世界制造业发展总体态势(2015年)

2016-02-28 11:24:33 江苏省企业技术改造协会 45

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一、世界经济发展总体态势

(一)世界经济总体呈温和增长,但仍处于危机后调整修复通道

(二)发达经济体是增长主因,新兴经济体增速持续放缓

(三)全球新增就业增长不力,青年就业问题日益严峻

(四)全球通胀水平冲高回落,通缩压力正在各地集聚

(五)全球贸易增长格局不容乐观,多边贸易谈判艰难推进

(六)全球外国直接投资额下滑,发展中经济体对外投资日趋活跃

二、世界制造业总体发展动态与趋势

(一)全球制造业扩张速度放缓,发达国家势头胜于新兴市场

(二)区域比较优势的动态变化正重塑全球制造业版图

(三)技术革新与产业融合推动制造业的组织模式发生变革

(四)国家战略与企业实践下的制造业智能化发展趋势

(五)“互联网+”推进制造业服务化的升级转型

(六)循环经济发展理念下制造业的绿色化发展趋势

三、世界制造业重点行业发展态势

(一)新型显示产业发展较为成熟,新技术前景值得关注

(二)全球通信设备行业加速垄断,产业发展模式面临革新

(三)半导体产业进入温和增长期,多个国家(地区)谋求新一轮发展良机

(四)物联网进入规模化商业应用,企业加快技术与市场布局

(五)生物产业仍然处于上升阶段,行业竞争日益加剧

(六)民用航空市场稳中有进,航天新政激发产业活力

(七)智能制造装备战略地位突出,产业融合支撑作用明显

(八)新能源产业建设与应用循序渐进,欧美大国在细分领域各有建树

(九)新材料研发力度有增无减,应用范围持续扩大

(十)新能源汽车积极寻求市场扩容,技术瓶颈有待突破

四、主要国家提振制造业发展重要举措

(一)美国:升级先进制造伙伴计划,明确智能制造技术领域

(二)德国:实施工业4.0战略计划的建议与安排

(三)英国:着力提升制造业的增加值

(四)法国:五大举措助力工业4.0发展

(五)日本:制造业是为国家复兴战略的重要部分... 44








 

 

世界制造业发展总体态势

(2015年)

 

 

一、世界经济发展总体态势

综合主要国际组织对世界经济的评述,总体而言,2014年,全球经济复苏步伐弱于预期,美国经济复苏势头较好,但欧元区和日本经济出现停滞不前现象;受金融动荡及乌克兰危机影响,新兴经济体增速继续放缓,但改革力度较大的印度经济表现较好;全球就业市场出现积极变化,但青年失业率仍处较高水平;发达国家物价低位徘徊,新兴经济体仍存在较大通胀压力;全球贸易低速增长。展望2015年,再工业化有望推动美国经济继续扩张,结构调整将会促进全球经济复苏,但美国货币政策正常化将会对新兴市场形成一定冲击,发达国家高负债及主要经济体潜在的增长率下移也将对世界经济构成一定不利影响。预计2015年世界经济表现将好于2014年,但仍属缓慢复苏。

(一)世界经济总体呈温和增长,但仍处于危机后调整修复通道

2014年全球经济活动弱于预期,联合国、国际货币基金组织(IMF)、世界银行等国际组织和机构不断下调世界经济增速预期,总体而言,2014年的世界经济总体上延续了上一年的缓慢复苏态势。

2014年12月10日,联合国发布了《2015年世界经济形势与展望》,2014年全球经济温和增长2.6%,高于过去两年的增速。但金融危机之后的世界经济结构调整还没有结束,导致各国经济发展不均,拖累世界经济的增长。同时,一些新挑战,如地区地缘政治冲突加剧和埃博拉疫情等因素对未来经济增长构成威胁。该报告和世界银行的报告所达成的共识是,全球经济摆脱过去十年债务泡沫破灭的冲击而获得复苏的时间要远比预期的长,从中长期来看,世界经济还面临着陷入低增长的风险。报告预测,2015年和2016年世界经济将分别增长3.1%和3.3%,高于2014年的2.6%,见图1。

根据国际货币基金组织2015年1月公布的《世界经济展望》,2014年世界经济增速为3.3%,与2013年持平。其中发达经济体增速为1.8%,较2013年提高0.5个百分点;新兴市场与发展中经济体经济增速为4.4%,较2013年下降0.3个百分点。在该报告中国际货币基金组织将2015—2016年的全球增长率预期分别下调为3.5%和3.7%,相比2014年10月的预测下调了0.3个百分点。

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图1  2008—2016年全球国内生产总值(GDP)增长率及预测

说明:2015年和2016年为预测值

资料来源:《2015年世界经济形势与展望》,联合国

而世界银行2015年6月发布的《世界经济展望》,将2015年全球实际国内生产总值(GDP)增长率预期下调至2.8%(1月的预期值为3.0%),认为全球经济将继续缓慢增长,减速仅为暂时,因此2016年的增长预期仍被维持在3.3%。世界银行将原油价格走低和融资成本上升等作为下调预期的原因。原油价格走低对依赖初级产品出口的众多发展中国家造成巨大冲击,导致电力、交通与水利等基础设施建设滞后。世界银行指出,美国加息将造成全球融资成本上升,对发展中国家形成冲击,流向新兴市场的资金有可能在GDP占比中减少1.8个百分点。

对于未来的走势,各国际组织的基本判断是:世界经济未来增长的风险与不确定性依然存在。这些风险与不确定性主要来自以下因素:各国货币政策调整的风险;欧洲经济复苏不力,前景不明朗;新兴经济体面临国内国外双重脆弱性;地缘政治紧张局势仍是全球经济最大的下行威胁。

(二)发达经济体是增长主因,新兴经济体增速持续放缓

世界经济在缓慢复苏的同时,各类经济体的增速出现了分化,发达经济体的经济复苏总体持续巩固,增速有所提高;而新兴市场与发展中经济体的增速则进一步放缓。

联合国《2015世界经济形势与展望》报告显示,2012年至2014年,发达经济体的经济增速尽管在2014年受到日本的拖累,但仍保持逐年上升的态势,而转型经济体和发展中经济体除印度表现略好之外,其余的经济增速都放缓。联合国预计未来两年发达经济体的经济增长还将进一步提速,其中美国经济将分别增长2.8%和3.1%。发展中国家和转型经济方面,2015年和2016年非洲经济的增速预计将分别达到4.6%和4.9%。东亚仍是全球经济增速最快的地区之一,2015年和2016年经济增长预计分别为6.1%和6.0%。报告指出,2015年和2016年中国经济将分别增长7.0%和6.8%,见图2。

美国经济复苏的关键因素是重视实体经济发展,奥巴马提出的重振制造业、能源自给等计划都刺激了经济的发展,再工业化步伐虽然缓慢但已初现端倪。在欧盟国家中,德国全年经济增幅提升至1.6%,增长主要受国内需求驱动;英国经济强劲复苏,2014年增长2.6%,增速创7年来新高,但是英国国内分析师对其未来的经济增长抱有忧虑,英国经济增长过多倚重于服务业,缺乏广泛基础(当前英国服务业产值占GDP的78.4%,制造业仅占14.6%),制造业及出口是其发展软肋。日本方面波动较厉害,内需变化是主要原因,日本在2014年4月1日上调消费税,消费的大幅增长带动经济强劲反弹,一季度国内消费环比增长2%,二季度则大幅下滑5.1%。在内需疲弱和外需不景气的双重作用下,工业生产和投资随之下滑,由此形成的连锁反应导致日本经济陷入停滞甚至衰退的泥潭。新兴国家经历了资本外流导致的金融动荡,受此影响,2014年上半年新兴国家经济增长普遍疲软,见表1。

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图2  2008—2016年各类经济体的经济增长速度走向

说明:2015年和2016年为预测值

资料来源:《2015年世界经济形势与展望》,联合国

 

表1  2008—2016年全球若干区域及国家经济增长速度

区域或国家

增长率/%

2008-2011年

2012年

2013年

2014年

2015年

2016年

全球

1.9

2.4

2.5

2.6

3.1

3.3

发达经济体

0.1

1.1

1.2

1.6

2.1

2.3

美国

0.2

2.3

2.2

2.3

2.8

3.1

日本

-0.7

1.5

1.5

0.4

1.2

1.1

欧盟

-0.1

-0.4

0

1.3

1.7

2

转型经济体

1.9

3.3

2

0.8

1.1

2.1

发展中经济体

5.6

4.8

4.8

4.3

4.8

5.1

非洲

3.5

5.6

3.5

3.5

4.6

4.9

东、南亚

7.2

5.6

5.9

5.9

6

6

中国

9.6

7.7

7.7

7.3

7

6.8

印度

7.3

4.7

5

5.4

5.9

6.3

按发展水平分







高收入国家

0.4

1.4

1.4

1.7

2.2

2.4

上中等收入国家

5.7

4.9

4.9

4.3

4.8

5.2

中低收入国家

5.6

4.8

5.2

4.6

5.3

5.7

低收入国家

5.7

4.9

4.9

4.4

4.9

5.3

最不发达国家

5.6

5

5.3

5.3

5.7

5.9

说明:2015年和2016年为预测值

资料来源:《2015年世界经济形势与展望》,联合国

 

其他国际组织也做出了对全球经济分化进一步加剧的趋势判断:世界银行在每年发布两次的报告中表示,全球金融危机爆发七年后,高收入国家正在恢复其全球增长发动机的角色。相比之下,除印度及少数其他国家以外,中国等发展中经济体必须应对增长较为缓慢的时代。世行的研究报告同时认为,发展中国家面临可能持续多年的“结构性放缓”,并将全球增长发动机的角色让位给美国等更成熟的经济体。

国际货币基金组织在其2015年7月发布的《世界经济展望》报告中预测,2015年发展中国家和新兴市场经济增速将由4.6%降至4.2%,该组织认为许多新兴市场经济体(尤其是商品出口国)的利率和风险利差已经上升,暴露于能源价格风险之下的高收益债券和其他产品的风险利差也已扩大。不过,美国经济也面临一定的下行风险:若美国通胀意外上升则可能导致美联储被迫加息,从而可能增加金融市场不稳定性。财政政策和相应的政治边缘政策不确定性因素可能在2015年初有所增加。此外,来自外部环境风险也可能间接拖累美国经济复苏步调,诸如新兴市场经济包括中国在内的经济放缓,原油价格的飙升以及地缘政治冲突都可能间接影响美国经济复苏,见图3。

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图3  2008—2016年若干国家和地区经济增长速度及预期

说明:2015年和2016年为预测值

资料来源:《2015年世界经济形势与展望》,联合国

(三)全球新增就业增长不力,青年就业问题日益严峻

2015年1月,国际劳工组织发布《2015年世界就业与社会前景趋势》,报告显示2014年全球失业人数高达2.01亿,比2008年全球经济危机爆发前增长了3000多万人。国际劳工组织同时预测未来5年全球失业率还将继续攀升,2019年全球的失业人口将增至2.12亿,且收入差距还会继续扩大。在2019年全球需要创建2.8亿个工作岗位才能应对就业缺口,见图4。

从区域情况看,美国和日本等发达经济体的就业形势有所改善,但欧元区仍处于困境,特别是在欧洲南部,青年失业仍然是一个严重的问题。从区域的发展趋势看,发达经济体的失业率有望逐渐下降,特别是欧盟地区,就业率的改善趋向最为乐观。相反,一些G20新兴经济体的失业率还将进一步上升,上升的原因主要是越来越多的劳动力从乡村去往城市,而乡村是典型的低失业率区域,这种劳动力迁移提高了失业率,在东亚地区这一趋势尤其明显:国际劳工组织预测到2017年东亚地区的失业率将达到5%,比2013年大幅提高了31.5%,这意味着就业形势的快速严峻化,见表2。

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图4  2014—2019年全球失业人口数量及趋势

说明:2015—2019年为预测值

资料来源:《2015年世界就业与社会前景趋势》,国际劳工组织

 

表2  2007—2017年若干国家和地区的失业率

国家或地区

失业率/%

2007年

2013年

2014年

2015年

2016年

2017年

全球

5.5

6.0

5.9

5.9

5.9

5.9

G20

5.0

5.7

5.6

5.6

5.6

5.6

  G20发达经济体

5.7

8.4

7.7

7.4

7.2

7.0

  G20新兴经济体

4.8

4.9

5.0

5.1

5.1

5.2

发达经济体和欧盟

5.8

8.5

7.8

7.5

7.3

7.1

  澳大利亚

4.4

5.7

6.0

5.9

5.7

5.6

  加拿大

6.0

7.1

6.9

6.7

6.6

6.6

  日本

3.9

4.0

3.7

3.6

3.6

3.7

  美国

4.7

7.4

6.2

5.9

5.5

5.2

欧盟

7.2

10.9

10.2

9.9

9.7

9.5

  法国

8.0

10.4

9.9

10.0

10.0

9.9

  德国

8.6

5.3

5.0

4.7

4.9

5.0

  意大利

6.1

12.2

12.5

12.6

12.5

12.3

  英国

5.4

7.5

6.3

5.9

5.7

5.5

中欧、东南欧和独联体

8.2

7.8

7.7

7.8

7.8

7.8

  俄罗斯

6.0

5.5

5.1

5.3

5.4

5.4

  土耳其

10.3

9.7

9.2

9.2

8.9

9.0

中东

10.2

10.9

11.0

11.0

10.9

10.8

北非

11.4

12.4

12.5

12.5

12.5

12.5

  南非

22.3

24.6

25.1

25.0

24.9

24.8

拉美和加勒比海地区

6.9

6.3

6.6

6.8

6.9

6.8

  巴西

8.1

6.5

6.8

7.1

7.3

7.3

  墨西哥

3.4

4.9

4.9

4.8

4.5

4.3

东亚

3.8

4.5

4.6

4.8

4.9

4.9

  韩国

3.2

3.1

3.5

3.5

3.5

3.5

东南亚和太平洋

5.5

4.3

4.3

4.3

4.2

4.2

  印度尼西亚

9.1

6.2

6.2

6.1

5.9

5.8

南亚

4.0

3.9

3.9

3.9

4.0

4.0

说明:2015—2017年为预测值

资料来源:《2015年世界就业与社会前景趋势》,国际劳工组织

 

国际劳工组织认为,全球的青年失业率问题日益突出,青年失业率居高不下不仅会造成严重的社会问题,从长期来看,还将对劳动生产率产生深远影响,应对青年失业挑战是每个国家都必须认真面对的问题。报告选取未来就业趋势乐观的发达经济体和不乐观的东亚经济体,对其失业尤其是青年失业问题进行对比后发现,未来在东亚地区青年的就业将是非常严峻的问题,中国大学生就业形势尤为突出,而在发达经济体这一情况就好很多,见表3。

