德國“工業4.0”引發的思考
       全球金融危機后，為盡快恢復經濟，培育新的經濟增長點，西方發達國家紛紛回歸實體經濟。美國提出“再工業化”，并推出《重振美國制造業框架》、《先進制造業國家戰略計劃》等。德國和日本等制造強國也不甘落后，德國制訂了《德國高技術戰略2020》，并推出工業4.0;日本提出了 　“工業4.1J”，一個德國工業4.0的升級版，J表示源于日本。
       與此同時，中國也相繼制訂了培育發展戰略性新興產業、工業轉型升級、兩化融合等一系列戰略規劃，加速從制造大國向制造強國轉變的進程。
       顯然，美國、德國、日本，包括中國，這四個制造大國正在展開一場搶占全球制造業產業鏈制高點的激烈競爭。這個制高點是什么?時任工信部副部長蘇波認為：“國與國之間的競爭也罷，國與國之間的經濟競爭也罷，實質上就是國與國之間的裝備制造業的競爭。目前，大國之間在高端裝備制造領域的競爭，我們可以說，就是大國博弈的核心。”蘇波所說的高端裝備制造實際就是智能裝備制造。
       在這樣的背景下，德國推出“工業4.0”(Industry 　4.0)。工業4.0原本是《德國高技術戰略2020》中的十大未來項目之一，最初在2011年德國漢諾威工業博覽會上提出。當時，德國人工智能研究中心董事兼行政總裁沃爾夫岡.瓦爾斯特爾教授在開幕式中提到，要通過物聯網等媒介來推動第四次工業革命，提高制造業水平。2013年4月，又是在德國漢諾威工業博覽會上，德國“工業4.0工作組”發表了最終報告——《保障德國制造業的未來：關于實施“工業4.0”戰略的建議》。
       德國工業4.0與美國第三次工業革命的說法不同。按照德國學術界和產業界解釋，工業4.0是繼機械化(1.0)、電氣化(2.0)和自動化(3.0)之后，以智能制造為主導的第四次工業革命。
       顯然，智能制造已是世界制造業發展的必然趨勢，是制造強國必爭的產業鏈制高點。有一項針對“德國工業4.0戰略前景”的調查顯示：在德國，47%的公司已經積極參與到工業4.0的戰略中;18%的公司正參與工業4.0戰略的研究工作;12%的公司聲稱它們已把該戰略付諸實踐。德國企業大舉進軍工業4.0的，一時間成了世界關注的焦點。
       面對德國工業4.0的挑戰，一位日本機械廠商德國子公司的社長語氣凝重地說：“原本就在設計和工程領域具有優勢的德國，現在又要重新定義制造業的應有形態，以攻占潛在增長市場。我們不能再這樣無所作為了。”
       但德國機械工業聯盟(VDMA)一位專家解釋說：“關于傳統制造業，被中國等亞洲國家的企業趕超只是時間問題。所以，我們正在探索一條不會被亞洲企業趕超的其他道路。”從他的話語可以看出，德國人更加憂慮地還是“龍行天下”的中國制造。
       就在德國推出工業4.0、美國等制造強國實施“再工業化”戰略的同時，中國也正在思考著如何轉型升級，如何從制造大國轉變為制造強國。
       轉型的想法早在“九五”期間就已提出，但至今仍沒轉過來，現在又提出了產業“升級”的任務。過去沒有解決的問題和新的問題交織在一起，這使中國制造遇到了前所未有的挑戰。
       中國制造業一方面面臨著自主創新能力不足、缺乏核心技術、產品附加值低、產品質量和生產效率不高、資源利用效率偏低、產業結構不盡合理等長期沒有解決的老問題;另一方面，近年又遇到了勞動力和土地、資源等生產要素價格快速上升等問題。
       在國際市場，高端制造有向發達國家回流之勢，低端制造也逐漸開始向比中國制造成本更低的發展中國家轉移。中國制造面臨著歐美發達國家和發展中國家的雙重夾擊，已經陷入“高端失守，低端混戰”的尷尬局面，“世界工廠”的地位受到嚴重威脅。
