[聚焦十三五] 德国“工业4.0”对中国“十三五”信息化规划的启示（上）

一、德国“工业4.0”与发达国家信息化规划

（一）信息发达国家的信息化规划分析  

美国自20世纪90年代以来，一直是以信息技术发展为核心，信息化的成功造就了美国一个又一个经济奇迹。美国在1992年就建立了“信息高速公路”，核心是信息基础设施建设，建立了以光缆为主干线的智能通信网，并拥有全球最先进的卫星通信技术和数字化通信网络技术，实现了整个国家的信息化。2011年美国又提出“先进制造伙伴（AMP）”计划，主要是强化关键产业制造能力、投资发展新一代机器人等（德国联邦教育研究部，2013）。

英国在2009年6月份推出了“数字英国”计划，其目标包含六大内容：一是通过改善基础设施，推广全民数字应用，提供更好的数字保护；二是国家实现宽带普遍服务，同时铺设下一代高速光纤网络；三是实现移动频谱自由化，加快下一代移动服务的发展；四是2015年全面升级到数字广播；五是大力发展合法的互联网下载市场，使消费者和制造业均受益，并推动立法；六是设立“G-Cloud”来运行公共服务网络，用以作为重组公共部门数据中心的一部分，从而将英国打造成世界的“数字之都”（康彦荣，2010）。

日本在2001年提出了“E-Japan”战略计划，重点是建设超高速网络系统、完善电子商务交易规则、建设电子政府、加强高层次IT人才的培养；2004年又推出国家信息化战略“U-Japan”，重点是推进泛在网络的基础设施建设、大力推动信息通信科技（ICT）应用的高度化、解决网络安全问题、以国际战略和技术战略强化国际影响力，引领亚洲信息据点；2009年制定出至2015年的中长期信息技术发展的“I-Japan”战略，重点是大力发展电子政府和电子地方自治体（刘劲松，2007）。

韩国从1992年开始实施“C-7”计划，重点是主导产业技术国际市场竞争力；2004年“U-Korea”战略计划重点是建设宽带网络基础设施信息社会；2009年9月提出“IT韩国”计划，把信息整合、软件、主力信息、广播通信、互联网五个领域确立为信息核心战略领域。积极建设信息化服务体系整合生产要素，促使韩国的信息产业规模迅速扩大、电子商务蓬勃发展、电子政务达到世界先进水平、完成超高速通信网的建设、金融和服务业等民间部门信息化快速发展，使韩国经济增长和综合竞争力实现跨越式发展（李淑华，2013）。

新加坡信息化发展始于20世纪80年代，在政府的统筹下建设高速通信基础设施，从计算机计划、IT计划、科技岛计划到智能岛计划，直至发展成为亚太地区的电子商务中心，给本国的通信、商贸、金融、航空航运等传统行业带来了新的商机（姚国章，2010）。

印度在1998年6月提出了包含政府授权信息技术、广播、通信、电子、财政、国防和人力资源等部门建立国家信息技术政策体系，目的是加速推动世界级的无缝连接的信息基础设施建设，把印度变为“全球信息技术超级大国”和“信息革命时代先驱”；还提出了降低税率、建立软件知识产权保护制度、兴建软件园区、充分发挥软件协会作用、支持软件和IT服务出口、推动信息产业发展等108条建议（刘文云，2007）。2011年，“CPS创新中心”项目在印度的通信与信息部支持下主导了对各种领域的研究，包括人形机器人；2014年，科研产品“曼加里安”火星车是进入火星轨道的首个亚洲国家的探测器；2012-2017年，印度五年计划的核心事项之一是建立创新资金，将为未来的IT专家创造一个最佳的研究和工作环境（德国联邦教育研究部，2013）。2014年，印度总理莫迪已经在世界各地掀起了一场“振兴印度制造”的旋风。

俄罗斯信息化在20世纪90年代落后于西方国家十几年，因此，俄罗斯从2002年开始大规模地开始信息化建设，通过完善国家法律法规来发展国家的基础通信设施和社会领域信息化，通过开发和建立电子商务系统，促进商品自由流通，带来了经济的大发展。俄罗斯还通过建立标准化信息，解决了数字鸿沟和信息孤岛问题，把重工业方向转到了信息消费方向（冷昕，2014）。

表-1是上述各国信息化规划与战略核心内容的比较。从表-1可以看出，主要发达国家在宽带基础设施、高速网络建设、电子政府、技术开发与应用、网络教育五个方面的规划内容基本一致，均视为信息化发展的重要根基。主要发达国家根据自己的国情，战略侧重点也略有不同，美国遵循技术原创、概念原创、体系原创三大原则，融入信息技术体系，凭借雄厚的经济基础和全球巨大的市场，拓展到应用研究和市场开发，全面平衡发展的各个领域；英国大力发展移动频谱及数字广播；日韩重视医疗、食品、就业、交通、金融等国民基础信息和法制建设，在开发电子产品方面发展迅猛；新加坡围绕亚太中心的目标升级传统行业；俄罗斯的信息技术开始从军事国防应用方面转向国民的日常多功能电子卡及一卡通服务上；印度的软件产业及储备人才的职业培训能有效补充信息产业对人才需求的缺口，同时，已逐步将自身软件产业的优势用于制造业的振兴。