表3  2009—2019年发达国家和东亚地区失业情况

 

项目

发达经济体和欧盟

东亚地区

总失业率/%

青年失业率/%

就业增长率/%

青年就业增长率/%

工资增长率/%

生产效率增长率/%

总失业率/%

青年失业率/%

就业增长率/

%

青年就业增长率/%

工资增长率/%

生产效率增长率/%

2009年

8.4

17.4

-2.2

-7.5

1.0

-1.5

4.4

9.4

0.4

-2.3

7.5

7.1

2010年

8.6

18.0

0.5

-1.1

0.2

0.8

4.4

9.7

0.8

-3.9

7.7

5.9

2013年

8.5

17.7

0.4

-0.2

0.2

0.8

4.5

10.1

0.7

-5.2

7.1

6.2

2014年

7.8

16.7

1.2

0.9

0.5

0.6

4.6

10.5

0.5

-5.7

6.9

6.3

2015年

7.5

16.3

0.6

0.1

1.4

1.6

4.8

10.8

0.4

-5.5

6.9

6.2

2016年

7.3

15.8

0.5

0.1

1.5

1.8

4.9

11.1

0.3

-5.1

6.9

6.1

2017年

7.1

15.5

0.5

0

1.8

1.8

4.9

11.4

0.2

-4.8

6.8

6.1

2018年

6.9

15.2

0.4

-0.1

1.8

1.7

5.0

11.6

0.1

-4.3

6.8

6.0

2019年

6.8

15.0

0.4

-0.1

1.7

1.7

5.0

11.7

0.1

-3.5

6.7

5.9

说明:2015—2019年为预测值

资料来源:《2015年世界就业与社会前景趋势》,国际劳工组织

与此同时,世界就业形势也正在发生深刻变化,人们日渐放弃传统的就业模式(被雇佣者依赖与雇主的雇佣关系,赚取稳定的薪金,为其全职工作),在发达经济体中,传统的就业模式越来越不占居主导地位,自营工作和其他形式的就业却在上升。而新兴经济体中依赖传统就业模式生存的就业增长也在放缓。雇佣关系发生转变和新工作模式传播背后的关键因素是企业组织生产方式中的诸多变革和新技术,基于对传统就业模式的政策和机制带来重大的挑战,各国的劳工法规必须适应这些多样化的就业形式。

(四)全球通胀水平冲高回落,通缩压力正在各地集聚

根据国际货币基金组织的数据,1990年至2013年全球通胀率平均为11%,2014年该数值约为3.9%。即便是在低通胀率的发达经济体,物价压力也大多呈下行方向,在1990年至2013年之间平均每年通胀率为2.3%,2014年为1.7%。包括欧元区、日本、中国等多个经济体在内的通货膨胀率持续下行,通缩风险加大,美国的形势也不容乐观,2012年以来欧洲、美国及英国的核心通胀率下降了0.75%~1%。多家分析机构认为:低通胀正在全球范围内蔓延,并可能进一步带来通缩风险,全球经济可能进入“新常态”。

在全球总体流动性总体比较充裕,多国继续实施量化宽松政策的背景下,全球通缩风险却持续增强,这背后既包括世界经济增长迟缓、总需求不足等原因,更凸显出一些深层次的结构性因素:全球经济仍难以摆脱深度调整压力,全球已由国际金融危机前的快速发展期进入深度结构调整期。全球经济复苏步伐低于预期,产出缺口依然保持高位,一些国家仍然在消化包括高负债、高失业率在内的金融危机的后续影响。同时,由于劳动力人口老龄化、劳动生产率增长缓慢导致全球经济潜在增速下降和价格总水平下降,见图5。

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图5  2013年11月—2014年11月世界、发达国家和发展中国家消费价格同比上涨率

说明:世界和发达国家的上涨率以左轴为为基准,发展中国家的上涨率以右轴为基准

资料来源:国家统计局国际统计信息中心

与此同时,各类经济体的通胀水平呈现差异化,2014年前11个月,世界、发达和发展中经济体居民消费价格指数(CPI)同比分别上涨3.7%、1.7%和7.4%。分月看,三者涨幅轨迹呈冲高回落走势,世界居民消费价格指数由5—7月份的年内最高值3.9%回落至11月份的3.6%,发达国家由4—6月份的最高值2.0%回落至11月份的1.5%;发展中国家由8月份的最高值8.1%回落至11月份的7.8%。

发达国家通胀水平主要由供求决定,从需求方面看,宏观经济低迷导致有效需求不足,难以出现需求推动的物价上涨;从供给方面看,全球商品供给尤其是石油和天然气等大宗商品供给充裕,难以出现供给不足导致的通货膨胀,与发达国家相反,俄罗斯、巴西和印度等国始终保持较高的通货膨胀水平,新兴市场经济体通货膨胀的根源在于供给不足,紧缩的货币政策进一步抑制了工业生产,工业产品供给不足又进一步加剧物价上涨。此外,新兴经济体的通胀上涨原因还有:一是体制和政策因素,这些国家对农业和农产品流通领域的投入普遍不足,导致某些重要农产品供不应求,从而使食品价格上涨。二是高利率政策在一定程度上加剧了物价上涨。三是本币贬值加剧通货膨胀。2013年以来,多数新兴市场经济国家货币不断贬值,导致进口商品价格上涨,从而形成输入型通货膨胀。四是垄断导致的物价上涨,在电力、天然气供应方面,这些国家存在较大的垄断势力,垄断产品价格的上涨加剧了通货膨胀。

全球的低通胀水平意味着通缩来临,而一旦步入通缩周期,对各国来说无论是货币政策、金融风险、经济增长都会相当艰难。持续的低通胀是很难维持的,通缩就是潜在的风险,在大萧条期间,物价的暴跌会导致产出的崩溃以及就业市场的萧条。

(五)全球贸易增长格局不容乐观,多边贸易谈判艰难推进

2014年,世界贸易略有改观,但仍以较低的速度增长。2014年4月世界贸易组织(WTO)发布数据显示,自1990年以来,全球贸易额年平均增速为5.1%,而2012年至2014年,全球贸易增速连续三年低于3%,年均增速仅为2.4%,见图6。世界贸易组织认为,近几年来全球贸易增长乏力主要缘于金融危机后的经济疲软,预测2015年全球贸易额将增长3.3%。这是该组织自2014年9月将贸易增长预期由5.3%调降至4.0%后的再度下调。

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图6  2000—2014年全球经济与贸易增长率

资料来源:《2015年世界经济形势与展望》,联合国

全球贸易增速下降原因主要有四个方面。一是各种贸易保护措施制约了贸易增长。在经济疲软的背景下,一些国家为了维护本国产业的国际市场份额,采取了形形色色的贸易保护主义方式,不仅发达国家层层设置贸易壁垒,一些新兴国家也频频出台新的贸易限制措施。二是地缘政治的影响。2014年乌克兰危机不仅使乌克兰与俄罗斯的贸易关系出现紧张,而且也影响了乌克兰与美欧的贸易往来,中东地区持续不断的冲突也对地区贸易环境构成挑战。三是美国再工业化政策逐步发挥作用。再工业化导致部分生产环节回流国内,加上新兴产业进入生产阶段,能源自给战略导致石油进口减少,这在一定程度上减少了美国进口。四是发展中国家内需下降,投资快速回落,与之相关的进口也随之下滑。此外,包括原油在内的大宗商品价格下跌也对国际进出口贸易额产生影响。汇率的剧烈波动也使贸易态势和贸易前景更为错综复杂。

世界贸易组织对未来全球贸易提出预警:目前存在加大全球贸易预期不确定性的几大风险,其中最突出的在于美国和欧元区的货币政策分化。其他风险则包括欧元区的债务危机和新兴市场可能出现比预期更强的经济波动等,2015年以来的贸易形势也印证了世贸组织的预警:受许多国家央行决策者密切关注的荷兰经济政策研究局(CPB)的贸易监测数据显示,2014年12月到2015年5月的6个月中,全球贸易量下滑了2%,是2014年6月以来最疲弱状态。仅2015年5月全球货运交易量就下滑了1.2%。荷兰经济政策研究局还发现,以美元计价,从2014年5月以来,全球贸易单位价格下滑了14%,较2011年3月创下的峰值跌去了接近20%,2015年3月、4月和5月,单位价格接连刷新2009年年中以来的新低。荷兰经济政策研究局因此认为:全球贸易形势的严峻程度超过想象。

2014年全球多边贸易谈判在全球经济处于弱势复苏通道的背景下推进艰难,区域贸易谈判日益活跃,全球贸易新格局显现。2014年6月,七国集团峰会就贸易问题达成一致,重申保持市场开放和打击贸易保护主义的立场,支持环境产品和服务的贸易自由化;完全支持世界贸易组织为完成多哈回合谈判所作出的努力,并将有限快速落实“巴厘一揽子协议”。世界贸易组织11月27日宣布,有关落实《贸易便利化协议》的议定书最终得以通过,将正式被纳入世贸规则体系内。与此同时,区域性自贸区谈判的渐次展开,全球向世界贸易组织申报的区域贸易协定总数超过500个,已经生效的超过300个。跨太平洋战略经济伙伴协定(TPP)、跨大西洋贸易和投资伙伴关系协定(TTIP),以及区域全面经济伙伴关系协定(RCEP)等重要区域贸易协定也正在谈判中。

(六)全球外国直接投资额下滑,发展中经济体对外投资日趋活跃

联合国贸易和发展会议(UNCTAD)2015年6月底发布的《2015世界投资报告》显示,全球外国直接投资(FDI)流入量继2013年小幅反弹之后,2014年下降了16%,总量跌至1.23万亿美元。FDI的缩量主要受全球经济复苏乏力、投资者受政策不确定性影响以及不断提高的地缘政治风险等因素的影响,见表4。

表4  2012—2014年全球各类经济体FDI流入与流出金额

区域

FDI流入金额/10亿美元

FDI流出金额/10亿美元

2012年

2013年

2014年

2012年

2013年

2014年

发达经济体

679

697

499

873

834

823

欧洲

401

326

289

376

317

316

北美

209

301

146

365

379

390

发展中经济体

639

671

681

357

381

468

非洲

56

54

54

12

16

13

亚洲

401

428

465

299

335

432

东亚和东南亚

321

348

381

266

292

383

南亚

32

36

41

10

2

11

西亚

48

45

43

23

41

38

拉美和加勒比海地区

178

186

159

44

28

23

大洋洲

4

3

3

2

1

0

转型经济体

85

100

48

54

91

63

全球合计

1403

1467

1228

1284

1306

1354

资料来源:FDI/MNE database(www.unctad.org/fdistatistics),联合国贸易和发展会议

2014年,欧洲、北美FDI流入量均大幅下降,亚洲发展中经济体FDI流入量再创新高,非洲与上年基本持平,拉美有所下降。发达经济体的FDI流入总量为4990亿美元,下跌了28%,其中美国由2013年的2310亿美元大幅下降至920亿美元,在FDI流入量排序中也由第一位落至第三,排在中国内地和中国香港之后。与之形成对比的是:发展中经济体的FDI流入总量达到6810亿美元,增长了2%,全球投资流入份额保持领先地位,而且世界上前十名FDI接受目的地中,有一半是发展中经济体和地区,如巴西和印度,中国超越美国成为最大的外国直接投资接受国,2014年FDI流入量为1290亿美元,见图7。

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图7  1995—2014年全球各类经济体的FDI流入量

资料来源:FDI/MNE database(www.unctad.org/fdistatistics),联合国贸易和发展会议

FDI流出方面,美国依然是最大的外资流出国,2014年外资流出量为3370亿美元,其次是中国香港,外资流出额1430亿美元,中国内地排在第三位,外资流出1160亿美元,而日本由2013年的第二大流出国降序为第四,对外投资额也由1360亿美元下降到1140亿美元。发展中经济体在对外投资中的总量日益增长,2014年的总量占比超过全球33.3%(2007年这一比重为13%),其中来自亚洲的跨国公司的累计外资流出达到4680亿美元,比2013年大幅增长了23%,见图8。

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图8  2000—2014年发展中经济体在全球对外投资中的占比及增长态势

资料来源:《2015世界投资报告》,联合国贸易和发展会议

联合国贸易和发展会议数据显示,全球跨国企业生产活动继续扩大,盈利处于历史较高水平。截至2014年底,全球最大的5000家跨国企业共持有4.4万亿美元现金,比2008—2009年金融危机期间的平均水平高40%。在投资的行业结构方面,在过去的十年中,流向服务业的投资越来越多,原因是该行业的自由化和所有经济体对服务业的长期趋势,在2012年,服务占FDI存量的63%,是制造业(26%)的两倍多。

投资政策方面,2014年,全球外资政策总体上走向开放和便利化,但对国家安全、产业安全的关注上升。在国别层面,各国出台的外资政策继续朝着投资开放、投资促进及便利化方向发展。2014年,至少有50个国家或地区在重审或修订其国际投资协定范本,超过80%的外资政策涉及放宽外资准入条件或减少对外资的限制,新出台的对外资的限制及监管措施主要涉及国家安全考虑或一些战略性产业(如交通、能源等)。与此同时,给予准入前国民待遇的国际投资协定尽管总量仍相对较少,但继续保持增长势头。目前,约有228个国际投资协定对外资“并购”及“设立”给予国民待遇。其中,多数涉及美国、加拿大、荷兰、日本以及欧盟,同时一些发展中国家也采取了这一做法,如智利、哥斯达黎加、韩国、秘鲁及新加坡等。

二、世界制造业总体发展动态与趋势

(一)全球制造业扩张速度放缓,发达国家势头胜于新兴市场

2014年全球制造业继续扩张,但是扩张的速度有所放缓。截至2014年12月,全球制造业采购经理指数(PMI)已经连续25个月处于50%的临界点以上,处于积极扩张状态。但是从2014年年中开始全球制造业PMI指数开始走低,到第四季度的扩张速度持续放缓,12月以全年最低值51.6%收官,并引发了经济下行的担忧。在各分项指标中,波动幅度最大的是投入价格,自年中起持续下滑,投入价格扩张速度受到牵制的根本因素是全球通胀水平连续保持低位,见图9。

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图9  2014年全球制造业PMI指数及各分项指数变化态势

资料来源:上海科学技术情报研究所(ISTIS)分析整理

从区域格局看,2014年制造业在地区之间的分化持续增强,表现为发达国家制造业扩张速度较新兴国家更快,美国和欧元区整体仍然运行在扩张通道中,而新兴经济体整体表现成为制造业不平衡的疲弱一极,整体处于低迷状态,指数出现下滑或是持续处于萎缩区域。