       更為重要的問題，是中國制造已經陷入全面的產能過剩的局面，并伴隨著制約轉型升級的體制障礙。
       面對空前的困境，中國制造何去何從?如何從制造大國轉變為制造強國?《中國制造2025》規劃在這個背景下應運而生。這個規劃與中國工程院的“制造強國戰略研究”重大咨詢研究項目有淵源關系。制造強國戰略研究項目組成員、中國機械工業聯合會專家委員會委員屈賢明對本刊記者說，在制造強國戰略研究項目設立之初，規格就比較高，工信部部長苗圩擔當顧問，中國工程院院長周濟和朱高峰院士任項目組組長。目標也很明確，就是要通過調研和報告確定我國成為制造強國的階段性目標和指標，提出進入制造強國行列的指導方針和戰略對策。
       2013年初，“制造強國戰略研究”重大咨詢研究項目調研團正式成立。就在調研團調研期間，德國在漢諾威工業博覽會(2013)上推出了“工業4.0”戰略規劃。這標志著德國在全球拉開了以智能制造為主導的第四次工業革命大幕。
德國人的搶先一步，讓“制造強國戰略研究”項目組的院士和專家意識到，中國也需要自己的“工業4.0”中長期規劃。
       屈賢明說，2014年1月，項目組成員在向國務院副總理馬凱做了階段性成果匯報之后，首次提出制定《中國制造2025》規劃的設想，為中國制造業在2025年前后邁入世界制造業強國行列提供戰略指引。這一建議得到了馬凱的肯定，并明確責成工信部牽頭、會同相關部委編制《中國制造2025》規劃。
       于是，“制造強國戰略研究”重大咨詢研究項目變成了編制《中國制造2025》。牽頭單位由中國工程院升級為工信部。工信部牽頭，會同國家發改委、科技部、財政部、質檢總局、工程院等20多個國務院有關部門，組織50多名院士、100多位專家開始共同編制中國版的工業4.0——《中國制造2025》。
       中國政府對德國工業4.0非常重視。2014年3月，國家主席習近平訪問德國時在《法蘭克福匯報》發表署名文章時重點提到德國“工業4.0”戰略。這被認為是吹響了中國加速推出《中國制造2025》規劃的號角。
       2014年10月10日，中國國務院總理李克強訪問德國期間，中德雙方發表《中德合作行動綱要：共塑創新》，宣布兩國將開展“工業4.0”合作。中德雙方認為，合作進程應由企業自行推進，兩國政府提供政策支持。
       水到渠成。今年3月5日，李克強總理在“兩會”期間順勢提出實施《中國制造2025》的宏大構想。這項由50位院士、100多位專家完成的研究成果，國務院最終將其濃縮成2萬字正式發布。文字雖然不多，但官方說這是中國從制造大國邁向制造強國的頂層設計，是實施制造強國戰略的第一個十年行動綱領。
       工信部部長苗部說，如果用一句話來概括《中國制造2025》，那就是中國要從制造業大國轉變為制造業強國。而轉變成制造強國的路徑是兩化融合，主攻方向則是智能制造。我們要用30年，分三步走，完成制造大國向制造強國的轉變。為了完成這個轉變，《中國制造2025》確定了四項原則、五條方針，并實施五大工程，重點突破十個領域。
       從“制造強國戰略研究”到《中國制造2025》的轉變，在國家戰略需求的驅動下，政府對于從制造大國向制造強國轉變的“中國夢”又有了新的認識。
       技術頂天，但要市場立地
       《中國制造2025》由研究機構發起，最后由政府主持編制而成。但是，它的落地必須要有企業參與，甚至要由企業主導。針對《中國制造2025》落地的問題，制造強國戰略研究項目組成員、原機械工業部副部長陸燕蓀在接受本刊記者采訪時問道：“現在戰略有了，但如何把戰略變成規劃，規劃變成計劃，計劃變成行動呢?也就是如何將它落地，落到企業層面?” 　顯然，陸燕蓀的這個提問還沒有一個很好的答案。
