在2011年的漢諾威博覽會上，“工業4.0”的概念被第一次提出，兩年后德國政府將其納入到“高科技戰略”的框架之下，并制定出了一系列相關措施。彼時“工業4.0”剛剛興起，德國也仍處在探索的初期，各項配套措施都還亟待完善。

如今幾年過去，“第四次工業革命”的觀念已經影響到世界主要國家的決策層，中國政府也在2015年提出了“中國制造2025”戰略，以應對新一輪的科技革命和產業變革。此外，包括美國、法國、日本在內的其他主要制造業大國也紛紛制定了自己的新產業發展戰略，力圖占據新產業變革的制高點。德國作為最早提出“工業4.0”的國家，在此期間也采取了一系列措施，進一步推進“工業4.0”的實施，目標是到2025年，在“工業4.0”方面成為世界上領先的技術供應方。

本文將首先回顧2016年底到2017年期間德國創新政策的變化，重點分析“工業4.0”的進展情況，然后分析其對德國經濟社會帶來的影響和存在的風險，最后對“工業4.0”和“中國制造2025”的實施進行比較。

一、德國加強實施“工業4.0”戰略的緊迫性

創新對德國的經濟增長和社會發展至關重要，德國經濟的國際競爭力和成就主要歸功于創新驅動，德國在汽車、機械制造、化工以及電氣技術方面依舊保持世界領先的地位。但隨著互聯網經濟的迅猛發展，德國企業在尖端技術以及數字化方面的劣勢開始顯現出來。

根據德國研究與創新專家委員會（EFI）的報告，德國陷入了一個“能力陷阱”（competence trap），即在已有優勢產業不斷吸引研發投資和優秀科研人員的時候，新出現的產業并沒有獲得充分的發展，有時還會失去優秀人才，形成了路徑依賴的“鎖定效應”。下圖是德國大型企業與國際平臺級的高科技公司在最近五年來業績情況的比較，可以看出，不管是從營業收入、盈利情況，還是從雇員數量以及市值方面來比較，德國經濟界的領頭羊都遠遠落后于新興的、以數字技術和互聯網技術為基礎的國際企業。

注：國際高科技企業包括：谷歌（Alphabet/Google）、亞馬遜（Amazon）、蘋果（Apple）、臉書（Facebook）、騰訊；德國企業包括：巴斯夫（BASF）、拜耳（Bayern）、戴姆勒（Daimler）、漢高（Henkel）、西門子（Siemens）。

來源：BMWi, “Digitale Plattformen und deutsche Industrieunternehmen im Fünf-Jahres-Vergleich”, http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Infografiken/Digitale-Welt/weissbuch-02.html

自從2011年“工業4.0”的概念被德國首次提出，到今天已經有多個國家跟進，制定了自己的新型工業化戰略，德國的“工業4.0”戰略早已不是獨一無二，各國都在發力搶占下一次工業變革的制高點。下表展示了主要工業國家的智能制造和生產網絡化的新工業戰略（平臺）。

來源：Acatech,“Industrie 4.0-Voraussetzungen und Herausforderungen für Unternehmen (Fokus Deutschland/China)”, https://www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Downloads/Publikation-gesamt/Deutsch-chinesisches%20Symposium/acatech-i40-voraussetzungen-und-herausforderungen.pdf?__blob=publicationFile&v=1.

這也反映出“工業4.0”戰略的必要性和緊迫性：對內德國需要盡快實現產業升級，促進數字技術等新興行業的發展，盡快擺脫“路徑依賴”的負面效應；對外又要同時面對美國等發達國家和以中國為代表的新興國家在國際市場上的競爭。

二、“工業4.0”戰略的新發展

在經濟結構亟待革新的背景之下，德國政府近兩年在“工業4.0”的實施上又有了新的進展，本節將這些新變化分為五個部分進行分析。

1.重塑組織框架、增加投入

高科技戰略是塑造德國創新體系和提高創新能力的重要措施，也是影響創新發展的核心，“工業4.0”作為德國高科技戰略的重要組成部分，是德國引領新的產業變革的關鍵政策。2013年成立的“工業4.0”合作平臺（Plattform Industrie 4.0），已經成為世界上最大、也是最成功的推進制造業企業數字化轉型的平臺之一，成為連接德國政府決策層、商界、學界、工會等行為者的橋梁，同時促進了德國“工業4.0”方面的國際合作。