北美地区,除巴西以外(下半年PMI落至50以下),美国、加拿大、墨西哥的PMI都在55以上,尤其是美国制造业扩张速度处于领跑地位,从全年的PMI指数看,美国制造业总体上高于全球总体水平,而且美国制造业的扩张对全球制造业PMI仍然有很大影响作用,美国仍然是全球制造业的主要驱动力。数据显示:美国工业生产已经恢复到危机爆发前的水平,而且美国工业并非简单恢复到过去的状态,而是在新的起点上重塑全球竞争力。次贷危机爆发后,电子产业和新能源已成为美国经济复苏的新动力。如今,美国在信息通信技术、能源技术革命、制造业高端技术的研发和利用方面具有突出的比较优势。展望未来,新型制造业将促进美国工业持续发展,见图10。

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图10  2010年1月至2014年7月美国工业生产同比增速

资料来源:Wind

欧洲地区,俄乌局势以及欧洲经济下行风险抑制了欧元区制造业企业的扩张意愿。拖累其整体制造业扩张的主要是法国、意大利、希腊、奥地利等国,这些国家的制造业PMI全年大部分月份处于50以下,而德国、英国、爱尔兰、西班牙、捷克、荷兰等国的制造业扩张势头良好。

亚太地区制造业扩张速度处于较低位,相对而言,印度、日本、中国台湾、越南在区域中表现出色,印度制造业稳定增长且处于历史平均线以上,发展态势良好,日本在亚太地区表现良好,2014年制造业PMI除4、5月份外均在50以上,印尼和韩国则是拖累亚太地区制造业扩张的主要负面力量。而中国大陆的形势则不容乐观,全年看,中国大陆制造业增长下行,经济继续放缓,中国大陆的经济增长内生动力不足,物价的持续下跌,企业的投资和生产意愿不足,是“三期叠加”的结果:增长速度进入换挡期、结构调整面临阵痛期、前期刺激政策消化期,因此中国大陆制造业的下行风险是经济结构不合理所积累矛盾的集中爆发,见表5。

表5  2014年全球及部分国家与地区制造业PMI指数

月份

全球

美国

欧元区

德国

英国

日本

中国大陆

1月

53.0

53.7

53.9

56.5

56.7

56.6

49.5

2月

53.3

57.1

53.2

54.8

54.2

55.5

48.5

3月

52.4

55.5

53.0

53.7

55.3

53.9

48.0

4月

51.9

55.4

53.4

54.1

57.3

49.4

48.1

5月

52.2

56.4

52.2

52.3

57.0

49.9

49.4

6月

52.7

57.3

51.8

52.0

57.5

51.5

50.7

7月

52.5

55.8

51.8

52.4

55.4

50.5

51.7

8月

52.5

57.9

50.7

51.4

52.2

51.2

50.2

9月

52.5

57.5

50.3

49.9

51.6

51.7

50.2

10月

52.2

55.9

50.6

51.4

53.2

52.4

50.4

11月

51.8

54.8

50.1

49.5

53.3

52.0

50.0

12月

51.6

53.9

50.6

51.2

52.5

52.0

49.6

说明:除中国为汇丰指数外,其他国家和地区为Markit指数

资料来源:上海科学技术情报研究所(ISTIS)分析整理

(二)区域比较优势的动态变化正重塑全球制造业版图

近两年发达经济体在“再工业化”战略的推动下,加之其惯常的核心技术领先优势,进一步强化了发达国家在全球制造业发展中领先地位的凸显,全球制造业的区域比较优势正在发生动态变化,总体趋向是发达国家在制造业价值链的高端环节将进一步强化并稳固其竞争优势,而新兴经济体在技术创新不力、成本优势下降的情况下其制造业发展面临的压力将进一步加大。

2015年初联合国工业发展组织发布了全球工业发展形势季度报告,根据该季报披露的数据,2014年制造业产出增长速度方面,北美地区和欧洲地区都呈正向增长,而东亚地区则出现了负增长,制造业在不同经济体中的扩张速度明显分化。在这一趋向下,世界制造业版图在产业链、区域转移等方面正在出现一些新的变化,见图11。

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图11  2013年第4季度—2015年第1季度世界主要经济区域制造业产出增长速度

资料来源:UNIDO Statistics

一是发达经济体仍将盘踞高端价值链环节并主导全球制造业分工。虽然制造业在发达经济体经济总量中的比重不断下降,但其国际竞争力依然远远高于新兴经济体,且是世界制造业的引领者。例如制造业在美国经济中的比重只有15%左右,但是在全球所占的份额仍高达约20%,且近两年美国制造业的PMI扩张态势领先于全球平均水平,尤其重要的是美国拥有世界上最先进的技术装备和技能水平最高的劳动力,处于全球产业链的高端。又如作为全球制造装备的“领头羊”,德国制造业拥有强大的设备和车间制造工业,在信息技术领域拥有很高的能力水平,在嵌入式系统和自动化工程方面也有专业技术,其提出的“工业4.0”发展战略更是引领了全球制造业智能化发展的风潮。英国方面则早在2008年就推出“高价值制造”战略,推进服务业与制造业的融合,鼓励英国企业在本土生产更多世界级的高附加值产品,因此英国制造业的财富越来越多地产生于技术和设计创新环节。

二是新兴经济体制造业追赶发达经济体的速度将显著放缓,尤其是在高端制造领域的差距可能进一步加大。发达经济体“再工业化”战略的重心在于高科技含量和高附加值的高端制造产业,利用雄厚的技术基础、人才优势、强大的研发能力和良好的市场机制,率先在数字化制造、新能源、下一代信息技术、生物、新材料、智能服务等新兴产业发展方面取得突破,从而实现制造业的革命性升级,这将进一步导致新兴经济体的制造业发展面临分工低端化、技术低级化、低端锁定化的严峻挑战。因此,全球制造领域的实力对比将继续向发达经济体倾斜,新兴经济体在制造业方面追赶发达经济体的速度较上一个十年将显著放缓。

三是新兴经济体的制造业成本优势将不再凸显。随着发达经济体逐步形成制造业领域的成本新优势(例如美国页岩气的成功开采),新兴经济体的制造业成本优势将逐渐弱化。随着新兴国家劳动力工资提升、土地价格上涨等因素的影响,制造业生产成本优势地区的分布逐渐缩小。2014年6月,波士顿咨询公司对25个出口大国及地区的制造成本进行了评估,发现一些传统意义上的低成本国家实际上已名不副实。例如过去十年间,巴西制造业成本上升超过15%,开始步入高成本国家行列;中国目前的制造业成本优势相对于美国来说已经下降到不足5%,其中中国的制造业工资成本十年间上升了187%,工业用电成本上升了66%,工业天然气成本上升138%,见图12。

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图12  2004—2014年若干国家制造业成本指数的变化

资料来源:the shifting economics of global manufacturing,波士顿咨询公司

四是新一轮产业转移已经启动。渣打银行的一项研究显示,未来十年里,全球供应链性质的改变将重塑全球贸易格局。其中,作为世界最大全球供应链源头的中国,将剥离大部分低成本制造业,而从中国的低成本制造业转移中收益的主要是印度,孟加拉国和非洲也将分得一杯羹。与中国制造业产能迁移相比,全球供应链的最大转变更多来自日本、韩国、美国和欧洲的新投资流向东盟、印度及其他地区,过去部分投资可能会流向中国,但今后它们将会越来越多地寻找新目的地。

(三)技术革新与产业融合推动制造业的组织模式发生变革

制造业是集成体现区域整体技术创新实力的行业,当前制造业正在经历新的变革,在技术融合、产业融合尤其是信息技术的推动下,制造业不再仅仅是一个单纯的产业形态,而是将担负起创新母体的重要角色,制造业正成为各国创新发生的核心环节、培育创新能力的重要场所和保持竞争优势的强力支点。这也正是欧美再工业化、复兴制造业的重要原因,也是日本要实现强劲的经济复苏不可能离开制造业深度发展的理由。

2015年3月,世界经济论坛发布了《2015年十大新兴技术》报告,给出了2015年十大新兴技术,并对其发展前景进行了分析论述,这些技术有些是某一制造行业的革新性技术,例如燃料电池汽车,有些是制造业的共性技术,例如可回收的热塑性塑料,尤其值得关注的是这份榜单中的增材制造技术、人工智能、下一代机器人技术、分布式制造技术都是即将或者正在为制造业带来颠覆式变革的重大共性技术,见表6。

表6  世界经济论坛发布的2015年十大新兴技术

排序

技术领域

简单释义

1

燃料电池汽车

零排放、用氢气驱动的汽车

2

下一代机器人技术

机器人将从大型的生产组装线进入更为宽泛的应用领域,完成高强度的制造任务或不适合人类直接参与的特殊工种

3

可回收的热塑性塑料

这种新型塑料因为其独特结构,能够循环利用,虽然不能保证百分之百的回收利用率,但对循环经济的发展有着巨大的推动作用

4

精确基因工程技术

与传统转基因技术不同的是,精密基因工程技术是在物种现有的基因序列上进行调整,产生的重要影响之一是增强种植物的耐受性,降低对水源、土地以及化肥等外部资源的依赖

5

增材制造

增材制造技术仍处于发展初期,有望在今后十年获得迅猛发展,很可能颠覆传统的制造加工流程和供应链。下一个阶段增材制造的重点将是3D打印集成电路元件,比如电路板;纳米级的计算机核心部件,比如处理器

6

自然人工智能

通过获取大量的信息,机器可以自主学习、自主进化

7

分布式制造技术

分布式制造技术以原材料供应及制造方式“去中心化”为目标,不断改变人类制造和交付产品的方式

8

“感知并且避让”飞行器

飞行器能够感知周边环境并做出反应,改变飞行高度和飞行轨迹,避免与其他物体相撞

9

神经形态技术

能够模仿人脑神经连接的计算机芯片,极大地提高计算机的运行速度和计算处理能力,加速机器学习的速度

10

数字化基因组

对人体基因组进行测序并数字化已经成为现实。随着基因检测成本的不断降低,获取个人基因排序已经不再是昂贵的特权。随着基因组数字化程度进一步加深,医生可以精准地判断病因并提供治疗方案

资料来源:《2015年十大新兴技术》,世界经济论坛

在这些新技术中,大部分技术都是与信息技术直接或间接相关的,新一轮工业革命正是基于信息物理系统、物联网和互联服务的革命,它将产生大量的数据流,这些大数据能够被搜集和分析用于指导高效高质的生产,预计未来制造业80%的创新都将基于信息通信技术。新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系,制造业整体的技术革新与产业融合正呈现以下三个特点与趋势。

一是制造业的产业边界渐趋模糊,新行业不断衍生。新技术产业应用步伐的加快,推动着生产边界的扩大和市场对产品服务的广泛需求,使得制造业的生产与生产性服务的界限变得模糊起来,可能需要对先前的制造业与服务业的划分重新认识。而生产上前后接续的上下游产业,也正开始作为不同的生产工序日趋融合为全产业链条上的各个生产环节。与此同时,可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新的行业领域。

二是生产组织形式将出现颠覆性的变化,“互联网+”成为产业发展新常态。借助互联网技术打造的新平台,创新载体由单个企业向跨领域多主体的创新网络转变,满足客户需求的个性化生产,触角遍及各地的物联网络,整个生产过程将有设计者、生产者和消费者共同参与,生产小型化、智能化、专业化特征日益突出。同时,这一高效的新型生产方式将不再受地理位置与区域上的距离限制。基于信息物理系统(cyber physical system)的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。

三是制造业的后大规模(post-mass)生产时代或将来临。机器人技术、人工智能、3D打印和新型材料等技术正在引发一场新的工业革命,它将改变制造商品的方式,并改变就业的格局。一个后大规模生产的制造业时代正在来临,这场革命不仅将影响到如何制造产品,还将影响到在哪里制造产品,传统的以无个性规模制造立家的制造模式必将受到冲击。

(四)国家战略与企业实践下的制造业智能化发展趋势

智能制造已经成为制造业未来发展的全新驱动因素,世界主要工业国家都提出明确的政策支持体系来应对该轮制造业革新浪潮,并已经在智能制造领域积累了大量的发展经验。发达工业国家的先行经验表明,通过发展工业机器人、高端数控机床、柔性制造系统等现代装备制造业控制新的产业制高点,通过运用现代制造技术和制造系统装备传统产业来提高传统产业的生产效率,能够对制造业重塑和实体经济腾飞提供充分的可能性。

随着新一代大数据、云计算、物联网、互联网新技术的突破,智能制造的概念进一步向系统化、集成化纵深发展,催生了精准制造方式等革新,目的在于以网络为手段实现对制造的全流程管控,特别是凸显工业物联网对传统制造方式的革命性意义。由德国提出的“工业4.0”即是智能制造在新的技术条件下的愿景。

“工业4.0”目前即便在德国还处在初始发展阶段,其愿景的实现还存在诸多障碍,但是,这并不影响它进一步推动全球各国推进制造业智能化发展的热潮,并几乎完全取代了早先的数字化、信息化、网络化等制造业发展趋向的提法,被誉为开启了“第四次工业革命”。

“工业4.0”项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究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。“工业4.0”概念包含了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。波士顿咨询公司认为,在工业4.0带动的工业转型中,传感器、机器、工件和信息技术系统将在整条价值链上融合到一起。这种实体设备与互联网相互连接的制造系统能对数据进行收集分析,对错误进行预判,并能不断进行自我调整,从而适应不断变化的环境。工业4.0技术将大大提升制造效率,推动经济转型,改进劳动力就业结构,并最终改变公司乃至国家之间的竞争格局。

2015年4月,波士顿咨询公司发布题为Industry4.0:the future of productivity and growth in manufacturing industries研究报告,报告中提出了工业4.0的九大支撑技术,分别是:自动机器人、模拟技术、水平和垂直整合系统、工业物联网、网络安全、云计算、增材制造、现实增强技术、大数据分析技术。相应的,一个国家和地区在这九大技术领域的技术发展水平、创新实力以及实践应用强度的差异,将决定制造业的智能化发展水平的差异。

为了量化世界范围内工业4.0技术带来的影响,波士顿咨询公司以德国的制造业为研究对象,研究工业4.0的影响力。研究发现,在未来5~10年,越来越多的公司将采用工业4.0技术。德国制造业的生产率提高将达到900亿~1500亿欧元。除生产资料以外的可变成本将降低15%~25%。工业部件制造企业将获得最大的生产效率提升(20%~30%),例如汽车制造企业生产率将提高10%~20%。