       把政府的戰略、規劃或計劃落實到企業層面，這在計劃經濟時期是輕而易舉的事情，但在市場經濟情況下則不盡然。按計劃經濟辦事，政府和企業都不用考慮是否盈利的問題;按市場經濟辦事，政府可以不考慮投入產出的關系和盈虧問題，但企業如果也不考慮這些問題的話，那將會在市場競爭中一敗涂地。
       《中國制造2025》的主線是兩化融合，即兩個IT(IndustryTechnology和Information 　Technology)的深度融合，主攻方向是智能制造。為了爭奪智能制造這個制造業產業鏈的制高點，早在今年1月，工信部就發布《智能制造試點示范專項行動實施方案》，吹響了中國企業向智能制造進軍的號角。該《方案》確定：“自2015年起，在基礎條件好和需求迫切的重點地區、行業，優先從基本達到兩化融合管理體系標準要求的企業中選擇試點示范項目，分類開展流程制造、離散制造、智能裝備和產品、智能制造新業態新模式、智能化管理、智能服務等6大試點示范專項行動。連續實施3年后，根據試點示范情況，再做相應的調整和深化。”
       考慮到中國制造1.0、2.0、30并存的現狀，工信部似乎在小心翼翼地摸索著適合國情的通往制造強國的路徑。6月初，工信部公布的首批智能制造試點示范項目共94個(原計劃30個以上項目，結果突破60個以上項目)，其中包括20項基礎研究項目，74項產業項目。參與試點的企業77家，涉及上市公司近20家。這次試點項目的公布，標示著《中國制造2025》全面啟動。
       工信部組織的智能制造試點示范專項行動，實質上是在號召企業向智能技術的研發發起進攻，以使中國企業邁向產業價值鏈的高端。但是，對于一個企業而言，問題并不是這么簡單。以邁克爾.波特的價值鏈理論來解釋，技術研發固然重要，但它在企業價值鏈中也只是創造價值活動之一而已，并不是全部。在研發設計-加工制造-營銷服務整條價值鏈上，技術研發盡管有高附加值，但如果一項技術發明不能產業化、商業化，那么，企業對于這項技術的研發投入則是浪費。所以，企業在進行技術研發時，一定要首先想到技術和市場能否融合在一起，能否變成滿足消費者的產品。一個好的企業，一方面要追求技術頂天，另一方面更要保證市場立地。
       對于這個問題的理解，我們可以從“微笑曲線”的思維框架得到啟發。
       微笑曲線是由臺灣企業家施振榮先生于1992年提出。微笑曲線像一個人微笑時嘴的形狀，兩端朝上。把微笑曲線應用到產業價值鏈中，附加值更多體現在兩端，即研發設計和品牌營銷，而處于中間環節的加工制造則附加值最低。高端環節獲利占整個產品利潤的90-95%，底端環節只有5-10%，甚至1-2%。
       從市場競爭角度來看，微笑曲線的左端，研發設計屬于全球性競爭;微笑曲線的右端主要體現為區域性競爭。
       微笑曲線揭示了兩個要點：一是附加值在哪里，二是競爭形態。
       當年，施振榮用這條曲線來解釋計算機產業的價值鏈。后來，微笑曲線被應用到各個領域。
       若以微笑曲線來解釋智能制造試點示范專項行動，工信部顯然是在鼓勵企業向微笑曲線的左端，研發設計這一端發力，并希望企業參與全球競爭。如果企業有升級為智能制造的實力，又能將技術與市場結合在一起，那當然是好事;但是，如果企業沒這種實力，或者缺乏市場的支撐，那就要另當別論。
       筆者曾接觸過這樣一家裝備制造企業，當年在參與一項國家級的重大工程中，這家企業耗盡了企業資源自主研發一項關鍵部件，但項目結束后，市場卻沒那么大了，結果使企業陷入困境。這就是沒有考慮微笑曲線右端的結果，技術頂天后，未能市場立地。這樣的企業并非個案。