在制定和推進高科技戰略，特別是“工業4.0”戰略方面，德國政府重新整合了專業資源，確立了以高科技平臺（Hightech Forum）、創新對話機制（Innovationsdialog）和德國研究與創新專家委員會為基礎的三大專家咨詢機構。其中德國研究與創新專家委員會和創新對話機制成立時間較早，分別成立于2006年和2008年，而高科技平臺則是德國政府最新成立的專家機構。創新對話機制依托于德國國家科學與工程院（Acatech），是一個聯邦政府（聯邦總理、經濟部長、教育和研究部長）與商界和學界的對話平臺。德國研究與創新專家委員會則由六位在科研和創新政策方面頂尖的德國學者組成，側重于創新政策的分析和評估。（參見圖2）

來源：http://www.hightech-forum.de/fileadmin/PDF/hightech-forum_ergebnisse.pdf；http://innovationsdialog.acatech.de/uploads/pics/Innovationsdialog_Beratung_1.png。作者有所修改。

2015年，德國聯邦教育和研究部宣布為高科技戰略設立專家委員會（高科技平臺），為德國聯邦政府的創新和科技政策提供咨詢以及具體的實施建議。該委員會每年舉行三次會議，并撰寫與高科技政策相關的研究報告。

2016年9月，高科技平臺就中小企業的創新提升提出了建議，該委員會指出，近些年來德國中小企業的創新動力出現了下降，究其原因，主要是：（1）創業率的下降，知識密集型行業的初創企業正在減少；（2）專業人員緊缺；（3）戰略性的創新能力較弱，比如數字化水平；（4）融資難。資金是困擾中小企業的一個普遍問題，一方面中小企業資金較少，另一方面創新的成本高。

高科技平臺建議，政府應采取措施鼓勵企業家精神，促進初創企業的發展；針對工業變革對社會以及勞動力市場帶來的沖擊，建議加強員工的培訓和深造；創造更加有利于創新的框架條件，包括更加靈活的資助項目、合作與轉移以及加強中小企業創新；重視跨機構跨領域的創新政策。

德國研究與創新專家委員會在評估報告中也指出，德國在數字化、風險投資發展和中小企業的創新方面，仍然存在不足。他們建議，加大投入，提高德國大學在國際上的競爭力；促進風險投資的成長；重視數字化基礎設施的建設，在數字化轉型過程中占據世界領先位置。

專家委員會與政府和商界的良好互動，使得科研成果和企業在運營中遇到的實際問題能夠很快傳遞給政府，政府可以通過新的創新政策不斷進行調整和優化。

另外一個關于創新促進的十分重要的指標是研發投入占國內生產總值的比重。德國高科技戰略之前提出的3%的目標，在2015年已經實現。隨后，德國研究與創新專家委員會和高科技平臺均提出建議，到2025年這一比例應達到3.5%。這一建議很快受到政府的重視，德國聯邦教育和研究部部長萬卡（Johanna Wanka）在2017年3月表示，政府將努力在2025年達到3.5%的目標。

此外，在2017年的聯邦議會大選中，聯盟黨則已經將3.5%的目標寫入了競選綱領當中，同時承諾將在未來提供20億歐元的稅收優惠，以支持中小企業的科研和創新。在2018年德國政府財政預算中，對教育和科研的支出也將達到175億歐元，比2010年高出75%。

2.實際生產應用

雖然德國政府提出“工業4.0”已經有六年時間，但“工業4.0”如今在生產當中還未大范圍推廣，更多仍舊像是一個“科研議程”（Forschungsagenda），真正具備“工業4.0”特征的產品和具體實施方法仍然數量有限。

作為“工業4.0”核心的信息-物理融合系統（Cyber-PhysicalSystem, CPS）的應用情況效果不一，主要的挑戰在于如何將CPS技術融合到現在的生產體系當中，以及員工如何適應新的生產形式。“工業4.0”在關鍵問題上的研究成果需要在實際的工業生產中實現落地，這種科研與生產相分離的問題急需解決。

此外，在實施過程暴露出來的另一個問題是相關標準的缺失。雖然已經有了政府指導的行業領域，但具體哪些技術才會在未來具有競爭力還是未知數，特別對于中小企業來說，這樣的風險是巨大的。所以德國聯邦教育和研究部在2017年發布了一份報告，在展示了一些成功資助的“工業4.0”實際案例的同時，也希望能夠幫助企業，特別是中小企業在實際生產運用時，能夠從眾多CPS技術當中找到合適的技術，應用到企業的生產系統中，以解決實際問題。

