支持。隨著研究所的成熟，它開始吸納更多的運營資本。政府補助資金的延續取決于年度報告的完成，并且成功完成下列指標中的一項：合作投資、會員、設施利用率、項目組合、成功案例、技術商業化或以其他基準所做的評估等，預計第一個評審將在第三年開始。到第四年，聯邦政府的補助開始轉為競爭性項目資助。競爭性的項目資助金額達到總金額的25%。但是項目數量相對較少，平均每個研究院有2—3個項目，但是每個項目資助金額將達到200萬—300萬美元。

1.1.3　美國《國家制造業創新網絡計劃》的五大特點

（1）加強頂層設計，規劃市場資源。NNMI計劃和IMIS的建設是由政府商務部負責落實相關政策，國防部、能源部等部門為其創造條件，再由大學和企業負責參與執行的一個“全政府響應”行動。在這個行動中，政府負責整合各方力量參與到制造業中，體現了國家政府的強大意志和目標。

（2）整合產學研究，發展制造業創新聯盟。美國創新網絡計劃的一個重要特征就是建立IMI，將大學研究和企業生產結合起來，加快技術創新的成果化。從美國已建成的IMI來看，一方面，打造自身產業創新基礎設施；另一方面，與企業、研究型大學、社區研究院、非營利機構和實驗室結成廣泛的創新聯盟，帶動非聯邦及私營部門的大量研發投資。

（3）調動中小型企業活力，建立良好創新氛圍。中小企業在科技創新中發揮著重要作用，美國創新網絡計劃強調中小型企業的重要性，給予充分的幫助，積極調動中小企業活力。

（4）注重創新人才，加強基礎設施建設。相比傳統制造業，先進制造業的發展速度更依賴創新型人才資源和現代化基礎設施水平，美國制造業創新網絡始終強調發揮“教學工廠”和人才培養的作用。

（5）摒棄單一模式，拓展研發市場。隨著國際市場上高新技術生命周期的逐漸縮短，越來越多的制造業跨國公司為降低研發的風險而尋求全球合作。美國實施創新網絡計劃的目的在于未來不僅僅占據其他國家的產品市場，而且試圖向其他國家拓展其研發市場，加強研發的全球性合作來提升技術產品的競爭力。

1.2　德國《關于實施工業4.0戰略建議》

德國是全球制造業中最具競爭力的國家之一。然而進入后危機時代，德國制造業出口出現下滑，制造業占世界制造業的比重下降。與此同時，英國、意大利、法國等很多歐盟國家都注重工業發展以達到2010年歐盟提出的“歐洲2020戰略”中的目標，很多歐盟之外的發達國家都積極推進“再工業化”戰略，并在機械制造業、電氣工程領域、自動化及信息通信技術方面等很多智能科技領域加大了技術研發，頒布了激勵政策，擴大了市場份額。感受到來自全球的競爭壓力，2013年德國正式推出《保障德國制造業未來：關于實施工業4.0戰略建議》，避免在全球化競爭中落后于其他國家。

1.2.1　德國工業4.0戰略的提出

進入21世紀，德國經濟增長緩慢，2003年經濟增長率出現10年來的首次負增長，經濟的持續不景氣造成了失業率的居高不下。針對國內工業、經濟現狀及發展需求，德國先后發布了《2006高科技戰略》（2006年制定）和《2020高科技戰略》（2010年制定），致力于促進科技創新、推動科研界與政府和經濟界的緊密合作，將科研成果盡快轉化為經濟效益等方面的工作。

《2006高科技戰略》提出的主要措施有：提高國家科研投入，追加60億歐元研發預算；設立高科技創業基金用于高科技新興產業的創業投資，為創業企業的管理、技術、融資環境等方面提供幫助；確定了包括信息技術、生物技術、納米技術和航天技術以及與此相關的醫療衛生、能源、安全和環境在內的25個重點科研領域和項目，并且加大資金投入以達到提升德國作為全球重要研發基地的國際吸引力，提高研發體系的效率，加快科研成果向生產實踐的轉化之目的，項目參與方主要包括高校、校外研究機構和企業尤其是具有創造力的中小企業；激勵中小企業科技創新等。

