第一部分 学术动态篇
第1章 政府政策及研究机构报告解析
中国经济发展进入新常态，正从高速增长转向中高速增长，从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长，从要素投资驱动转向创新驱动，呈现速度变化、结构优化、动力转换三大特点。在这种背景下，研究美国、德国和日本等制造业大国的制造业发展政策或报告，对适应新常态下中国制造业结构调整、产业升级具有重要的借鉴意义。为此，我们对美国《国家制造业创新网络计划》、德国的《保障德国制造业未来：关于实施工业4.0战略建议》（以下简称工业4.0战略）和日本的《2015年版制造白皮书》展开分析。
1.1 美国《国家制造业创新网络计划》
2008年美国次贷危机爆发后，美国重新认识制造业价值，《制造业促进法案》《如何捍卫美国在先进制造业的地位》《先进制造业的国家战略计划》等一系列法案和报告相继颁布或提出。这些法案和报告为美国《国家制造业创新网络计划》的产生奠定了基础。下面从该计划的提出、构成和特点对美国《国家制造业创新网络计划》进行梳理和分析。
1.1.1 美国《国家制造业创新网络计划》的提出
20世纪50年代初，美国制造业增加值曾一度占世界制造业总和的40%。然而60年代开始，伴随着全球产业转移的大趋势，美国开始了“去工业化”进程。80年代，美国转向了以服务业为主的产业结构，制造业空心化日益凸显，市场开始以虚拟经济为主导，而作为实体经济的制造业占全球制造业的份额则日趋下降。以1990年为例，美国制造业占世界制造业总和的份额下降至21.5%。2008年全球金融危机后，美国制造业份额跌破20%，2010年仅为19.4%，低于同期中国制造业的19.8%。
2008年全球金融危机后，美国开始重新认识制造业价值，强调美国经济要转向可持续的增长模式，即出口推动型增长和制造业增长，让美国回归实体经济。2010年8月11日，奥巴马签署了《制造业促进法案》，美国“再工业化”战略正式开启。
2011年6月1号，国家科学和技术委员会（NSTC）给奥巴马政府提交了一份《如何捍卫美国在先进制造业的地位》的报告，明确提出传统的制造业已经不适合美国，就如何振兴国家在先进制造业中的地位，提出了一些策略和具体建议。[1]
2012年2月1号，美国科学技术委员会提出了《先进制造业的国家战略计划》，首次将先进制造业提升至国家级的战略水平，强调先进制造对美国的经济实力和国家安全至关重要，特别是研发和国内商品的技术创新发展之间的脱节。同年3月，针对《先进制造业的国家战略计划》，美国总统奥巴马提出创建国家制造业创新网络计划（National Network of Manufacturing Innovation, NNMI），通过建立研究所，将大学和企业组织联合，建立新的研究机构，帮助消除本土研发活动和制造技术创新发展之间的割裂。
2013年1月，《国家制造业创新网络：一个初步的设计》规划蓝图最终确立。明确NNMI由多个具有共同目标、相互关联但又各有侧重的制造业创新研究院（IMIS）组成，准备投入10亿美元在全国各地建立15个制造业创新研究院，并希望在未来十年创建45个制造业创新研究所。
2014年12月，奥巴马批准国会通过了《2014振兴制造业和创新法案》，该法案支持奥巴马构建国家制造业创新网络计划，并且要求商务部国家标准与技术研究院设立“国家制造业创新网络项目办公室”，监督“国家制造业创新网络计划”的规划、管理和协调；争取联邦政府部门和机构的支持；制定并定期更新战略规划；制定相应的程序和标准，扩大与联邦政府部门和机构在项目与活动上的协作；建立公开信息的发布平台；担任创新机构的召集人等。