与此同时,工业4.0技术将助推企业收入增长。制造商对新型设备和数据应用的需求将大大增多,消费者对定制产品的需求也将增多。这将为德国每年新增300亿欧元收入,大致等于德国GDP的1%。而且,工业4.0实施中采用大量工业机器人后不但不会增加失业率,还将改善就业,未来十年工业4.0技术将带动就业人数提高6%。在机械工程领域,就业人数提升的幅度更大,将达到10%左右。企业需要的技能也将发生改变,短期内自动化技术的相关人才将替代技术含量低、重复性高的工作。同时,软件、互联网和数据分析方面的人才需求将越来越大。预计大规模采用工业4.0技术将在未来十年带动2500亿欧元的投资。

而在美国,与德国的工业4.0相似的概念是通用电气公司于2012年提出的“工业互联网”,二者在本质上并无根本区别。在工业互联网的思维架构下,通用电气公司希望通过生产设备与信息技术相融合,促进高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合,大幅提高现有产业的效率并创造新产业。2013年,通用电气宣布将在未来三年投入15亿美元开发工业互联网。随后通用电气、国际商业机器公司(IBM)、思科、英特尔和美国电话电报公司(AT&T)等行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟(IIC),大力推广工业互联网,以期打破技术壁垒,通过促进物理世界和数字世界的融合。其目的旨在加快互联机器与设备的开发、采集和广泛使用,促进智能分析,并为工作者提供帮助。现在,工业互联网联盟成员已达167家。

虽然工业互联网不是美国的国家战略,但由于涉及美国信息产业以及制造业众多龙头企业,其战略目的是美国“再工业化”,其技术核心也是信息物理系统,与德国工业4.0的战略目标、手段等几乎完全匹配。

智能制造已经被普遍认为是此轮工业革命的核心动力,国外主要发达工业国家都已出台相应政策对智能制造发展积极筹划布局。表7为世界主要国家推动智能制造发展的部分政策,相关政策举措的详细内容将在本章第四部分进行解读。

其实,信息通信技术对制造业的先进化发展推进有路径可循,工业4.0、工业互联网、产业物联网、大数据分析都是信息通信技术自身进步和与制造业的融合深度加强的体现,上世纪中期开始,计算机集成制造、敏捷制造、虚拟制造等技术系统开始对制造业产生重大影响,其后,计算机辅助设计、计算机数控、计算机服务制造、计算机集成制造系统开始出现,直至虚拟制造和当前的智能制造,构成了信息通信技术与制造技术融合程度不断深化、强化的发展路径。

表7  世界主要国家应对智能制造的政策计划

政策名称

国家

提出时间

政策目标

“再工业化”计划

美国

2009年

发展先进制造业,实现制造业的智能化,保持美国制造业价值链 上的高端位置和全球控制者地位

“工业4.0”计划

德国

2013年

由分布式、组合式的工业制造单元模块,通过组建多组合、智能 化的工业制造系统,应对以智能制造为主导的第四次工业革命

“创新25战略”计划

日本

2006年

通过科技和服务创造新价值,以“智能制造系统”作为该计划核 心理念,促进日本经济的持续增长,应对全球大竞争时代

“高价值制造”战略

英国

2014年

应用智能化技术和专业知识,以创造力带来持续增长和高经济价值 潜力的产品、生产过程和相关服务,达到重振英国制造业的目标

“新增长动力规划”

韩国

2009年

确定三大领域 17 个产业为发展重点推进数字化工业设计和制造业 数字化协作建设,加强对智能制造基础开发的政策支持

“印度制造”计划

印度

2014年

以基础设施建设,制造业和智慧城市为经济改革战略的三根支柱, 通过智能制造技术的广泛应用将印度打造成新的“全球制造中心”

资料来源:《新一轮产业革命的全局战略分析——各国智能制造发展动向概览》,林汉川等。


数字化工厂:数字化工厂(digital factory)是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络,集成了产品、过程和工厂模型数据库,通过先进的可视化、仿真和文档管理,以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能。

智能工厂:智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网技术和监控技术等新兴技术加强生产管理,提高生产过程可控性、计划排程合理性,减少生产线人工干预,构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。

智能制造:智能制造本质是人机一体化。通过人与智能机器的合作,扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。智能制造系统不只是人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。

制造业智能化一方面推动智能装备等产业的升级发展、衍生可穿戴智能设备等新兴行业,另一反面,云计算、大数据等技术渗透到传统产业,给相关产业带来新的发展景象。以大数据技术对传统船舶行业的改造为例:船舶行业是一个全球性且规模庞大的行业,联系着设计、制造和运输业等,与许多行业的大数据存在隐形关联。随着船舶设备逐步智能化,卫星定位技术和通信技术日渐成熟,对于营运船舶物理数据的测量已成为可能,航运业船岸信息一体化也成为现实。通过对营运船舶数据进行收集、统计分析以及价值挖掘,可以获得很多有价值的信息,如船舶的功率与航速、船舶能耗数据、风浪对船舶航速的影响、各种节能措施的效果、污底对功率的影响、航线航区的海况资料和各类设备运行状态等,不仅对航运业作用巨大,对于造船业也具有重要的价值。为此,欧洲已经发布了海上无人导航系统(MUNIN)项目,旨在发展新一代控制系统与通信技术,显示在港和离港船舶的状态。日本船舶技术研究协会正开展船舶“大数据路标”研究工作,大量搜集船舶的航行及其相关数据形成大数据,应用于船舶的节能航行、船型开发、装备远程维护等项目。

(五)“互联网+”推进制造业服务化的升级转型

制造业服务化的过程是服务对于制造企业业务价值增加的过程。服务化已经成为引领制造业产业升级和保持可持续发展的重要力量,是制造业走向高级化的重要标志之一,制造业的生产将从提供传统产品制造向提供产品与服务整体解决方案转变,生产、制造与研发、设计、售后的边界逐渐被打破。

自20世纪80年代以来,服务化就已经成为制造业发展的主要趋势之一,在工业产品附加值的构成中,纯粹的制造环节占比越来越低,而研发、工业设计、物流、营销、品牌管理、知识产权管理、产品维护等服务占比越来越高。随着制造业和服务业之间的融合日渐深入,制造企业借助服务化不断提高其产品附加值。以汽车产业为例,当汽车工业进入成熟期后,单纯的汽车制造投资回报率大约为3%~5%,而围绕汽车的服务投资回报率高达7%~15%,基于此,通用汽车、福特汽车等一批汽车制造企业开始从“以生产为中心”向“以服务为中心”转型。

制造业服务化实现了制造业在产业形态、发展模式上的根本性变革,使得企业在服务中找到了更广阔的发展空间。根据麦肯锡的研究报告,美国制造业的从业人员中,有34%是在从事服务类的工作,生产性服务业的投入占整个制造业产出的20%~25%。随着发达国家中一些大型制造企业服务化转变的完成,制造业服务化水平已成为在全球制造业竞争加剧下衡量制造业竞争力强弱的标准之一,见图13。

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图13  全球制造业与服务业融合现状

资料来源:《高端装备制造商业模式综述》,华安证券

当前,信息技术的发展进一步推动制造业服务化进程的加快和融合方式的革新。以“互联网+”为核心的信息技术具有高渗透性、带动性、倍增性、网络性和系统性的特点,能够推动制造业和服务业之间的融合发展。互联网技术的应用,从根本上改变了服务产品无形性、不可存储性、生产和消费同时性等传统属性,使得服务变得有形化、可存储、可贸易,极大地促进了制造业与服务业的关联性和协同性,成为制造企业增强核心竞争力的重要手段。信息技术的快速发展从根本上推动了制造业服务化进程的加快。

企业通过产业物联网,可以提供新的服务,改进产品并打入新的市场,实现产业升级。例如,通用电气、米其林以及克拉斯集团正向市场推广其结合数字化服务的“产品+服务”的混合模式。而即便那些不进行产品销售的企业,例如虚拟影像公司,也能利用这一机会将业务拓展至数字化服务领域。

图片关键词“产品+服务”的混合商业模式通过产品销售和租赁相结合,运用数字化服务获取经常性收入。这些数字化服务也使资源类和加工类企业能够更好地洞察价值链上的各环节,制定更为合理的战略决策,从而通过其他方式提高生产效率。不同于产品特性变更,这些“产品+服务”的混合商业模式应摆脱渐进的方式,必须从客户需求出发,采用突破性方案解决关键性的业务问题。然而,这一混合商业模式并不总以市场为首要考虑因素,服务供应商和产品制造商也不必非得是同一家企业,见图14。

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图14  制造与服务融合的企业案例

资料来源:《产业物联网——独辟蹊径助推企业增长》,埃森哲

从发展趋势看,“互联网+”将通过如下4种模式推进制造业企业的服务化升级转型。

一是围绕产品提供附加服务模式。“互联网+”通过连接用户和制造企业,促进制造业企业提供多元化服务,从研发、设计、生产到售后的各个环节来实现产品的增值。随着大规模加工制造和工艺的日趋成熟,标准化工业制成品的大规模、大批量生产越来越容易,产品同质化的竞争愈演愈烈。在新的市场竞争环境下,制造业企业纷纷利用互联网工具拉近与终端客户之间的距离,寻求基于产品功能的增值服务,实现产品运行的稳定性、效应最大化,以实现与传统企业的差异化竞争优势。

二是创新产品交易便捷化模式。在信息技术的推动下,智能制造、创新设计等革命性的制造方式,众包、电子商务、网络购物、网上银行等新业态都在提高产品交易的便捷化水平。基于以互联网为核心的信息技术的广泛应用,制造业企业可以通过多元化的金融服务、精准化的供应链管理和便捷的电子商务等方式提高产品、服务的交易效率和便捷程度,提升制造业企业综合竞争力。

三是进一步整合产品与服务。随着制造业产品的不断完善,客户的需求已经从单一的产品向产品及服务方向升级。能否为客户提供产品的集成及全面的解决方案,成为影响制造企业能够赢得市场的重要因素。“互联网+”利用模式和功能创新,向客户提供从规格、研发、设计、制造、建置、维修的一体化服务及系统化的产品整合,能够帮助制造业企业扩展业务、实现产业的进一步升级。

四是根据客户需求打造专业服务模式。“互联网+”推动了制造业企业从基于产品的服务向客户需求服务的转变。制造业企业通过其在价值链上游的运营优势,提供与自身产品紧密相邻的专业化服务。制造业服务化与服务业之造化相向发展,使得企业价值链重构为一条既包含制造业价值链增值环节,又包含服务业价值链增值环节的融合型产业价值链,与原有单纯的服务业价值链和制造业价值链相比,具有更广阔的利润空间和增长潜力。

(六)循环经济发展理念下制造业的绿色化发展趋势

生态环境与生产制造的矛盾日益激化,推动了工业设计理念的革新和传统技术的改造升级,以实现资源能源的高效利用和对生态环境破坏的最小化,传统的“获取—制造—丢弃”线性工业模式正面临变革调整。欧美的“绿色供应链”、“低碳革命”,日本的“零排放”等新的产品设计理念不断兴起,“绿色制造”等清洁生产过程日益普及,节能环保产业、再制造产业等静脉产业链[[1]]不断完善,都表明制造业的绿色化发展目标已经成为制造业的共识。而低能耗、低污染的产品也逐步显示出其强大的市场竞争力,见图15。

2014年1月世界经济论坛(WWF)发布循环经济研究报告Towards the circular economy:accelerating the scale-up across global supply chains,对发展循环经济的紧迫性、对全球社会经济发展的重要性以及相关的解决方案进行了论述,当月的《麦肯锡季刊》对此进行了详细解读。

全球供应链循环经济以杜绝浪费为宗旨,而当前的资源浪费现象依然十分严重,以快速发展的消费品行业为例,该行业每年用掉价值达3.2万亿美元的材料,其中约80%未予回收。精益管理所追求的在制造流程工艺中减少浪费只是其中的一部分,这一理念还应深入贯穿到产品及部件的各个生命周期和使用中。这意味着很多情况下,以往的废品成为后续使用的有价值的给料。确切地说,通过产品设计将零部件及产品的利用和再利用周期紧密结合,这才是循环经济的真实概念,也可以帮助人们将其与损耗大量能源和劳动力的“回收”区分开来。

传统经济体系下的制造商往往不对两者加以区分,但在循环经济中,消费品需要使用无毒的纯粹的部件,最终它们会回归到生物圈发挥“补给”作用。耐用的部件(如金属和大多数塑料品)要通过再利用或升级实现其他的高产出应用,参与尽可能多的循环。这与当今产业运营的主流理念形成了鲜明的对比,后者的不少产业术语(如产业链、供应链、终端用户等)都带着浓厚的线性色彩,而“获取—制造—丢弃”的线性工业模式正在面临挑战。 

发展循环经济不仅有益于资源环境,还将带来经济效益、推动创新,表现为以下四个方面:

材料净节约。在全球层面,一年的材料净节约成本可达1万亿美元。仅在欧盟内,常规耐用品的年物料成本所节约的费用就可能高达6300亿美元。其中汽车行业受益最大(一年预计节约2000亿美元),随后是机械和设备业。个别行业的供应风险减小,如汽车、机械加工和交通运输业的钢铁消耗,到2025年可望实现的年全球材料净节约量相当于1.1亿~1.7亿吨铁矿石,这将有力地扭转需求导致的行业波动。

创新潜力。循环经济的基本要求是对材料、系统和产品的再设计以确保产品能循环使用,这意味着很多企业将迎来巨大的商机,就连通常被认为没有什么创新的行业(如地毯业)也不例外。

创造就业。根据估测,生产制造和回收行业在欧洲和美国提供的就业人数已达百万。循环产业模式对劳动力市场结构和活力的影响仍然有待探索。如果条件适合,循环经济可以增加当地就业,尤其是那些入门级、低技能水平的工作,这有助于解决诸多发达国家所面临的严重问题。

三、世界制造业重点行业发展态势

(一)新型显示产业发展较为成熟,新技术前景值得关注

在智能移动终端、公共显示、车载显示等应用快速发展的带动下,全球新型显示产业保持平稳增长。

TFT—LCD领域,2014年全球平板显示产业收入主要来自TFT—LCD,约占整个平板显示的76%。大尺寸TFT—LCD面板产能微增,面板厂商通过优化生产线来满足出货面积增加的需求。4K显示器增长速度快,应用范围更为广泛,由电视向移动终端等领域拓展。

OLED领域,全球各地OLED发展有所差异,日本索尼和松下基本放弃OLED布局,而韩国三星电子和LG仍在努力推进。用于智能手机、平板电脑等设备中小尺寸面板是目前OLED发展重点,由于苹果手表(Apple Watch)的上市,使得OLED在智能可穿戴设备市场上的发展前景成为焦点。

触控面板领域,全球触摸面板市场需求仍旧旺盛。应用端由平板电脑、笔记本计算机向汽车、自动取款机、销售终端等拓展。日本显示(Japan display)、LG显示(LG display)、夏普、三星、京东方等为迎合市场变化而加紧相关产品研发。大中型规模的触控面板厂商通过资本运作及产业投资,强化产能和技术优势。