大部分国家尽管在信息化规划方面发展十分全面并具有特色，但仍有许多内容不够先进，如表-1中第24～33项，上述所有国家都未涉足，而这恰恰是德国“工业4.0”部分重点内容，说明德国“工业4.0”有一定的先进性和前瞻性。

（二）德国“工业4.0”要点分析

2013年4月，德国在汉诺威工业博览会上发布《实施工业4.0战略建议书》，确定了“工业4.0”面向2020年的国家战略。2013年12月19日，德国在其电气电子和信息技术协会上又发布德国“工业4.0”标准化路线图，意在推进大数据时代背景下以智能制造为主的第四次工业革命，把德国的传统制造技术与先进互联网技术相融合，产生智能化的机械设备制造，升级国内工业体系，保持德国竞争力在全球的领先地位。“工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为德国国家战略。表-2总结了德国“工业4.0”的21个要点，并挑选其中6个做了简要的分析（德国联邦教育研究部，2013）。

1．建立CPS虚拟网络。在“工业4.0”环境中，先进的信息技术与制造技术在无处不在的网络资源环境下，为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。实行实时的“虚拟网络一实体物理系统（CPS）”解决方案将从空间、技术的质量和可靠性方面极大地依赖于服务与基础网络，生产系统将如同社会机器，以类似于社交网络的方式运转，自动链接到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传统远程维护服务。信息技术正将实体物理世界和虚拟网络世界系统融合，实现数字化和基于信息技术的端对端集成。  

2．推进制造业服务化。“工业4.0”在制造行业引入物联网和服务，使得创建网络整合整个制造过程成为可能，将工厂转变为一个智能环境，开辟了创造价值的新途径和就业的新形式。服务可以提高制造业的核心竞争力和产品的附加值，促进制造业的升级。“工业4.0”将虚拟网络结合实体物理系统技术一体化以及在服务技术中重塑新的商业模式和服务，支持商业网络中互相协助生产与服务，创造价值机会。

3．构建价值网络。德国“工业4.0”通过价值网络实现横向集成、贯穿整个价值链的端到端工程数字化集成、垂直集成和网络化的制造系统，并依托数字信息和硬件搭配融合真实和虚拟世界，根据变化无常的市场需求调整自己的价值创造活动，通过产品开发到生产全过程进行动态的智能化控制，对价值链进行优化，提高生产效率、速度和灵活性，减少内部运营成本，增加市场销售额和客户满意度。

4．开发管理复杂系统。产品及其相关的制造系统由于功能增加、产品用户特定需求增加、交付要求频繁变化、不同技术学科和组织日益融合以及不同的公司之间合作形式迅速变化等原因变得越来越复杂，因此，工程师们要配备为开发解释性模型所需的方法和工具，使其能够在虚拟世界中使用适当的模型来描述真实世界的系统。  

5．实现基于云的个性定制。“工业4.0”将有可能使有产品特性需求的客户直接参与到产品的各个阶段，在生产的任何一个环节能够灵活地响应需求的变化，这样使生产独一无二的产品或者小批量的商品仍然可以获利。首个基于云计算的网真系统门户网站已经上线，这样的门户技术将对生产制造系统产生革命性的改变。

6．制定工业技术路线图。通过工业技术路线图，国家、行业、公司形成新的伙伴关系，共享技术资源，发展创造性地解决技术和已识别的研究需求的方法，确定优先次序，对于现有的无需等待长期“理想”解决方案研发的设备来说，能够立即实施，减少投资风险。

二、德国“工业4.0”与中国“十二五”信息化规划相应的比较分析

为了制定中国“十三五”信息化规划，有必要将德国“工业4.0”与中国“十二五”信息化规划进行比较，从中找出差距并借鉴其先进的发展思路。表-3的结构分为三个部分：“工业4.0”和“十二五”共有的内容，“工业4.0”有而“十二五”没有的内容，“十二五”有而“工业4.0”没有的内容。

从表-3可以看出，德国“工业4.0”和中国“十二五”信息化规划重点内容相同的地方是第1～9项内容。其中，中国“十二五”信息化在资源节约管理、强化人才培养、优化人口结构等方面发展和落实得比较好，但通信基础设施建设仍不先进、工业结构层次调整仍不完善、制造业服务化比重仍然偏低，上述问题仍需在中国“十三五”期间继续推进与加强。

在德国“工业4.0”的内容当中，第10～23项内容是中国“十二五”规划所没有的。其中建立CPS虚拟网络、推进智能制造、构建价值网络、实现基于云的个性定制、建立通信网真平台是中国“十三五”期间需要借鉴和引入的重点。

在中国“十二五”信息化规划当中，第24～38项内容是德国“工业4.0”所没有的，没有的原因是我们的规划不仅仅面向工业。在这15项内容当中，促进“两化”融合、强化核心技术攻关和能力建设、加快农业科技创新、完善公共服务体系等取得了不少成果，但问题也不少，特别是“融合”的很多，但“深度融合”的很少；“公共服务”虽在逐步建立，但真正基于“云”的综合与垂直公共服务平台仍然稀缺。中国“十三五”期间，信息化将进入新的发展阶段，不仅要继续搭平台，促深度，更要推智能。