2010年7月，德國聯邦教研部提出了德國《2020高科技戰略》，基于德國高科技戰略的成功模式，強調聚焦于全球挑戰、著眼未來和面向歐洲等戰略新重點，提出了氣候與能源、健康與營養、物流、安全和通信等國家需求領域發展的思路和建議。此戰略以創新和研發為重點，確定了集挑戰性、創新性、開創性為一體的滿足國家需求的未來項目課題范圍，并將創新研發的一系列關鍵技術與整個歐洲共同分享，以共同應付全球挑戰，引領全球科技，建立卓越的“歐洲尖端集群”。

《2006高科技戰略》的公布拉開了德國工業4.0的序幕，《2020高科技戰略》的提出則表明工業4.0的概念正逐漸以完備的體系和規劃進入人們視線。這兩個高技術戰略的實施，為《保障德國制造業未來：關于實施工業4.0戰略建議》的提出奠定了基礎。2013年4月，在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界的聯合建議下，《保障德國制造業未來：關于實施工業4.0戰略建議》頒布。

1.2.2　德國工業4.0戰略的兩大亮點

德國工業4.0的核心理念是虛擬網絡與實體物理的融合，即通過制造業的自動化、智能化、網絡化、定制化和節能化，將人、物體與系統緊密結合，實現成本、資源消耗等多個維度的優化。為推進虛擬+實體的融合，工業4.0提出兩大主題、三大集成、三大轉變以及八大計劃：兩大主題是指智能工廠與智能生產；三大集成包括企業在價值鏈上的橫向集成、制造系統網絡化的縱向集成與生產過程的端對端集成；三大轉變則強調生產分散化、產品定制化與客戶全程參與的轉變性；八大計劃從標準化、安全與保障、培訓和職業發展、資源利用體系等幾個方面論述德國的工業4.0戰略計劃。

（1）虛擬網絡與實體物理的融合是工業4.0的核心理念。在虛擬網絡與實體物理融合的理念下，德國工業4.0具備以下五個主要特征：①以標準化為先導，推進不同公司間的網絡連接和集成。工業4.0要求人、機器、資源互聯互通，在此框架內，公司機械和設備制造、應用軟件需要進行信息交換、處理和維護，建立標準化的體系有助于各系統之間的智能連接。②以數據和信息的安全為前提，保護智能系統的成功運營。信息和數據的安全對于智能制造系統至關重要，對于信息和數據的保護可以防止其濫用或者未經授權的獲取，避免知識產權的糾紛。③以培訓與專業的持續發展為基石，提升勞動力或人才的技能。工業4.0強調終身學習、以工作場所為基礎的專業持續性發展計劃的實施，使得工人即使在年齡較大、老齡化比較嚴重的情況下，仍然能夠通過適當地培訓而工作。④以協作工作方式為依托，釋放員工及用戶的潛能。在智能化、網絡化的世界里，一方面，員工將擁有高度的管理自主權，通過虛擬或移動的方式參與工作；另一方面，由于工業4.0強調用戶的需求，用戶也可以通過廣泛、實時地參與生產、價值創造過程，產品也更個性化。⑤以環境與資源安全供應為制約條件，提高資源環境利用效率。智能化與網絡化可能帶來資源投入的節約，但是考慮到原材料和能源投入可能影響環境與安全供給，因此智能化工廠需要權衡額外投入與虛擬+實體的融合帶來的資源節約潛力。

（2）串聯式發展是工業4.0戰略的顯性特征。德國是制造業強國，其工業4.0的戰略制定與中國當前所強調的信息化與工業化的融合本質相同，均強調產業的智能化、網絡化與節能化的新型制造模式，不過從制造業的產業基礎等方面來看，德國與中國存在顯著的差異：一是德國制造已經具備了一定的研發、產品品牌優勢，其研發投入已超過很多老牌工業強國；二是德國制造業已經走了工業3.0的道路，而中國當前產業發展階段處在2.0與3.0并行階段；三是中國制造業的自主創新能力不足，存在大量的處于國際價值鏈中低端的傳統產業，且產品的原材料與能源投入效率低下，因而在發展戰略新興產業的同時，需要對傳統產業升級改造；四是中國在部分新興產業與傳統產業均面臨產能過剩的問題，如何利用創新驅動、市場擴張來消化產能成為產業亟待解決的問題之一，而德國制造業的強大競爭力卻使得其在應對產能過剩問題方面從容不迫。以上幾點決定了德國制造業走的是串聯式發展道路，即基本完成工業3.0后，制定并實施工業4.0。