LED照明领域,全球对LED照明需求不断增加,厂商纷纷在工业照明、植物工厂照明、智能照明等领域发力,预计到2020年,LED照明在全球照明市场中占据近60%的份额。从政策推进看,欧美等地较重视建立新的能源效率标准,中国政府主要采取资金补贴的形式支撑LED照明发展。

技术发展上,显示技术不断追求高品质和高画质。高精细、广视角、轻薄等技术特点日益进步,柔性显示屏受到越来越多的关注。量子点显示技术在色域覆盖率、色彩控制精确性、色彩纯净度等方面已全面升级,被视为影响全球显示行业的革命性技术。

(二)全球通信设备行业加速垄断,产业发展模式面临革新

全球通信设备产业增长明显放缓,未来发展情况不容乐观。究其原因,一方面,电信运营商过去十年在互联网业务冲击下转型增长乏力,设备投资能力严重受限。另一方面,通信设备产业竞争日益加剧,行业收入增长放缓,利润水平总体下降。

全球通信设备企业趋向垄断,借助于4G业务迅猛发展,全球五大通信设备企业已经分化为三大阵营:华为和爱立信属于第一阵营;阿尔卡特—朗讯和诺基亚属于第二阵营;中兴则属于第三阵营。2015年4月诺基亚集团宣布合并阿尔卡特—朗讯,由此,全球通信设备企业分为三大阵营的格局演变为华为、诺基亚和爱立信三足鼎立的态势。

全球通信设备产业面临信息化的变革:一是基于标准、通用、开放软硬件架构的制造模式初露端倪,二是软件应用牵引硬件集成将成为重要模式,三是基于开放平台的生态系统正在形成。为此,传统通信设备企业顺应这股潮流,采用不同策略应对挑战。

重点领域方面,移动通信4G商用全面铺开,推动相关设备市场增长;5G进入标准制定阶段,主要厂商推出相关设备与技术。光通信设备业发展平稳,其中,光网络设备市场稳定增长,FTTx市场成长迅猛;发达国家厂商仍然占据光通信设备主要地位,但中国企业在细分领域实力有所增强。IPv6从试点应用正式转向大规模部署,IPv6地址数量与支持IPv6的设备快速增长。全球智能手机市场渐趋饱和,新兴市场表现值得期待,随着智能手机行业进入新一轮格局调整,手机生产商的创新力度持续不断。

(三)半导体产业进入温和增长期,多个国家(地区)谋求新一轮发展良机

在智能手机和汽车电子等合力推动下,全球半导体产业进入稳定增长阶段,厂商仍保持巨额研发投入,行业整合并购较为频繁。

在设计业,美国处于领先地位,中国发展势头较为快,全球前50大无晶圆半导体设计厂商中,美国占19席,市场份额达到64%,中国大陆的设计业在政策、资金的双重支持下实现了快速发展;在代工业,虽然台积电“一枝独秀”,但是英特尔、三星电子等厂商近年来纷纷进入代工领域,“分散订单,多元供应”的代工局面已经出现;封装测试业仍处在表面贴装阶段,随着技术进一步发展,高密度3D封装在主流器件设计和生产过程中的使用率将越来越高。

主要国家(地区)动向方面,美国仍然是垂直整合和设计业的龙头;日本老牌的半导体厂商发展受挫,以Megachips为代表的新兴企业则崭露头角;韩国政府启动半导体再跳跃计划;中国台湾地区的代工和封测产业均居全球领先地位,不过近年来面临人才问题,正通过各种方式稳定产业人才队伍。

企业角度而言,英特尔为了应对移动芯片市场的竞争,进行新一轮部署,力图在移动芯片市场重获竞争力;高通虽然是全球半导体设计业领军企业,但目前公司两大主要业务授权业务和芯片业务均面临考验;SK海力士作为韩国仅次于三星电子的半导体巨头,在存储器芯片市场紧追三星电子,同时加速强化非存储器芯片业务。

技术攻关方面,极紫外光(EUV)技术获得突破,有望走向应用;而鳍式场效晶体管(FinFET)工艺则面临技术与成本挑战,另一种实现3DIC的技术方案硅穿孔(TSV)同样面临成本问题,需要业界对其工艺路线取得共识。

(四)物联网进入规模化商业应用,企业加快技术与市场布局

全球物联网产业增长强劲,步入大规模商业化应用,应用场景逐步由公共管理、个人消费等领域向车联网、工业物联网等演进;应用深度也从最初的行业闭环、小规模向跨行业、跨地区业务深度融合发展。

跨国信息技术公司不断丰富其物联网业务体系。各家企业纷纷从自身核心技术、重点业务出发,从硬件、软件、开发平台等不同环节布局物联网产业链,并积极调整组织架构,通过并购或战略联盟等方式,完善其技术、产品线。以联发科、英特尔、高通、三星等为代表的芯片企业相继推出针对物联网应用的低功耗专用芯片;微软、谷歌、三星、华为等企业开发物联网专用操作系统;高通、ARM等企业推出针对物联网应用的软硬件开发平台;国际商业机器公司(IBM)等成立物联网部门,以拓展物联网业务。

物联网领域的并购重组趋于活跃。并购活动主要集中在智能硬件、无线通信算法模块等方面。跨国企业一方面通过物联网领域并购进行横向扩展,通过技术、产品的创新组合,开发新的市场领域;另一方面通过并购进行产业链上下游纵向整合,形成技术优势互补,完善产品线,实现由单一产品生产转向解决方案提供,或通过并购合并同类业务,扩大规模,提高企业在特定市场的地位。

物联网标准化工作稳步推进。产业链上下游企业合作制定标准增强竞争力,把握市场话语权。当前主要的企业联盟有AllSeen产业联盟、开放互联联盟(OIC)、工业互联网联盟(IIC)等。除了企业联盟之外,官方标准机构也在积极推进标准化工作,如:国际电信联盟通信标准化组织ITU-T先后设立IoT-GSI(全球物联网标准举措)、国际标准组织/国际电工委员会(ISO/IEC)JTC1设立物联网特设组(SWG5),欧盟提出了IoT-A的参考架构,IEEE标准协会、NIST等也提出了各自的物联网参考架构,期望扩大物联网开放标准的讨论。

(五)生物产业仍然处于上升阶段,行业竞争日益加剧

生物产业市场规模稳步增长,生物医药/保健仍是占比最大的行业,食品与农业紧随其后。大数据、临床组学、表观遗传学、肿瘤免疫学、纳米药物、个性化医疗和合成生物学等已被认为是产业重要驱动力。

生物医药方面,瑞士制药巨头诺华(Novartis)超越过去十来年稳居第一的美国制药巨头辉瑞(Pfizer),问鼎全球处方药销售榜首;生物仿制药市场仍处于起步阶段,而围绕生物仿制药的专利问题及监管途径仍存在许多争议点;新兴市场促进本地生产商研发新型高端疫苗的信心,印度、中国、巴西、南非及墨西哥的疫苗生产商通过技术转让或自主研发等方式开发新型疫苗,提高疫苗产品使用率;较为成熟的体外诊断产品如免疫检测、生化检测等增长速度已经放缓,新兴领域如分子诊断等增长迅速。

生物农业方面,美国在转基因技术领域处于领先地位,跨国企业开展全球专利布局且优势明显,商业化转基因种子及性状产品的专利技术中的一部分由这些企业掌握;转基因作物将朝着改变农作物营养性状的方向发展,转基因玉米和大豆是农作物中主要研究对象。

生物能源方面,全球生物质能源产业主要集中在发达国家和能源短缺但生物质原料丰富的国家。从生物质能源产量规模看,美国和巴西两国的生物乙醇产量已经达到全球产量的70%,巴西将超越美国成为世界上最大的生物质能源市场。

医疗器械方面,围绕疾病预防、临床诊疗、健康水平提升的需要,医疗器械已不再局限于手术器械和大型医疗设备,基于突入融合、无创检测、动态监测、微创治疗、精确治疗等新技术、新产品不断涌现。

(六)民用航空市场稳中有进,航天新政激发产业活力

全球民用航空整体发展势头良好。干线飞机市场持续增长,波音飞机订单和交付量持续走高,空客交付宽体飞机数量创公司新纪录;支线飞机稳步发展,庞巴迪持续完善支线产品,商用机型获得新订单,巴航工业储备订单增长,商用飞机和公务机交付量达到既定目标;喷气公务机交付量企稳回升,交付量结束连续5年下滑状况,出现复苏迹象。

美国和欧洲国家保持航空战略领先优势。从战略高度推进绿色航空发展,美国制定了一系列绿色航空技术发展计划,包括“航空环境责任项目”(ERA)、“低能耗、低排放与低噪声”(CLEEN)计划和“N+3”飞机发展计划等;欧盟“清洁天空”两阶段计划促进用于下一代商用飞机、支线飞机、喷气式公务机和旋翼机的成熟度,大幅降低二氧化碳、氢氧化物排放,满足欧洲航空业的环境保护目标要求。

前沿技术推动航空工业发展。新科技已经对传统的飞行器设计、制造理念与方法等产生重要影响,加快高超声速飞行器、无人机系统、微型飞行器、倾转旋翼/复合旋翼飞行器等技术发展;纳米技术在航空领域的应用也有所突破,纳米涂层材料已投入使用,基于碳纳米管的复合材料进入工程评估;用于飞行领域的脑机交互技术取得重大进展。

全球航天产业保持稳定发展态势。全球航天经济总量增长的很大一部分源自商业活动的推动;卫星导航系统呈现多元竞争格局,已经从全球定位系统(GPS)“一家独大”,演变为美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧洲伽利略四大导航系统竞相发展,日本准天顶卫星系统、印度区域导航卫星系统猛赶直追的局面;新一代运载火箭研制采用商业化开发和运作模式,俄罗斯、中国、美国和欧洲生产的运载火箭数量之和取得新高,印度和日本等国家开始制造运载火箭型号。

各国出台航天业新政。美国航空航天局发布了《NASA2014战略规划》,概述未来发展构想,白宫首次发布《民用对地观测国家规划》,对美国对地观测系统进行全面规划,提出“地球大数据计划”;欧盟在“欧洲2020战略”指引下,持续推进欧洲航天一体化建设,制定新版航天政策,推进“哥白尼”和“伽利略”两大欧洲联合旗舰项目,制定航天一体化工业政策,提高航天技术独立自主能力;俄罗斯加紧制定“2016—2025年规划”,进一步加大航天投入力度,构建国家航天应用基础设施和一体化综合信息网,实施区域政府示范工程和导航应用专项示范工程。

全球民用航空维修市场继续增长。新一代宽体飞机开始进入大修期,已运行五年的空客A380将进入重维修,波音777和空客A330飞机凭借较高市场占有率,总体维修费用在宽体飞机维修市场中占较大份额;窄体飞机客舱改装业务发展迅速,已运行十年的一大批窄体飞机相继进入机体重维修阶段,相关航空公司将完成客舱翻新和升级改装;空客A320和波音737的重维修检查工作几乎垄断了整个窄体飞机维修市场;窄体飞机发动机的维修需求正在不断增多。

(七)智能制造装备战略地位突出,产业融合支撑作用明显

智能制造装备产业总体保持向上态势。其中,机床产业发展相对成熟,在智能制造装备中份额最大,欧美地区市场趋于饱和,增长逐步放缓;智能控制系统是仅次于机床的智能制造装备第二大细分市场,近几年呈现稳步发展态势;工业机器人正处于快速上升阶段,应用范围和领域不断拓展,销量屡创历史新高;3D打印则代表了一种全新的制造方式,受到美、欧、日发达国家地区普遍关注,尽管目前整个产业仍处于起步阶段,规模相对较小,但增长速度及未来潜力巨大。

美国、德国、日本等国家在数控机床、工业机器人、智能控制系统、3D打印等领域拥有多年的技术积累,相关产品经过长期检验,技术先进、质量可靠,并具有很强的品牌优势,处于市场掌控地位。以数控机床为例,日本、德国机床制造商在世界数控机床产业中占据绝对领先地位,2014年世界机床产值排名前20位企业,日本和德国分别占7家和6家,前10名企业中日本占了5家,德国有3家;3D打印产业领域,排名前4位的企业分别是美国3DSystems、Stratasys公司,以色列Object公司和德国EOS公司,它们占据全世界近70%的市场份额,形成了寡头垄断的市场格局。

发达国家将智能制造装备作为重振制造业战略的重要抓手,相继出台了一系列战略与政策。例如,2013年德国“工业4.0”提出加强信息物理系统建设,在智能工厂、智能生产实现突破;2014年、2015年日本连续在制造业白皮书中提出发挥3D打印、机器人、大数据等对制造业的影响作用。

发达国家主导了全球智能制造装备市场,并引领智能制造技术创新方向。总体来看,发达国家智能制造装备的技术优势主要体现在三方面:一是掌握智能制造装备的一批共性、基础性关键支撑技术;二是拥有发展智能制造装备所需的关键零部件配套产业;三是能够成套提供智能制造装备关键产品。

(八)新能源产业建设与应用循序渐进,欧美大国在细分领域各有建树

在全球能源消费增长乏力、油价走低的背景下,新能源产业依然保持快速成长。2014年新能源发电占全球用电总量约30%;供热占全球热能消耗总量约8%;生物燃料等替代燃料占全球运输燃料消耗总量约3.5%。尽管新能源消费增速有所放缓,但不包括核电和水电的新能源消费增幅仍达到12%,核电用电连续第二年恢复增长1.8%,水电用电平稳定增长2%。

受需求和政策驱动影响,2014年全球新能源投资走出连续两年下降通道,投资总额达到2702亿美元,同比增长16%左右,技术研发、商业化开发、制造等各环节投资额度均不同程度增长。受融资需求驱动,绿色债券、专业融资平台等新能源金融创新态势加快。

新能源细分领域方面,光伏与风电建设分别创新高,随着市场转暖,这两大行业市场滞销状况有所好转。光伏和风电在部分区域市场应用范围有所扩大,区域政策呈现差异化发展,成熟市场政策从单边鼓励行业发展向营造良性发展的产业环境探索。光伏技术发展令人欣喜,多技术路线光伏转化率创新高,应用研发创新不断;核电建设迎来了周期性回落,一定程度上反映出核电区域市场的分化前景,核电大国出口竞争日益白热化。核电技术发展出现新端倪,俄罗斯快堆领先全球四代核电技术并进入示范阶段。核电智能部件吸引了核电巨头更多的关注,美国市场大量新创企业涌入传统巨头垄断的核反应堆设计与开发领域;智能电网整体市场增速有所放缓,电网信息系统细分市场表现活跃。智能电网作为区域电力乃至能源系统变革的重要推手,正发挥越来越重要的作用,推动区域电网进一步整合与升级,并带动智能电网外延应用的拓展。