2015年，德國聯邦教育和研究部發起了“‘工業4.0’：從科研到企業落地”計劃，旨在幫助中小企業實現“工業4.0”在實際生產中的應用問題。截至2016年底，該計劃已經資助了12個應用導向的研究項目，聯邦教育和研究部總共投入配套資金超過3000萬歐元，在每個項目中的出資比例都超過50%。這些項目均由多家企業，或高校與研究機構共同組成，全都集中在CPS、通信和信息技術等領域。

除了“企業落地”計劃，聯邦教育和研究部還通過其他計劃對這類科研項目進行資助，僅2017年上半年，就已經資助了18個項目，其中涉及的領域包括技術融合、3D打印、自動化等等。如今，聯邦教育和研究部資助的“工業4.0”的正在進行的科研項目已經達到325個，涉及的領域包括嵌入式系統、CPS、物聯網、虛擬現實和增強現實技術、智能制造等，分布在全德國，主要集中在慕尼黑周邊、斯圖加特周邊、魯爾區以及柏林-波茨坦地區。（參見圖3）

來源：https://www.bmbf.de/_mapplication/index.php?AD_CONTENT=475&AD_CONTEXT=488&AD_VERSION=0&ALL=0&D=733&F=0&LANG=DEU&LAYOUT=BMBF2015&M=434

截至2017年底，投入實際應用的“工業4.0”案例已經達到317個，大部分都集中在生產領域的解決方案。

從區域來看，“工業4.0”案例出現了明顯的分布不均，巴登-符騰堡州和北萊茵-威斯特法倫州的數量遠遠領先其他地區，而新聯邦州，比如梅克倫堡-前波莫瑞州、石勒蘇益格-荷爾斯泰因以及薩克森-安哈爾特州則比較落后，這也與各地區的經濟發展水平差距相對應。

從企業規模來看，250人以下的中小企業的“工業4.0”應用案例達到129個，雖然絕對數量上要多于其他規模的企業，但考慮到中小企業巨大的總量，可以認為，中小企業對“工業4.0”的接受和吸收程度仍然不高。（參見表2、表3）

來源：德國聯邦教育和研究部

表3：按企業規模分，“工業4.0”應用案例的分布

來源：德國聯邦教育和研究部

3.數字化

“工業4.0”是數字議程的核心之一，數字化是實現“工業4.0”的基礎條件，只有數字化進程得到推進，未來生產網絡才能得以建立，所以數字化可以看作是為“工業4.0”“鋪設管道”。

如今已經有超過200億件機器設備通過網絡連接了起來，預計到2030年這一數字將達到5000億，因此數字化和網絡化將是經濟增長關鍵推動力。而數字經濟不僅是一個重要的經濟領域和技術領域，還意味著商業模式以及整個社會的變革，而且不僅是企業需要實現數字化，勞動市場、消費者的購物方式和生活方式也要實現數字化。

早在2014年，德國政府就提出了“數字議程2014-2017”（Digitale Agenda 2014-2017），這是德國數字化政策具有里程碑意義的一項措施，可以算是數字化進程中的綱領性文件。三年過后，“數字議程2014-2017”制定的目標基本全都實現，它們包括：

（1）增長與就業

根據德國聯邦經濟和能源部的數據，到2016年，27%的德國工商業企業已經實現高度數字化。在德國聯邦經濟和能源部提出的一系列數字化戰略中，中小企業的數字化占有重要位置，對德國經濟整體而言，中小企業對經濟增長、就業以及整個國家的國際競爭力都起到了重要作用；對中小企業自身來說，數字化能力是其進一步提高競爭力的保障。中小企業由于資源的局限，在數字化進程上可能會出現一些障礙，所以在這方面就更需要政府的促進和服務。

截至2017年，德國已建立了22個“中小企業4.0能力中心”（Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum），為中小企業提供數字化、生產流程網絡以及“工業4.0”應用方面的支持。這樣的網絡化中介組織2017年在德國其他地方繼續推廣。

（2）數字化入口建設

在網絡建設方面，網絡聯盟（Netzallianz）的工作實現了大幅推進。Netzallianz是2014年成立的一個由聯邦交通與數字基礎設施部發起，旨在擴大寬帶網絡建設的投資和創新平臺，由包括德國電信、沃達豐等多家德國通訊公司組成。2015年和2016年，Netzallianz每年在擴大高速網絡建設上投入了80億歐元，聯邦交通與數字基礎設施部投入了40億歐元。