       過去，中國政府制定了許多戰略、規劃，政府一招呼，企業就蜂擁而上。今天的產能過剩與此有密切關系，傳統產業全面過剩不說，即使新興產業如太陽能（000591）、風電等也都是在政府規劃下導致產能過剩，最后遭殃的還是企業。
       一個制造企業，在經營選擇上，向微笑曲線兩端延伸是應該的，但不能不考慮自己的實際情況，一味地只向技術一端延伸。制造企業不應忘記，微笑曲線的右端也有高附加值，而且左端的價值也要通過右端來實現。制造企業更不應忘記，制造除了自身能夠創造價值外，它還是是附加值的載體。
       事實上，即使是施振榮，他也沒有忽視制造的作用。在去年出版的《微笑曲線——締造永續企業的王道》一書中，他說：“雖然制造的附加值低，但我把它視為‘中性’的載體，由微笑曲線左右兩端決定它的價值。”他舉例說，一個杯子使用的材料沒有區別，但其設計如果出自大師之手，身價就會不同凡響，附加值的載體在這個時候會顯示出其重要性。
       由于經濟全球化的不斷深入，技術特別是高技術競爭實質上已是全球性的競爭，所以，在微笑曲線左右兩端均具實力的企業，通常就是一家超強的跨國公司，是世界性的企業，如美國GE、蘋果、德國西門子、日本三菱重工等。如果一家制造企業缺少可以和這些跨國公司比高低的技術，其實多想想如何把制造做好，多想想微笑曲線的右端，是更為現實的選擇。至于說到企業不可缺少的技術進步，那則是一個漫長的積累的過程，對企業而言，要靠長期不斷的投入和努力才能獲得，不是靠一場運動，三兩年就能實現的。
       美國辛辛那提大學教授李杰針對中國工業評價說，中國工業跳躍式發展了幾十年，在快速跳躍中，忽略了許多制造的過程，缺少對細節的領悟。比如飛機發動機要達到安全、舒適、少噪音、少振動，其中涉及很多制造細節，包含許多人的經驗分享。所以，中國要進入工業4.0，亟需對制造過程有更多、更深的認識。
       “這次是抄不了了，因為里面的傳感器、軟件設計和計算機模型都不可能拿來就用，所以有很大的挑戰。”李杰說。
       關于工信部推進中國制造2025的工作，在6月15日的座談會上，李克強未做評論。但他在座談會上說了這樣一番話：“過去傳統的增長方式難以為繼，傳統的動能也在減弱。為什么我們提出大眾創業、萬眾創新?實際上跟中國‘智’造聯系到一起。智從哪里來?集眾人之智。想要創新，要運用互聯網技術，運用大數據、云計算等等，這一定要靠大眾創業、萬眾創新。”
       顯然，李克強把大眾創業、萬眾創新跟中國“智”造聯系在一起。這與做一件事情就選幾個骨干企業“試點示范”的做法不完全相同，總理想到的是“大眾”，是“萬眾”。他很清楚，要把大眾、萬眾調動起來，投入到智能制造之中，必須要靠深化改革。所以，他要求政府各部門要為大眾創業、萬眾創新、互聯網+和中國制造2025簡政放權、優化服務創造條件。
       總理似乎在尋找企業是創新主體、政府回歸服務職能，這樣一條通向智能制造之路。
       無論是德國工業4.0、美國工業互聯網，還是《中國制造2025》，都顛覆了現在的制造業，重新定義了制造業的應有形態，但三者有一個最大的共性，就是智能制造。
       工業4.0意在通過充分利用嵌入式控制系統，實現創新交互式生產技術的聯網、相互通信，即信息物理融合系統(Cyber-Physical 　Systems，CPS),將制造業向智能化轉型。CPS讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協調和自治等五大功能，從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯系在一起，從而創造物聯網及相關服務，并將生產工廠轉變為一個智能環境。