(九)新材料研发力度有增无减,应用范围持续扩大

新材料作为高技术发展的先导和基石,产品与技术不断大量推陈出新,研发资金投入稳步上升,行业并购活动时有发生。

电子信息材料领域,半导体材料中的晶圆材料与封装材料的市场份额接近一致,各占50%;中国台湾地区继续保持在半导体材料市场的领先地位,日本韩国紧随其后;在第三代半导体材料中,氮化镓与碳化硅的地位依然十分重要。显示材料中的TFT—LCD材料市场增长缓慢,OLED材料需求量有所上升,其中AMOLED材料需求量明显增加。

能源材料领域,大丝束碳纤维复合材料已被列为风电首选材料;超导材料中的低温超导材需求量最多,高温超导材料增长潜力较大,不过稀土材料存在价格波动,未来超导材料市场增长将受到影响。

生物及医用材料领域,生物医用材料产品和技术研发经费投入增加、并购增多,可再生组织材料将成为主角;生物降解材料中的聚乳酸生物塑料市场持续增长,亚太地区发展较快;聚丁二酸丁二醇酯被公认为综合性能最好的生物降解塑料之一,生产企业主要集中在美国和日本。

多用途材料领域,北美和亚太地区占据全球轻量化材料市场主导地位,快速增长的汽车和航天业将促使这些地区进一步增加对轻量化材料的需求;纳米材料中碳纳米管和石墨烯最受关注,前者用途范围不断扩大,后者成为多个国家政府资助重点;美国、欧盟等发达国家和地区高度重视3D打印材料的研发与应用,通过成立关键材料创新中心、国家增材制造创新研究所来推动3D打印材料取得新发现。

(十)新能源汽车积极寻求市场扩容,技术瓶颈有待突破

新能源汽车正从示范阶段向增长阶段发展,多个国家出台或调整政策促进新能源汽车推广普及。总体而言,全球新能源汽车市场有兴有疲。

混合动力汽车方面,丰田通过提高发动机热效率、开发小型化电动部件和高效率功率控制单元等促进新一代混合动力车型性能;本田积极应对混合动力系统和安全气囊品质问题所受影响,重新构建开发体制,强化品质管理,推出混合动力新品。

纯电动汽车方面,纯电动汽车开始进入规模化销售阶段。插电式混合动力汽车成为新能源汽车的一大亮点,奥迪、宝马、通用、沃尔沃、戴姆勒等众多汽车厂商发布插电式混合动力汽车产品或计划。目前,纯电动汽车和插电式混合动力汽车普及的主要障碍仍然在于充电设施不足和续驶里程不够,短期内期待电池等关键技术进一步突破而大幅提升续驶里程的难度较大。

燃料电池汽车方面,丰田首次推出并非用于验证实验和租售用途而是面向普通消费者销售的燃料电池汽车,燃料电池汽车终于开始步入量产销售。同时,本田、通用、大众、现代等推进其燃料电池汽车技术研发。车辆售价高和巨额加氢站建设成本仍然是燃料电池汽车推广的最大难题,日本、美国等发达国家的商用加氢站处于起步阶段,新兴国家及发展中国家更是难以在未来50年内完善加氢站网络建设,燃料电池汽车的真正普及需要较长时间。

车载动力电池和驱动电机方面,在纯电动、插电式混合动力汽车及混合动力汽车上积极采用锂离子电池的厂商数量显著增加。众多企业或研究机构积极推进第三代锂离子电池和全固态锂电池、锂硫电池、石墨烯电池等“下一代锂电池”技术研发,车用驱动电机技术则继续向小型化与高效率发展。

电动汽车充电技术方面,电动汽车无线充电系统标准制定工作接近尾声,未来将探讨重点将从标准转向市场导入。高通、丰田、本田、日产等汽车厂商和电子企业积极公布以实用化为前提的技术研发情况。日本、英国、美国等地区持续扩展电动汽车普通充电桩和快速充电桩基础设施建设。同时,车辆行驶过程中的充电技术开发积极展开,预计将在2030年前后实现普及。

此外,苹果、阿里巴巴、百度、华为等众多信息技术企业、移动互联网企业进入汽车领域,助推汽车智能与互联技术融合发展。智能汽车中的“辅助驾驶技术”和“半自动驾驶技术”得到越来越多的应用,沃尔沃、奥迪、凯迪拉克、丰田、本田等致力于“具有限制条件的无人驾驶技术”。半导体、传感器、物联网技术进步以及不断实施的实用性测试、相关交通法规调整,为智能汽车技术研发和产业化推广创造了有利环境。

四、主要国家提振制造业发展重要举措

2008年全球金融危机爆发以后,发达国家逐渐意识到制造业外移导致本国产业结构抗危机能力不足,并带来严重的就业问题,因此开始重新谋划二、三级产业的平衡发展,通过“再工业化”发展先进制造业逐渐成为各国政府重视的议题,其目的是通过提升高阶制造技术,对制造产业链进行重构,创造高附加价值的生产活动,进而带动本国经济发展与就业。下文就近年主要国家提振制造业发展的战略脉络与重要举措展开梳理分析。

总体而言,在产业结构优化上,各国均推行专门的战略强化制造业的升级发展,并将信息通信技术视为创新的主要领域,以技术融合带动整体产业发展;在创新系统强化上,各国均积极进行相关制度改革,包括法规的新订与修改、基础建设的整顿、人力资源队伍的改善,以提高创新要素的效能;在与国际市场的连接上,各国均以官方或非官方途径建立起合作关系,并通过在国内示范进行制度或技术的测试,吸引国际资源投入;在政府角色与功能上,推行跨部门协调、保持组织弹性,并定期检视政策成果,以保证政策的良好推行效果。

(一)美国:升级先进制造伙伴计划,明确智能制造技术领域

继美国政府提出制造业复兴战略以来,美国逐步将物联网的发展和重塑美国制造优势计划结合起来以期重新占领制造业制高点。美国竞争力委员会(Council on Competitiveness)指出“数字技术、纳米技术变革正在开辟美国制造业的广阔创新空间”。自2011年以来,美国政府先后发布了先进制造伙伴计划、总统创新伙伴计划等,联合产学研各界共同建设国家制造业创新网络等等,国家标准与技术研究院(NIST)组织其工业界和信息产业界的龙头企业,共同推动工业互联网相关标准框架的制定,共同打造支持“工业互联网”战略的物联网与大数据分析平台,旨在全力推动先进智能制造业的发展。2014年,美国政府在三年前业已提出的先进制造伙伴计划(AMP)的基础上进一步细化明确了先进制造战略的推动路线。

美国政府于2011年正式启动“先进制造伙伴计划1.0”,计划投入7000万美元支持新一代机器人研发,重点发展工业、医疗、宇航机器人等。2012年制定了“美国先进制造业国家战略计划”,提出要发展包括机器人在内的先进智能制造技术,力图抢占全球先进制造业制高点。2014年又启动“先进制造伙伴计划2.0”,瞄准1.0计划制定的目标,提出了三大战略措施。

1.先进制造伙伴计划1.0

先进制造伙伴计划(AMP)是由美国政府机构具体组织规划,由道氏化学公司(Dow Chemical)董事长兼首席执行官安德鲁·利弗雷斯(Andrew Liveries)和美国麻省理工学院校长苏珊·霍克菲尔德(Susan Hockfield)共同领导实施。初期投入5亿美元,AMP计划实质上就是一项联合“官产学研”振兴先进制造业的计划。AMP计划1.0主要有如下四项内容。

(1)建设国家安全关键产业的国内制造能力

从2011年开始,美国国防部、国土安全部、能源部、农业部和商业部等机构初期投入3亿美元,与产业界合作投资能振兴国内制造能力的创新技术,推动与国家安全有关的关键产业长期发展。投资方向包括小型大功率电池、先进合成材料、金属加工、生物制造和替代能源等。

(2)缩短先进材料从开发到推广应用的时间

美国政府将投入1亿多美元启动一项名为“材料基因计划”(MGI,material genome initiative)。通过研究、培训和基础设施建设等方式,促使美国公司以更快的速度(现在速度的2倍以上)来发现、开发、制造和推广应用先进材料。先进材料制造将催生产值高达数十亿美元的产业群,进而能因应先进制造业、洁净能源和国家安全等方面提出的挑战。

(3)投资新一代机器人

国家科学基金会、美国太空总署(NASA)、国家卫生健康研究院(NIH)和农业部将总共投入7000万美元来支持开发新一代机器人。这些机器人将使工人、外科医生、医护人员、士兵和航天员能具备执行艰巨任务的崭新能力。

(4)开发新型的节能制造工艺

能源部初期投入1.2亿美元开发节能制造工艺和材料,使美国公司能以更少的能量来制造更多产品,从而降低制造成本。

2.先进制造伙伴计划2.0

2014年10月美国总统执行办公室和美国总统科技顾问委员会联合发布先进制造伙伴2.0(Advanced Manufacturing Partnership2.0)指导委员会完成的《振兴美国先进制造业》(Accelerating U.S.Advanced Manufacturing,以下简称AMP2.0)报告,该报告遵循AMP1.0中明确的三大支柱(即:加快创新、确保人才输送管道和改善商业环境)提出了新的具体建议。2014年10月27日,美国总统奥巴马宣布新的振兴美国先进制造业的行政措施和提升制造业新计划,提出了基于上述三大支柱领域的相关建议,具体包括:加大对新兴交叉学科发展的投入、为先进制造业领域的中层职位输送合格的劳动力、让中小制造商也拥有尖端技术设备等建议。三大支柱的12条具体建议和三个制造技术优先领域的具体技术策略如下所述。

(1)支柱之一:加快创新

建议1:制定一个确保美国新兴制造技术领域优势的国家战略,这一战略具有明确的国家愿景,涉及一系列横跨公共部门和私营部门以及贯穿于技术开发所有阶段的合作协调。其中应包括明确国家利益优先的制造技术领域和利用这些技术的优先级,AMP对此给出明确的分析过程。另外,强调基于对先进制造技术组合投资便于管理的原则。

建议2:成立一个先进制造业咨询协会,协调私人部门投入国家优先的制造技术的研究和开发中。

建议3:建立一个新的公共—私营制造业研发基础设施,以此作为支持创新的管道,在早期创新阶段和后期技术成熟阶段,形成对制造技术创新机构的有益补充。同时,通过设立卓越制造中心(MCES)和制造技术测试平台(MTTS)支持在不同阶段的制造创新,让中小型企业从这些投资中获益。

建议4:开发流程和制定标准使制造技术具有互操作性,制造过程信息互通,开发的系统应确保网络安全并通过认证。

建议5:构建一个包括国家经济委员会、科技政策办公室及执行机构等部门组成的国家制造业创新网络(NNMI)治理架构,进而确保NNMI利益相关者的投资回报,利益相关者包括私人部门的专家、学术界等各种机构。

(2)支柱之二:确保人才输送管道

建议6:推出一项全国性运动以改变制造业形象,支持举办“国家制造日”活动,展示当今制造业部门的真实职业发展前景。

建议7:激励私人投资于国家认可、可移植和可迭代的技能认证系统建设,雇主在招募人才及人才晋升时能利用到它。资金来自基于劳工部、教育部贸易调整援助社区学院和职业培训(TAACCCT)投资基础上提供的额外资金。

建议8:开发在线培训和认证系统,通过参与联邦培训项目获得联邦政府的支持。

建议9:对AMP2.0制定的文档、工具包和实践指南进行管理,通过制造创新研究所的实践进一步对这些重要的人力资源开发机会规模化放大和复制推广。

(3)支柱之三:改善商业环境

建议10:利用和协调现有的联邦、州、产业集团和私人中介组织,提升技术资讯、市场信息和供应链相关的信息流服务于中小型制造商的能力。

建议11:减少先进制造业规模化带来的相关风险,通过建立一只公私共同出资的规模化投资基金提升资本获得;改善战略伙伴、政府和制造商之间的信息流共享互通;利用税收激励以促进制造业投资。

建议12:美国国家经济委员会(NEC)和科学技术政策办公室(OSTP)在60天内应向总统提交一系列具体的建议:美国总统办事机构(EOP)在协调联邦政府推动先进制造相关活动中的作用;联邦机构和其他联邦实体在执行上述建议中的清晰角色。

此外,AMP2.0还明确了三个制造技术优先领域,分别是:制造业中的先进传感、先进控制和平台系统;虚拟化、信息化和数字制造;先进材料制造。针对上述三个领域,报告也详细给出了具体的措施建议,具体见表8。

表8  AMP2.0中三个制造技术优先领域及技术战略建议

技术领域

制造业中的先进传感、控制和平台系统

虚拟化、信息化和数字制造

先进材料制造

研发基础设施作为支持创新的管道

建立制造技术测试床(MTTs)来测试新技术的商业案例应用,包括智能制造能力

建立制造卓越能力中心(MCE)聚焦于前沿技术 开发层面的基础研究以及 包括数字设计和能效数字 制造工具等方面的数字化,

推广材料制造卓越能力中心(MCEs) 以 支 持 制 造 创 新研究所(MIIs)的研发活 动,以及支持国家战略中 的其他制造技术领域

 

国家制造业创新网络

针对高耗能和数字制造,建立聚焦于先进传感、控制和平台系统(ASCPM)能源优化利用的研究所

聚焦于制造过程中的安全分析和决策中涉及的量大、综合的数据集,建立一个 大数据制造创新研究所 现有数字化制造和设计创 新研究所之外)

利用供应链管理国防资产,促进创新和研发中的关键 材料再利用

公私技术标准

制定新的产业标准,包括 关键系统和供应商所供货 之间的数据交叉标准

制定部署“网络—物理 ” 系统的安全和数据交换的 制造政策标准

为表征材料设计数字标准 以快速利用新材料和制造 方法

附加策略


激励创造和推行系统提供 商、服务机构或者系统集 成商的辅助制造商业化

为先进制造材料领域的博 士生设立制造业创新奖学 金,如生物医疗制造

资料来源:《AMP2.0推出新的建议和技术战略》,蒋钦云

美国围绕再工业化这一经济战略制定了一系列配套政策,形成全方位政策合力,真正推动制造业复苏,包括产业政策、税收政策、能源政策、教育政策和科技创新政策。美国支持智能制造的再工业化计划体系政策框架见图16。

 

图片关键词

图16  支持智能制造的美国再工业化体系框架图

资料来源:《新一轮产业革命的全局战略分析——各国智能制造发展动向概览》,林汉川等.