1.2.3　借鑒工業4.0破解中國制造業的困局

中國制造業的自主創新能力不足、產能過剩等問題的解決需要借鑒德國工業4.0的經驗，政策應著力于：

（1）利用開放的市場推進技術標準體系建設。政府應鼓勵行業、企業、科研院所積極參與國際技術標準的制定，并行推進研發與技術標準；與此同時，應強調技術標準能夠體現網絡化、智能化、綠色化等虛擬+實體融合特征，技術的標準側重于共性技術與模塊接口。

（2）促進虛擬+實體的融合消化過剩產能。消化產能方面，除了制定技術標準來設定企業進入退出門檻以外，還應利用虛擬+實體融合的契機來改造傳統產業，提升戰略新興產業的創新驅動力，進而提高原材料與能源的投入產出效率。與此同時，從需求這一端來看，政府需重視釋放市場潛力方面的戰略制定。

（3）借助終身學習與培訓制度提升員工技能。建立終身學習及培訓制度，在專業的持續發展中提升員工技能，應對由于虛擬+實體的融合所帶來的技能新要求。終身學習與培訓制度的另一個好處是提升老人與婦女的就業能力，在一定程度上有助于減輕中國老齡化帶來的危害。

（4）構建員工、用戶協同工作方式提高生產的積極性。積極利用虛擬+實體融合來搭建員工、用戶協同工作方式，通過端對端集成使大規模定制成為可能，使個性化的需求成為可能，也使員工因為工作環境的變化而更有生產管理的自主權，更有動力參與企業的生產。

（5）強化信息與數據的安全管理來保護知識產權。對制造業重點領域、關鍵技術必須加強信息和數據安全保護的投資力度，部署統一的安全保障架構，制定數據保護和網絡安全的法規，并完善安全標準、示范合同、公司協議等自我監管措施。

1.3　日本《2015年版制造白皮書》

日本作為亞洲經濟發展水平較高的國家，國土面積、自然資源有限，但依賴原料進口的工業卻發展成為其經濟支柱，其高效的管理也享譽世界。日本制造業約占國內生產總值的20%，高于美、英、法等其他發達國家。因此，日本制造業對其他產業的輻射效果非常廣泛，可以帶動多個產業的發展。但是，由于日本制造業目前面臨一線制造技術人才短缺和信息技術滲透緩慢的問題，加上日元長期升值，大批制造業企業向海外轉移，導致國內制造業占國內生產總值的比率嚴重下降。據統計，日本制造業從業人員已經從2005年的1500萬人降至2014年的1000萬人。

為促進制造業恢復，日本特別重視產業政策，戰后的《倍增計劃》等對日本經濟騰飛起了很大的促進作用，《e-JAPAN》等戰略對電子信息產業發展起到了很大的促進作用。近年來為了提升制造業的競爭力，出臺了一系列產業政策，比如，2014年公布了《3D打印制造革命計劃（2014—2019）》、《新策略性工業基礎技術升級支援計劃》《機器人開發五年計劃（2015—2019）》等。2015年6月9日，日本經濟產業省公布了《2015年版制造白皮書》（以下簡稱“白皮書”）。

1.3.1　《2015年版制造白皮書》解析

《2015年版制造白皮書》從三大方面對日本的制造業做了剖析：

（1）日本制造業的不足之處。①日本制造業企業對進一步發展數字化持消極態度，在軟件技術和IT人才培養方面表現尤為明顯。白皮書稱：“相對于德國和美國的制造業變革，日本企業現在還沒有表現出重視軟件的姿態。”白皮書提到，到工業4.0式生產系統確立之時，“如果思路還停留在目前日式生產系統的延長線上，日本制造業可能會遠遠落在后面”。②日本制造業企業之間的合作不充分，嚴重阻礙了跨越企業和行業的橫向合作。比如說，工廠使用的制造設備的通信標準繁多，許多標準并存，沒有得到統一。