       工信部華信研究院智能制造研究所所長徐靜對本刊記者說：“工業4.0正是以CPS為技術核心，以智能工廠和智能生產為兩大主題，實現縱向集成、橫向集成和端到端集成的新的制造業生產方式。最終建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品生產與服務模式。” 　在這種制造模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。現在，創造新價值的過程正在發生改變，企業價值鏈和產業鏈分工將被重組。
       過去企業之間的競爭，可以大致歸類為成本競爭和差異化競爭兩種。成本競爭一般是比較在同等成本、價格下，誰能為客戶提供更大的價值，但在中國通常演變成產品同質化下的價格戰;差異化競爭一般為品牌競爭。企業之間無論是成本競爭還是差異化競爭，都是建立在規模化、大批量生產方式之上，即使是品牌的差異化，也是建立在產品批量生產的前提之下。
       智能制造則完全不同于傳統的制造方式，由于“互聯網理念擴展到工業生產和服務領域，催生了眾包設計、個性化定制等新模式，將促進生產者與消費者實時互動，使得企業生產出來的產品不再大量趨同而是更具個性化。” 　苗圩說。
       智能制造生產方式，使數字世界與物理世界無縫融合，也使產業鏈各個環節的協作發生了明顯變化。一方面，企業內部縱向集成加深，即企業內部信息流、資金流和物流的深度集成;另一方面，在從訂單到交貨的橫向一體化中，各個環節也被緊密地聯系起來了，甚至實現了端對端集成。生產者與消費者(用戶)以及業務伙伴可以實時互動，企業生產出來的產品不再大量趨同而是更具個性化，即大規模批量生產向個性化定制生產轉變。在這樣的價值鏈下，各項價值創造活動所創造的價值如何確定?
       智能制造改變了企業價值鏈，同時也將改變了企業之間的競爭模式。在這種情況下，大工業批量生產時代產生的微笑曲線，其解釋力陷入困境，它既無法說明個性化需求如何滿足，也無法解釋智能制造生產方式下高附加值在新價值鏈的何處。
       一些人也看到了用微笑曲線來解釋智能制造生產模式下企業價值鏈的困境，所以，紛紛撰文宣稱“告別微笑曲線”，甚至有人斷言“微笑曲線已死”。這些預言對于現實中的企業而言有點為時尚早，但我們確實需要解決微笑曲線將要面臨的困難。筆者認為，用穹頂弧線思維框架替代微笑曲線的思維框架，將是企業應對未來競爭的有效選擇。
       這是一幅簡化的穹頂弧線圖。穹頂弧線的左端底部是制造，右端是市場(消費者、用戶)，穹頂是設計。在穹頂弧線中，設計把制造和市場連接在一起。
       穹頂弧線頂端的設計不同于微笑曲線中的設計。微笑曲線中的設計，通常指傳統的產品設計，或傳統的工業設計，為大工業批量生產而設計。穹頂弧線中的設計，是包含了創新內容和滿足個性化需求的設計，是誕生在智能制造生產方式下的現代設計。
       設計居于價值鏈的最高端，是滿足個性化需求的智能制造生產方式的必然選擇。正像德國人所強調，“工業4.0的關鍵是將軟件、傳感器和通信系統集成于所謂的物理網絡系統。在這個虛擬世界與現實世界的交匯之處，人們越來越多地構思、優化、測試和設計產品。”這是什么意思呢?其實，這正是我們強調的智能制造時代的現代設計，它在穹頂之端。
       關于設計，最近路甬祥院士和清華大學柳冠中教授都有新論。筆者提出的穹頂設計，既包容了路甬祥院士倡導的“創新設計”，也涵蓋了柳冠中教授定義的工業設計的本質。