(二)德国:实施工业4.0战略计划的建议与安排

在2013年4月汉诺威工业博览会上,德国正式发布了关于实施“工业4.0”战略。然而,工业4.0的产生并不是突然或者孤立的,而是德国政府推进的高科技战略的一步:2006年德国制订的高科技战略,当时提出对制造业在内的17个领域,整个背景是在欧洲2000年战略,把欧洲建成世界最强的智能领域,2010年推出“思想·创新·增长——德国2020高科技战略”,此后的2013年德国于汉诺威工业博览会上正式推出“德国工业4.0战略”,同年9月德国国家科学与工程院发布《确保德国制造业的未来——对实施工业4.0战略计划的建议》报告,对德国实施工业4.0战略的未来计划提出了详细的建议与安排,12月,德国电气电子和信息技术协会发布了“工业4.0”标准化路线图。

其实,现阶段德国国家级发展战略为联邦教育研究部负责的“德国2020高科技战略”及联邦经济科技部负责的“聚焦:工业之国德国”,这两项政策是德国政府拟定未来工业政策的基础,工业4.0其实是上述“2020高科技战略”与“聚焦:工业之国德国”架构下的重点跨部委计划。

德国国家科学与工程院的《实施工业4.0战略计划建议》中提出:从本质上讲,工业4.0包括将虚拟网络—实体物理系统技术一体化应用于制造业和物流行业,以及在工业生产过程中使用物联网和服务技术。这将对价值创造、商业模式、下游服务和工作组织产生影响。推出工业4.0不仅能巩固德国的竞争地位,而且也可推动解决全球性挑战(如资源和能源利用效率)和国家所面临的挑战(如应对人口变化)。然而,关键是要考虑在社会文化背景下的技术创新,因为文化和社会的改变本身也是创新的主要驱动力。

1.工业4.0实施的双重战略

工业4.0给德国制造业带来了巨大的发展潜力。越来越多的德国工厂配备虚拟网络—实体物理系统(CPS)将改善德国制造业的国内生产效率,进而做强德国制造业。同时,CPS技术的发展也为出口技术和产品提供了重要的机遇。由此,实施工业4.0主要是为德国制造业撬动市场潜力杠杆,通过采用双重战略,即一方面在制造业中装备CPS系统,另一方面推广CPS技术及产品,进而达到增强德国装备制造业的目的。

工业4.0最优配置目标,只有在领先的供应商策略和领先的市场策略交互协调并能确保其潜在利益都能发挥的情况下才能实现。自此,这种方法被称为双重战略。它包括三个关键特征:一是通过价值链及网络实现企业间横向集成,二是贯穿整个价值链的端到端工程数字化集成,三是企业内部灵活且可重新组合的网络化制造体系纵向集成。这些特征可使制造商可以根据不断变化的市场需求调整自己的价值创造活动,进而稳固自己的市场地位。在双重CPS战略下,制造业公司将在一个高速的、动荡的市场环境下,按照市场价格实现快速、及时和无失误生产。

2.工业4.0的8个优先行动领域

在这份“实施建议”中,德国国家科学与工程院提出了如下8个优先行动领域。

(1)标准化和开放标准的一个参考体系

工业4.0是为了通过价值网络使公司间联网和集成,需要制定相应的标准。标准化工作将需要把重点放在规定的合作机制和信息交换。完整的技术说明和这些规定的执行,被称为参考体系。因此,参考体系是一个通用模型,适用于所有合作伙伴公司的产品和服务。它提供了工业4.0相关的技术系统的构建、开发、集成和运行的一个框架。它构建了软件的应用程序和服务架构。工业4.0工作组建议在工业4.0平台下成立子工作组,专门处理标准化和参考体系的问题,并给出了该工作组的职权范围和具体任务建议。

(2)管理复杂的系统

产品以及其相关的制造系统变得越来越复杂。这是由于功能的增加、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的结果。建模可以作为一种手段管理这一日益复杂的系统。模型的使用是数字世界的一个重要战略,对于工业4.0来说也是至关重要的。工业4.0工作组建议在工业4.0平台下成立子工作组,专门处理与建模管理复杂系统有关的问题,特别是在制造工程领域。

(3)为工业提供一个全面宽频的基础设施

工业4.0的核心需求是提升现有的通信网络,以提供保证的延迟时间、可靠性、服务质量和通用带宽。为与国家IT峰会在《2011年的数字基础设施年鉴》中提出的建议一致,需要在德国、德国和其制造伙伴国家之间大规模地扩大宽带互联网基础设施建设。高运行可靠性和数据链路可用性是机械工程及自动化工程应用的关键。保证的延迟时间和稳定的连接是关键,因为它们直接影响应用程序的性能。网络运营商应该多做些工作,以满足企业的意愿。

(4)安保是工业4.0成功至关重要的因素

对于生产设施和它们制造的产品来说,安保是其中的两个关键环节。一方面,它们不应对人或环境安全构成危险;另一方面,生产设施和产品,尤其是数据和它们所包含的诀窍,需要加以保护,以防止误操作、未经授权的访问。作为网络安全问题研究的一部分,联邦信息安全办公室(BSI)列出了当前直面工业控制系统(ICS)的十大最严重威胁名单。工业4.0工作团队已与多位专家一起,形成了一份安保方面包含8个优先行动领域:集成的安保战略、架构和标准;产品、工艺和机器身份识别的独特性和安全性;从工业3.0到工业4.0的迁移策略;用户友好的安全解决方案;商业管理方面的安保;安全保护与打击盗版产品;培训和(内部)持续职业发展;工业4.0中数据保护的“社区建设”。

(5)数字化工业时代工作的组织和设计

随着工业4.0实施下开放虚拟工作平台与人机交互系统的广泛使用,员工的角色会发生很大变化。工作内容、工作流程和工作环境会发生转变,同时导致在工作灵活性、工作时间规章、医疗保健、人口学和人们业余生活方面产生影响。因此,为了使未来获得成功的技术集成,需要形成创新的社会组织。在工业4.0时代,工作性质很可能将在管理复杂局面、抽象工作与解决问题方面对所有的劳动力提出更高的要求。在智能工厂时代,采用合适的工作组织和设计模型将是至关重要的,因此,有必要采用一种“社会技术方法”进行工作组织,将持续的职业发展措施和技术及软件架构进行紧密配合,来提供一个单一的、连贯的解决方案,该方案专注于在贯穿整条价值链的员工和/或技术操作系统之间提供智能、合作和自我组织的相互协调机制。

(6)培训和持续的职业发展

工业4.0将导致以劳动员工为本的社会—技术工厂和劳动力体系,继而对职业及学术培训和持续性的职业发展(CPD)带来新的挑战。这些挑战包括扩大至制造工程组件开发者及其使用者。在这一挑战下,德国和国际工业企业与公共机构联合推出了名为“学院立方体”的倡议,目的是应对由工业4.0产生的新的培训形式和内容的需求。自2013年3月起,该项目已提供了工业4.0领域的6个完整课程及12个专项课程。学习内容包括自动化、大数据分析、制造和物流流程以及安全和数据保护等领域。

(7)规章制度

虽然工业4.0没有完全涉足目前未知的监管领域,但它确实显著增加了有关监管问题的复杂性。

与其他的基本技术创新一样,与工业4.0相结合的新制造工艺也将面临着在现有的监管体系下两个相互关联的挑战。一方面,关于新技术的不确定性和数据保护问题的合法性的问题尚未得到明确解决,可能抑制工业4.0被接纳并放缓创新的过程。反过来,新技术和商业模式事实上的影响和变革效应足够大,使得沿袭固有规章制度几乎不可能。因此,技术创新周期短和新技术颠覆性变革可能会导致缓慢的滞后效应风险,即现有规则未能跟上技术变化的步伐。

(8)资源效率

在实施高效的制造工艺时,重要的是不仅要考虑基本功能,还要考虑在动态条件下过程的稳定性,如频繁停止和启动,预防缺陷产品。工业4.0作为一个整体,需要研究如何减少在工业生产过程中能源消耗的办法并加以实施,以及在生产过程中所使用的机械和设备的能源消耗。联合联邦教育与研究部(BMBF)和德国工程联合会(VDMA)“效率工厂”(effizienzfabrik)倡议的成果,可以作为这方面的典范。

(三)英国:着力提升制造业的增加值

2008年国际金融危机后,英国国内生产总值转向负增长,2009年第一季度甚至达到-8.6%。金融危机给英国实体经济带来深重打击,也让英国政府意识到以金融为核心的服务业无法持续保持国际竞争力。因此,英国政府开始重振制造业,提升国际竞争力,意图重现18世纪工业革命时代的辉煌。

1.大力发展高增加值制造业

2010年11月英国政府决定由先进制造开始展开评估工作。同年12月,英国商业、创新与技能部及财政部共同公布“先进制造业成长评估框架”(growth review framework for advanced manufacturing)报告,以及英国制造业整体评估分析报告。该报告中以未来十年英国制造业发展目标为根基,逐步审视英国制造业现有优劣势、成长阻碍、未来潜在优势及政策提案,并接受公开咨询,征求各界意见。在投入方向聚焦上,剑桥大学制造研究所(institute for manufacturing,IfM)在英国技术策略委员会(Technology Strategy Board,TSB)的委托下,针对未来15~20年英国制造业的发展方向与策略进行了为期6个月的研究,并于2012年2月的制造高峰会上公布《英国高值制造的未来展望》(A Landscape for the Future of High Value Manufacturing in the UK)报告,主要提出五大策略主轴,见表9。

表9  英国制造业的未来发展五大策略主轴

策略方向

主要目标

资源效率

考虑既有资源与能源限制下,确保英国制造技术优势

制造系统

创造更有效率与功效的制造体系,提升英国制造技术的全球竞争力

材料整合

透过新材料、涂料、电子零件等新兴制造技术整合,创造更具创意的产品

制造流程

发展出更新、更有弹性、成本效益较高的制造程序

经营模式

打造新兴企业经营模式以提升价值链

资料来源:英国剑桥大学制造研究所,台湾地区工研院产业经济与趋势中心

具体执行方面,英国通过整合研究机构与鼓励产学合作以推动先进制造相关研发与产业发展。

第一,英国工程暨物理科学研究委员会(Engineering and Physical Sciences Research Council,EPSRC)投入经费5100万英镑资助创新制造超精密研究中心(EPSRC Centre for Innovation Manufacturing in Ultra Precision)、创新制造智能自动化研究中心(EPSRC Centre for Innovation Manufacturing in Intelligent Automation)和创新制造先进检测研究中心(EPSRC Centre for Innovation Manufacturing in Advanced Metrology)等9所创新制造相关研究机构,并额外拔款600万英镑资助未来制造业的尖端技术研发。截至2015年初,工程暨物理科学研究委员会旗下已经建立起16个创新制造研究中心,力图通过提高英国在医药、航天航空、汽车制造等支柱产业的研究水平,保持英国在高端制造业技术方面的优势。

第二,由英国TSB负责,未来4年内将投入总额2亿英镑筹建国家级技术与创新中心,使其得以通过与各研究机构进行合作,加速制造相关新兴技术的产业化进程。并委托英国工业联合会(Confederation of British Industry,CBI)制造委员会主席安德鲁·雷诺兹·史密斯(Andrew Reynolds Smith)担任外部评审团主席,从140个申请机构中遴选出罗瑟拉姆(Rotherham)先进制造研究中心、罗瑟拉姆核能先进制造研究中心、考文垂(Coventry)制造技术中心、斯特拉思克莱德(Strathclyde)大学先进成型研究中心、布里斯托尔(Bristol)大学国家复合材料中心、威尔顿和塞奇菲尔德(Wilton&Sedgefield)加工创新中心和沃里克(Warwick)大学华威制造工程组(Warwick Manufacturing Group)共7个研究机构整合为首个英国高值制造技术与创新中心。

第三,为同步推动英国先进制造相关研发与产业发展,英国将扩大制造业咨询服务,提高相关预算达700万英镑,集中专家资源于制造业供应链发展,着重提升整体生产力。另一方面,针对进行创新的业界人士或具潜力的制造相关领域研究人员,最多提供5年的奖学金,以鼓励其从事先进制造研究。

第四,开放知识交流平台,包括知识转化网络、知识转化合作伙伴、特殊兴趣小组等,帮助企业整合最佳创新技术,打造世界一流的产品、过程和服务。

2.英国制造业2050战略

2012年1月英国政府启动了对未来制造业进行预测的战略研究项目。该项目是定位于2050年英国制造业发展的一项长期战略研究,通过分析制造业面临的问题和挑战,提出英国制造业发展与复苏的政策。

2013年10月英国政府科技办公室形成最终报告《制造业的未来:新时代英国面临的机遇与挑战》(The future of manufacturing:a new era of opportunity and challenge for the UK),报告认为制造业并不是传统意义上“制造之后进行销售”,而是“服务+再制造(以生产为中心的价值链)”,主要致力于4个方面:更快速、更敏锐地响应消费者需求;把握新的市场机遇;可持续发展;加大力度培养高素质劳动力。未来英国将在通信、传感器、发光材料、生物技术、绿色技术、大数据、物联网、机器人、增材制造、移动网络等多个技术领域展开布局,进而完善智能制造格局。

报告针对制造业未来的发展趋向,提出英国政府要抓住制造业发展中的新机遇,促进英国经济增长,提高英国公民生活质量,需要在政策方面进行系统化的布局,建议政府特别需要关注三个领域:更加系统而完整地看待制造领域的价值创造;明确制造价值链的具体阶段目标;增强政府长期的政策评估和协调能力。

(四)法国:五大举措助力工业4.0发展

1.“新工业法国”战略

法国政府于2013年9月推出了“新工业法国”战略,旨在通过创新重塑工业实力,使法国处于全球工业竞争力第一梯队。该战略为期十年,主要解决三大问题:能源、数字革命和经济生活。

在战略制定期间,法国国家工业理事会牵头邀请国际咨询公司麦肯锡、法国国内相关行业协会及企业,对各类预选项目从三个角度进行了细致评估,在此基础上梳理出34个项目作为法国工业复兴的支点。这34项计划分别是:可再生能源、百公里油耗2升以内的汽车、充电桩、电池自主自强、无人驾驶汽车、电动飞机和新一代飞行器、重载飞艇、软件和嵌入式系统、全电推进卫星、未来高速铁路、绿色船舶、智能创新纺织技术、现代创新的木材工业、回收和绿色材料、建筑物节能改造、智能电网、智能水管理、生物燃料和绿色化学、医学生物技术、数字化医院、新型医疗卫生设备、安全健康和可持续的创新食品、大数据、云计算、电化教育、电信主权、纳米电子学、物联网、增强现实技术、非接触式服务、超级计算机、机器人、网络安全、未来工厂。

34个优先发展项目确立后,每个项目都指定一名项目带头人,绝大部分都是相关行业组织或行业内领先企业的负责人。带头人负责召集相关从业者和专家制订本项目的开展计划,法国政府部门以及政策性银行等公共机构的人员参与计划制订过程,以便及时在行政手续和融资等事务上提供支持。