通過企業平臺與政府的合作，德國實現了網絡使用環境的優化，無線網絡覆蓋范圍比之前大為擴大，寬帶的鋪設范圍大大增加，如今50 Mbit/s 以上網速的網絡已經覆蓋了75%的德國家庭，這一比例比2013年提高了超過26%。到2018年，這樣的網絡要實現德國家庭100%的全覆蓋。Netzallianz計劃到2023年總共投入1000億歐元建設網絡，聯邦政府也將每年相應投入30億歐元的配套資金，以實現聯邦政府提出的“千兆比特社會”（Gigabit-Gesellschaft）計劃。

（3）信任和安全

數字化會帶來經濟結構上的變革，與此相應的法律框架結構需要適時變化。2015年德國的IT安全法（IT-Sicherheitsgesetz）已經生效。2017年6月，德國《反對限制競爭法》第九次修正案正式生效，此次修正案主要目的是在數字化程度越來越深的今天，讓競爭法規更好地適用于現在的市場。

通常，法律條款的更新總是滯后于技術的進步，數字化對產業形態以及企業的經營模式都帶來了巨大變革，競爭與壟斷也出現了新的形式，這對監管機構提出了新的挑戰。作為保障德國市場競爭秩序的重要法律，《反對限制競爭法》適時進行了調整和修正。比如在互聯網領域比較常見的、以廣告為主要收入的搜索引擎或產品服務比較網站，卡特爾局會更多地關注其產業特有的指標要素，以及一些通過用戶網絡和規模效應實現的市場集中，在這些領域卡特爾局未來會加強監管。對企業間并購的控制，法律的適用范圍也擴大到那些營業收入不高，但是收購價很高的企業。

在歐盟層面，2016年歐盟頒布了數據保護基礎規定，并將于2018年5月在所有成員國實行，這也是歐盟第一個統一的數據保護標準，各成員國的現行規定都必須與之相適應。

2016年的漢諾威消費電子、信息及通信博覽會（CeBIT）大會上，德國聯邦經濟和能源部提出了“數字戰略2025”，以推進德國的數字化轉型。一年之后的CeBIT大會上，德國聯邦經濟和能源部進一步發布了《數字平臺白皮書》（Wei?buch Digitale Plattformen），提出制定“數字化的秩序政策”，為數字化世界建立公平的競爭環境，保障個人基本權利和數據主權。

4.中小企業

在高科技戰略實施中，德國政府采取措施改善中小企業創新促進的原因主要來自以下三個方面：

首先，中小企業是德國創新體系的重要支柱之一，在德國經濟中的地位舉足輕重。中小企業占到德國企業數量的99.6%，創造的就業崗位占總量的58.5%，銷售額占總量的35.3%。

其次，近年來創新研究理論的發展促進政策觀念上的變革。創新是企業家對生產要素的新組合，產生于網絡化的合作活動，其中異質性群體之間的學習、知識交流和轉移起到核心作用，以往德國的創新促進并未給予創新合作和創新成果轉化足夠的重視。

第三，以往的創新促進往往分散在不同的促進項目中，這雖然保證了德國在廣泛的制造業具有領先優勢，但重點不突出，目的不明確，在一定程度上導致了前沿研究領域的創新不足。

德國企業整體而言對待“工業4.0”的態度是比較積極和樂觀的，特別是不少大企業將其看作是一次巨大的機遇，從“工業4.0”推出的過程中，也能夠看到西門子這樣的大型跨國企業的積極推動。中小企業對“工業4.0”的認知則出現了較大的不同。根據德國國家科學與工程院的報告，78.8%的大型企業認為數字化和“工業4.0”是一次機遇，而持同樣觀點的中小企業只有不到60%；將近38%的中小企業認為數字化和“工業4.0”機遇和風險各占一半，而有這樣觀點的大企業只有20%；認為數字化和“工業4.0”純屬風險的中小企業比重也高于大企業。（參見圖4）

來源：Acatech,“Kompetenz für Industrie4.0”, http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Publikationen/Stellungnahmen/161202_POS_Kompetenz_Industrie40_Web.pdf

中小企業的問題，一方面是因為在當前的生產中，數字化技術和價值鏈流程的應用還比較少，中小企業在“工業4.0”應用方面的意識還不強；另一方面，中小企業缺少實施“工業4.0”戰略計劃的資源，包括軟硬件設備不足，以及專業人員缺失。

此外，在“工業4.0”實施方面，中小企業遇到的一個較大問題是缺少測試環境（testenvironment），即沒有足夠的條件對新的軟硬件的運行進行測試和模擬。不同的測試環境都較為“去中心化”，中小企業缺少足夠的信息去了解具體的運用問題適合什么樣的測試環境，也沒有足夠的資源去搭建相應的研發網絡和相關專業人員。因此，政府需要在提高參與“工業4.0”的意識，改善“工業4.0”解決方案的測試條件方面對中小企業提供幫助。