       路甬祥說，“設計是人類對有目的創造創新活動的預先設想、計劃和策劃，是具有創意的系統綜合集成的創新創造。設計也是將信息知識和技術創意轉化為產品、工藝裝備、經營服務的先導和準備，并決定著制造和服務的價值，是提升自主創新能力的關鍵環節。” 　路甬祥把創新和設計連在一起，稱為創新設計。
       路甬祥認為，我們可以將農耕時代的傳統設計表征為“設計1.0”，工業時代的現代設計表征為“設計2.0”，全球知識網絡時代的創新設計表征為“設計3.0”。與之相應，誕生于工業時代的“工業設計1.0”自然也將進化為全球知識網絡時代的“工業設計2.0”。它們將伴隨著全球網絡，科學技術、經濟社會、文化藝術、生態環境等信息知識大數據等創新發展，設計價值理念、方法技術、創新設計人才團隊和合作方式也將持續進化發展。
       與路甬祥的觀點略有不同，柳冠中認為，由于分工的細化，需要有一種職業來協調需求、制造、流通和使用各環節的關系。這種考慮系統整體利益的理論、方法、程序、技術和管理以及社會機制的活動統稱為工業設計。同時，工業設計也是人類的整體文化對工業文明的修正，所以，必須要考慮到人和環境，既要講以人為本，還要講以生態為本。
       柳冠中說，一個物品在工廠里叫做產品，要解決制造的矛盾;到了商場叫做商品，要解決流通的矛盾;到了家里叫做日用品，要解決使用的矛盾;最后扔到垃圾箱里叫做廢品。所以，對設計師來說，我們看到的不是一臺機床、一個杯子，它是一個大概念，而應該是制造、流通、使用和回收問題，即產品、商品、用品和廢品融為一身。
       不久前，中國工業設計研究院有一份資料介紹了工業設計網站Core77對11位來自美國頂尖工業設計專業的主任進行了采訪。其中克蘭布魯克藝術學院Scott 　Klinker說：“工業已經從傳統大批量生產轉變為網絡社會的用戶提供創新產品。……網絡社會已經出現了新的設計文化，更草根，自下而上，和工業時代自上而下的文化形成了鮮明對比。”甚至有人說，我們進入了一個設計師創業的時代，或者說萬眾創新的創客時代(Makers)，而眾籌這個與之相匹配的金融工具又可以讓創客們直接接觸市場，這與以往有很大的不同。
       無論是路甬祥定義的創新設計、柳冠中描述的工業設計，還是國外那些頂尖工業設計專家們對設計的新認識，從穹頂弧線框架來解釋，就是在一個普遍采用智能制造生產方式的情況下，設計是連接制造與市場最為重要的元素。這里的設計既要包含創新元素，滿足個性化需求，又要體現以人為本和以環境為本的理念。它是產品設計、流程設計、工藝設計、商業模式設計等等的總和，也可以說，它是一種思維方式。
       在智能制造時代，由于企業實現了縱向集成、橫向集成和端對端集成，企業與供應商、消費者之間實現了實時互動，產品研發設計-生產制造-營銷服務，在價值創造上將不再存在微笑曲線中所描述的區別。隨著制造企業生產效率和服務能力的大幅提升，其利潤也會隨之而提高。也就是說，制造不再位于只獲得5-10%、甚至1-2%利潤的價值鏈最底端。有人說，工業4.0將消滅淘寶，這話現在看有些夸張，但是，我們也確實應該重新思考，在智能制造生產方式下淘寶存在的意義。
       在智能制造時代，微笑曲線已無法解釋價值鏈各個環節創造價值的高低，但這條源于波特價值鏈的曲線的各項價值創造活動還沒有被否定，也就是說，波特價值鏈還在。我們的任務只是尋找智能制造生產方式下企業價值鏈究竟還有沒有高附加值之處而已。穹頂弧線正是在這個背景下應運而生，作為案例，蘋果公司的成功是穹頂弧線的有力佐證。根據穹頂弧線的解釋，設計在新的價值鏈中將居于穹頂弧線之巔，是附加值最高之所在，是智能制造時代企業競爭的主戰場。