时隔不到两年,2015年5月18日,法国政府对“新工业法国”计划进行了大幅调整。“新工业法国Ⅱ”标志着法国“再工业化”开始全面学习德国工业4.0。

此次调整的主要目的在于优化国家层面的总体布局。“新工业法国”计划2013年推出时,提出的34个优化项目,数量过多,在一定程度上导致了核心产业发展动力不足、主攻方向不明确。此次调整后的法国“再工业化”总体布局为“一个核心,九大支点”。一个核心,即“未来工业”,主要内容是实现工业生产向数字制造、智能制造转型,以生产工具的转型升级带动商业模式变革。九大支点,包括大数据经济、环保汽车、新资源开发、现代化物流、新型医药、可持续发展城市、物联网、宽带网络与信息安全、智能电网等,一方面旨在为“未来工业”提供支撑,另一方面同时提升人们日常生活的新质量。

值得注意的是,“新工业法国”战略虽然是由政府提出、政府主导,但是法国政府在顶层设计中很注意理顺国家和市场的关系,力求发挥“有形之手”的引导作用。法国政府在这一轮振兴工业计划中的角色功能有三种:一是规划优先事项,但具体事务由专业人士确定;二是营造良好的经营环境,比如出台税收优惠政策、提高年轻人教育水平、鼓励科研院所开展相关科研;三是提供金融支持,便于企业及时融资。

2.未来工业战略

2015年5月,法国又推出了“未来工业”战略,包含了新型物流、新型能源、可持续发展城市、生态出行和未来交通、未来医疗、数据经济、智慧物体、数字安全和智慧饮食等9个信息化项目,旨在通过信息化改造产业模式,实现再工业化的目标。为了实现这些目标,共推出如下五大发展举措。

(1)促进新兴技术发展

将在“投资未来”基金框架下设立3.5亿欧元的“未来工业”补贴和4.25亿欧元基金支持新兴技术发展,并在各地区为企业提供技术分享和测试平台。目标是在未来3到5年内,在增材制造、物联网和增强现实等领域处于欧洲甚至是世界的领先地位。

(2)加快企业信息化转型升级

将成立未来工业联盟,帮助中小企业实现信息化转型升级。同时,设立两个特殊基金支持企业投资信息化改造,分别是25亿欧元的税收优惠(所有实施信息化改造的企业均可享受)以及21亿欧元的发展贷款(主要针对中小企业的信息化、自动化、工业节能改造)。

(3)加强人才培训

企业员工的专业能力是实现未来工业计划首要条件,因此,法国全国工业委员会推出两大计划加强对企业员工在信息化方面的培训:一是前瞻性计划,即设立未来工业领域的跨学科研究项目,培育研究人员;二是实际操作性计划,即开展有针对性的在职教育和继续教育。

(4)做好宣传推广

为调动全行业积极性,将开展以下计划:一是推出15个“窗口”项目,向全国甚至是全欧洲展示法国在未来工业领域的进展;二是依靠法国商业协会创建未来工业旗舰计划,汇集所有相关企业;三是组织召开未来工业领域的大型国际展会。

(5)开展国际合作

加强与欧洲国家(特别是德国)以及国际上其他国家相关企业的合作。首先是加强在规范和标准方面的合作。未来工业联盟将代表法国业界与欧洲“智能制造”和工业信息化领域的企业建立合作关系,为法国竞标欧盟“地平线2020”计划提供支持,并在欧洲标准制定方面积极发挥作用,为未来工业技术发展打好基础。其次是与德国企业加强技术方面的合作。“未来工业”计划与德国的“工业4.0”计划异曲同工,因此两国企业应在联合项目、试点项目、技术发展等方面具有合作潜力。法国计划于2015年9月建立合作平台,与德国开展合作。

(五)日本:制造业是为国家复兴战略的重要部分

日本的制造业产值占国内生产总值的20%,就业人数占就业总人口的20%,研发费用约有90%投入制造业相关领域,进出口贸易总额的90%是源自制造业。日本经济产业省在2004年推动“产品制造(monotsukuri)[[2]]产业振兴计划”,其所设定的目标是2015年制造业附加价值将较2004年提高25%。从2005年8月起,经济产业省创设产品制造日本大奖,每两年举办一次,目的在鼓励具有卓越技术的现场制造人才,致力于技术的精进与传承。

面对近两年工业4.0的发展势头,日本也积极响应,《2015年日本制造业白皮书》中用近1/4的篇幅对工业4.0进行了分析,认为“如果现在还不行动,在全球占有优势的日本制造业可能会被反超”。2015年7月,三菱电机等约30家日本企业组建称为“产业价值链主导权”(industrial value chain initiative,IVI)的联盟,共同探讨工厂互联的技术标准化,并争取使其成为国际标准。联盟成员包括三菱电机、富士通、日产汽车和松下等日本电子、信息、机械和汽车行业的主要企业。

1.出台产业复兴计划,系列措施重振制造业

2013年6月14日,日本政府正式推出“日本复兴战略”,主推由“三支箭”构成的经济增长战略:一是大胆的金融政策,二是机动性财政政策,三是促进民间投资,以上三项政策同步推进,通过大胆的金融政策和机动性财政政策,恢复并提升民间的投资活力,形成经济增长路线。基于此,“日本复兴战略”中,制定了三项行动计划作为实现增长的具体措施,即日本产业复兴计划、培育战略市场计划、国际化战略。

其中,“日本产业复兴计划”旨在让制造业复苏,并使其在全球竞争中胜出,培育高附加的服务产业;让企业经营更加灵活,让个人能够发挥更大的作用。其内容涉及以促进民间投资为中心的紧急结构改革、雇佣制度改革和人力资本培育,推进以争夺科技制高点为目标的科学技术创新,建设世界最高水平的信息社会,打造最有利于竞争的事业环境和实行中小企业、小规模事业者的革新等六大项行动计划,并且分别设有具体的措施和主要成果目标。随后的一年多时间里,安倍内阁又围绕这一复兴战略多次进行讨论与修订,并相继出台了一系列关联措施。

日本促进制造业发展的措施主要包括5个方面:运用减税、租赁补贴等手段促进企业设备投资;对企业技术开发进行减税;在附加制造技术领域设立国家项目进行技术攻关;支持战略新兴产业的研发投资和产业化;构建共性技术开发与应用平台以促进新技术普及,见表10。

(1)运用减税、租赁补贴等手段促进企业设备投资

日本2014年制定了企业设备投资减税政策,计划在3年内将设备投资水平从2012年的约63万亿日元提高10%。日本还针对中小企业实施了更优惠的减税政策,当中小企业购买机械装置器具(电子计算机、数字复合机械、实验及检测设备)、工具(测定及检查工具)、程序及软件、载货汽车等设备时,可以按照其价格的30%计入特别折旧,也可按其价格的7%减免法人税。日本还制定了先进设备租赁补助政策,当企业与设备出租企业签订租赁合同时,政府的基金会与设备出租企业也签订“先进设备租赁援助合同”,约定政府在租赁期满并且该设备出售时给出租企业一定的补助。

(2)对企业技术开发进行减税

目前日本实施的减税措施主要有两个:一是“研究开发费总额减税制度”,根据企业研究开发费占销售额的比率,减免8%~10%的法人税,减税额最高不超过法人税的30%;二是“中小企业基础技术强化税制”,对于中小企业的研究开发费用,设定了减免其相当于费用12%的法人税的规定,最高减税额为当期法人税的30%。

(3)在附加制造技术领域设立国家项目进行技术攻关

日本在2013年6月颁布的“日本复兴战略”中规划了3D打印机研究开发国家项目,出台了对3D打印机等先进技术的投资减税政策。同年5月,经济产业省启动了超精密3D造型系统技术开发项目,总预算为30亿日元,计划到2017年开发出速度快10倍、精度高5倍、价格只有目前市场所售设备1/10(每台2000万日元以下)的设备,以此促进3D打印机在高难度铸造行业的普及。2014年经济产业省仍把3D打印机列为优先政策扶持对象,投资45亿日元实施以3D打印技术为核心的产品制造革命项目,旨在开发出世界最高水平的金属粉末造形用3D打印机。

除了大规模投资之外,日本还抓紧研究与制定与附加制造技术相关的法律标准,2014年日本政府在预算中增加了30亿日元,用于在各地公共实验基地、技术中心以及高等专科学校添置或更新3D数字制造设备。此外还决定在2013年至2014年,对一部分大学购买3D打印机提供补助金,补助金额为购买费用的2/3,并计划在2015年将补助对象扩展到初高中。

(4)支持战略新兴产业的研发、投资和产业化

日本把健康医疗、环境与能源、新一代基础设施、农林水产设定为战略领域,在此基础上,经济产业省选定了机器人、新一代汽车、飞机、碳纤维、诱导多功能干细胞(iPS细胞)再生医疗、生化医药和新化学产业7个重点领域,调动财政、科研及制度变革等政策手段,重点促进这些领域的研发、投资以及产业化。

(5)构建共性技术开发与应用平台以促进新技术普及

2014年日本不仅投入145.5亿日元用于研究全新的能源、材料等技术,而且还大规模投资、促进研究成果被社会共享以及与社会需求相结合。如投入18亿日元建设纳米技术平台,把有最先进设备和使用经验的研究机构连接起来,为企业、大学以及研究机构研究提供设备和技术支援。在基础共性技术开发方面,日本近年致力于构建技术开发与应用平台以促进新技术的普及,如集中日本国内300家以上企业的技术,开发出了世界最先进的X线自由电子激光装置。

表10  日本促进附加制造技术发展的政策措施

政策措施

手段

内容

“生产率提高设备投资促进税制“(2014年初出台

减税

如果企业对A类型设备(先进设备)、B类型设备(生产线以及作业系统的升级提高)进行投资,可当期折旧或减税5%。适用期为2014年1月20日至2016年3月末,3D打印机等附加制造技术设备属于A类型设备

超精密3D造型系统技术开发项目

开发投资

到2017年开发出速度比目前市场销售同类设备快10倍、精度高5倍、价格只有1/10(一台售价2000万日元一下)的超精密3D打印机,促进3D打印机在高难度铸造行业的普及。总预算投资30亿日元。采取合作开发形式,共有12家大学,研究机构、企业参加

“以3D造型技术为核心的产业制造革命项目”(2014年1月启动)

开发投资

开发世界最高水平的金属粉末造型用3D打印机。总投资预算为45亿日元,采取合作开发方式

“新制造研究会”(2013年10月15日至2014年2月25日)

政策研究

由经济产业省牵头,组建由大学、研究机构、附加制造技术相关企业、律师事务所等专家学者组成的研讨会,定期讨论附加制造技术的发展问题,为制定相关政策提供参考

技术地图修订(2013年完成)

政策服务

对与附加制造技术相关的设计、制造、加工领域的技术地图进行了修订

数据保护法、专利许可制度、消费安全保护法的修订(2013年启动)

政策服务

为形成开发网络,促进附加制造技术应用创造环境

3D打印机的应用推广(2014年启动)

补助金

在公共实验基地,技术中心及高等专科学校添置或更新3D数字制造设备,总预算为30亿日元

3D打印机人才培养(2013年启动)

补助金

2013—2014年,对一部分大学购买3D打印机提供补助金,金额为购买费用的2/3.2015年该政策受益范围扩大到初、高中

附加制造人才培养

修制调整

在专科学校、大学新设“信息与制造”、“设计与制造技术”专业

资料来源:《日本促进制造业发展的动因、措施及启示》,刘湘丽

2.颁布机器人新战略,发力智能制造

日本是机器人强国,这是其在第四次工业革命发展进程中的优势。日本政府于2015年1月23日公布了《机器人新战略》。该战略对日本机器人产业的发展提出了如下三大战略目标和六大重要举措。

(1)三大战略目标

一是使日本成为世界机器人创新基地。彻底巩固机器人产业的培育能力。增加产、学、官合作,增加用户与厂商的对接机会,诱发创新,同时推进人才培养、下一代技术研发、开展国际标准化等工作。

二是日本的机器人应用广度世界第一。为了在制造、服务、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设、农业等领域广泛使用机器人,在战略性推进机器人开发与应用的同时,要打造应用机器人所需的环境。

三是日本迈向领先世界的机器人新时代。物联网时代,数据的高级应用,形成了数据驱动型社会。所有物体都将通过网络互联,日常生活中将产生海量数据。到2020年的5年间,要最大限度应用各种政策,扩大机器人研发投资,推进1000亿日元规模的机器人扶持项目。

(2)六大重要举措

一是一体化推进创新环境建设。成立机器人革命促进会,负责产学政合作以及用户与厂商的对接、相关信息的采集与发布;起草日美自然灾害应对机器人共同开发的国际合作方案和国际标准化战略;制定管理制度改革提案和数据安全规则。同时,建设各种前沿机器人技术的实验环境,为未来形成创新基地创造条件;与日本科技创新推进小组合作制定科技创新整体战略。

二是加强人才队伍建设。通过系统集成商牵头运作实际项目和运用职业培训、职业资格制度来培育机器人系统集成、软件等技术人才;加大培养机器人生产线设计和应用人才;立足于中长期视角,制定大学和研究机构相关人才的培育;通过初、中等教育以及科技馆等社会设施,广泛普及机器人知识,让人们学会在日常生活中如何与机器人相处,理解机器人的工作原理,形成与机器人共同工作和生活的机器人文化。

三是关注下一代技术和标准。推进人工智能、模式识别、机构、驱动、控制、操作系统和中间件等方面的下一代技术研发,同时还要关注没有被现有机器人技术体系所纳入的领域中的创新;争取国际标准,并以此为依据来推进技术的实用化。

四是制定机器人应用领域的战略规划。制定到2020年制造业、服务业、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设和农业等机器人应用领域未来5年的发展重点和目标,并逐项落实。此外,还有很多潜在的机器人应用领域,如娱乐和宇航领域等,未来也要制定相关行动计划。

五是推进机器人的应用。①以系统集成为主,推进机器人的安装应用。②鼓励各类企业参与,除了现有机器人厂商,中小企业、高科技企业和信息技术企业都可参与到机器人产业之中。③机器人被广泛应用于社会的管理制度改革,机器人革命促进会与日本制度改革推进小组合作制定人类与机器人协同工作所需的新规则。

六是确定数据驱动型社会的竞争策略。未来机器人将成为获取数据的关键设备,实现日本机器人随处可见,搭建从现实社会获取数据的平台,使日本获取大数据时代的全球化竞争优势。

2015年5月,日本机器人革命促进会正式成立,标志着“日本机器人新战略”已迈出了第一步。2015年7月15日,“物联网升级制造模式工作组”召开了第一次大会。

 

 






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