（2）教育和研發是日本制造業發展的基石。①支持各類學校在提高人力資源素質方面的努力。工程類大學向制造業部門提供專業的工程學知識，技術學院提供幫助工人豐富工作經驗的培訓，中等專業學校培養具有專業技能的工作人員，技術學校負責制造業企業的培訓工作。日本文部科學省還組織了旨在提高人力資源素質的國外合作項目等措施。②提供良好的工作環境，促進制造業發展。除了制定一系列措施促進人力資源發展外，日本還通過完善基礎設施為科研工作提供良好的工作條件，例如提供先進的科研設備和高水平的教師隊伍促進科學和教學教育水平的提高。同時，日本政府通過幫助女性研究人員解決生育、照顧兒童和老人等問題來促進女性研究人員參與到科研工作當中，從而提高整體的科研水平。除了這些措施，日本政府還在努力創造一個重視制造業的氛圍，通過對制造業從業人員重新學習進行補貼，提高他們學習新知識新技能的積極性。博物館通過免費開放的方式增加人們對制造業的興趣，甚至對下一代人都開始宣傳制造業對日本的重要性。③促進研發，提高制造業競爭力。通過共享大規模設備的使用，例如同步輻射設備、自由電子鐳射設備、大規模質子加速器和高性能計算機，來促進核心技術的研究開發。同時，政府通過建立創新平臺推動具有較高風險的研發工作的開展，通過這種分散風險的方式促進企業投入更多人力、物力進行研發工作。

（3）積極推動“下一代制造”。隨著德國工業4.0概念的不斷推廣，日本與其他亞洲國家一樣意識到全球制造業正在面臨深刻的變革。因此，日本也提出了類似德國工業4.0的“下一代制造”的政策，旨在提高日本制造業在全球的競爭力。該政策的核心是利用大數據、物聯網和軟件等技術促進信息交流，將信息技術推廣到制造業企業，充分促進企業間的合作。為了實現“下一代制造”，日本制造業白皮書明確相關政策：①實現人與數據的充分交流，推動混合生產線發展。所謂的混合生產線是指從產品的裝配、檢測和包裝能夠在一條生產線上完成的生產方式，這一方式要求精準的流程控制，這正是日本制造業的強項，但是精準控制的過程要求人與數據能夠形成一個良性的互動，同時借助物聯網技術的支持。②鼓勵制造業相關軟件發展。實現前面提到的混合生產線和物聯網的廣泛應用，軟件支持是必不可少的，但日本的軟件開發領域一直與美國、印度等軟件開發大國存在差距，這極大地制約了日本制造業特別是機器人等智能產業的發展，因此日本提出了促進制造業軟件發展的政策。③建立一個基于制造業企業、科研機構和政府的國際合作計劃。日本制造業正在尋求與國際更廣泛的合作，同時國內加大促進科研機構和制造業企業的合作力度。此外，“下一代制造”的相關政策中還明確了政府的職責，要求政府在促進企業與科研機構和國外企業合作方面發揮積極作用。

（4）母體機能。在企業向海外轉移生產的同時，確保母體機能留存在日本國內。母體機能是指日本獨特的經營方式、技術開發機制和人才培訓體制等。新措施希望將日本企業的海外生產體制和國內的母體機能結合起來，維持日本制造業的活力。

1.3.2　由《2015年版制造白皮書》解讀日本制造業的特點

總體來看，日本制造業仍然具有非常高的國際競爭力，聯合國工業發展組織（UNIDO）認為日本是最具有制造業競爭力的國家。日本《2015年版制造白皮書》體現了日本居安思危的精神。從政策內容看，與德國4.0、中國2025相比較，日本制造業政策具有兩大特點：

（1）更加重視研發和技能人才的培養。相比較中國，日本制造業更加重視研發和人才培養。日本與德國的制造業更加強調柔性生產和個性化制造，而中國的競爭優勢在于大規模生產，是智能制造和大規模生產能力的結合，這是兩國的比較優勢決定的。

（2）重視產業之間的協調。中國制造2025重視關鍵技術和制高點的突破，較少關注整體生產效率提高的重要性，也對傳統產業改造提升重視不足。日本積極推動制造業中不同行業的融合，比如汽車與電子、建筑與機器人、能源與信息等。日本政府計劃成立“不同行業交流合作會議”，邀請專家學者和制造業領軍人物參加，共同探討不同制造業行業相互融合滲透的可能性，通過行業融合，產生新的產業和市場。

參考文獻

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撰稿：余菜花　張慧明　孟祺

統稿：李廉水　鞏在武　季良玉