針對這一問題，德國聯邦教育和研究部于2016年開始開展了一個針對中小企業與研究機構合作、進一步促進研發能力的項目。德國的研發機構基本上都具有不同測試環境，中小企業不僅可以得到軟硬件的支持和技術幫助，還能進行員工的相關專業培訓。企業最多可以從政府獲得10萬歐元的資助（12個月），該項目將一直持續到2018年。2017年開始的第一輪資助中，有四個項目脫穎而出，研究方向包括生產自動化、傳感器等智能工廠領域，主要負責研發的合作伙伴是斯圖加特大學，四個項目共獲得約39萬歐元的資助，資助持續到2018年3月底。

5.國際合作

“工業4.0”并不是一個封閉的、只針對于某個國家的概念，而是一個需要跨地區、跨國界協同合作的戰略。只有在不同國家之間建立起一個長效合作網絡，才能保證企業在“工業4.0”生態體系中找到最合適的合作伙伴，而知識以及專業性資源的跨地區流動，可以激發出創新的靈感，進一步推進各方的發展。

第四次工業革命的概念自提出以來，已經在世界上多個制造業大國引起了巨大反響。在后金融危機時代，人們一方面重新意識到制造業的重要性和不可替代的地位，另一方面，以互聯網和IT為代表的新技術的發展，使得原有工業制造業必須進行徹底的革新，不少制造業大國紛紛提出自己的工業計劃。

近年來，歐盟各國在創新政策上獨立分割的時代已經成為歷史，歐盟層面的創新政策日益重要，國家之間政策方面的合作越來越密切。對這一點，德國早已有了足夠的認識，繼續加強與不斷發展其科研創新政策的歐洲維度，也符合德國的利益。

2016年，德國“工業4.0”應用平臺（Plattform Industrie 4.0）和法國未來工業聯盟（Alliance Industrie du Futur）就數字化工業生產發布了行動方案，將在新工業形式下的生產應用、技術和測試設施、標準化以及職業培訓方面展開合作。雙方于2017年12月在柏林舉行峰會，交流雙方在工業生產應用方面的案例和經驗。2017年1月，德國聯邦經濟和能源部和意大利經濟發展部正式在“工業4.0”方面展開合作，具體合作內容包括三大主題：標準化、中小企業支持以及員工培訓。

除了與法國和意大利的雙邊合作，2017年，德法意三國又將“工業4.0”的合作推向了一個新的階段，6月份，德國“工業4.0”應用平臺、法國未來工業聯盟和意大利國家“工業4.0”計劃（Piano nazionaleIndustria 4.0）三家機構代表三個國家就生產數字化的三方合作達成一致，并發表行動方案，合作的核心領域包括：

（a）標準化（領導國：德國）；（b）中小企業促進與實驗臺（Testbed，領導國：意大利）；（c）歐洲層面的政策支持（領導國：法國）；（d）技能發展和職業資質（領導國：德、法、意三國）。

2017年10月，三個國家的代表在德國最終敲定了“標準化”部分的路線圖。三個國家的合作成果將與歐盟委員會以及其他歐盟國家共同分享。

在歐盟層面，至今已經有了超過30個與“工業4.0”相關的國家級行動計劃，歐盟希望能將歐洲不同國家的“工業4.0”計劃建立成網絡，并對具體的行動進行資助和促進，形成歐盟框架內的“工業4.0”合作。

在歐盟之外，日本也是德國在“工業4.0”方面合作的重點國家。2016年起，德國聯邦經濟和能源部和日本的經濟產業省（Ministryof Economy, Trade and Industry, METI）以及總務省（Ministryof Internal Affairsand Communications, MIC）合作，在德國“工業4.0”應用平臺與日本的“機器人革命行動”（Robot Revolution Initiative）的基礎之上，在工業數字化轉型方面建立起了合作，旨在提供新的技術和數字化解決方案、跨國境的工業合作，促進教育體系和職業培訓體系，以適應數字化帶來的勞動市場變化。（待續）

（本文原題：“德國‘工業4.0’戰略的進展與挑戰”。原刊于《德國發展報告（2018）：默克爾4.0時期的德國何去何從》，鄭春榮主編，社會科學文獻出版社2018年出版，頁105-127。略去注釋，正文略加編輯并由作者審定。經授權刊用。）