1.1.2 美国《国家制造业创新网络计划》的构成
美国《国家制造业创新网络计划》主要由国家创新研究院（IMIS）和网络间的协调两大部分组成。其中，国家创新研究院的总体工作重点是通过合作集成能力，提高制造业应对跨领域的挑战的能力，解决方案要能保持或扩大美国国内的工业生产。其业务范围是加强对在创新开始阶段（发现或发明）与商业化前期阶段之间的研发活动的支持。此外，还对国家创新研究院的资金、收入和可持续发展、成员和合作伙伴等六个方面做了说明。
（1）资金、收入和可持续发展。原则上，每个制造业创新研究所获得的联邦政府资助为7000万美元至1.2亿美元。非联邦政府与联邦政府投资的比重将大于1:1。在创新研究所建立之初，联邦政府的资金投入最大；2—3年后，联邦政府资金投入将不断减少。主要由研究机构、企业等私人部门来提供；5—7年后，每个研究院根据资金来源制定一套自我维持计划，灵活地从诸如会员费、服务费活动、合同研究、产品试制等各种来源获得可持续收入，逐步实现自负盈亏。为鼓励可持续发展，用于研究所项目的联邦补助资金将有一部分被授予在竞争项目上。竞争项目奖主要基于技术的质量、研究所之前的表现和所参与活动的强度。
（2）成员和合作伙伴。制造业创新研究所奉行开放创新和合作的理念，其成员和合作伙伴将包括制造业企业、研究型大学、社区研究院、研究机构、国家实验室、政府机构、职业和技术培训机构、工会、职业协会和产业协会、非营利机构乃至普通大众。创新研究所由独立的美国非营利机构领导，它应能够带领成员研发产业技术，培养劳动力，并建设基础设施。
（3）支持中小企业。美国国家制造业创新网络的一个重要目标就是支持国内中小企业创建、发展和扩张。制造业创新研究所将采取多种途径帮助中小企业应对挑战。它可以提供技术趋势信息和先进技术，推动工艺创新和开发；可以提供共享设施和专门设备加快产品设计、样品制造和测试等，它还应促进新企业创建。
（4）治理模式。制造业创新研究所应有充分的自治权、独立的董事会，董事会应以产业代表为主。在联合治理模式下，政产学研各方利益均应得到保障。
（5）遴选过程。由美国商务部发起成立的先进制造业国家计划办公室统筹管理。办公室成员包括美国商务部、国防部、能源部、航空航天局、国家科学基金会的成员以及制造企业和大学的代表。具体做法是采取公开和竞争性的招标方式，由跨部门技术专家组成的评审小组对提议中的创新研究所进行竞争力评估。评选标准既考虑美国的产业发展需要和对提高美国产业竞争力的意义，也考虑创新研究所的联合投资和财务的可持续性以及中小企业的参与程度。
（6）联邦政府的经费支出。资金拨付进度将根据每个IMIS的性质和项目进行。联邦政府的资金一般用在第一年设备等项目的基础启动上，其中非联邦政府资助也在早期的基础设备和建设等方面提供很大支持。随着研究所的成熟，它开始吸纳更多的运营资本。政府补助资金的延续取决于年度报告的完成，并且成功完成下列指标中的一项：合作投资、会员、设施利用率、项目组合、成功案例、技术商业化或以其他基准所做的评估等，预计第一个评审将在第三年开始。到第四年，联邦政府的补助开始转为竞争性项目资助。竞争性的项目资助金额达到总金额的25%。但是项目数量相对较少，平均每个研究院有2—3个项目，但是每个项目资助金额将达到200万—300万美元。
1.1.3 美国《国家制造业创新网络计划》的五大特点
（1）加强顶层设计，规划市场资源。NNMI计划和IMIS的建设是由政府商务部负责落实相关政策，国防部、能源部等部门为其创造条件，再由大学和企业负责参与执行的一个“全政府响应”行动。在这个行动中，政府负责整合各方力量参与到制造业中，体现了国家政府的强大意志和目标。
（2）整合产学研究，发展制造业创新联盟。美国创新网络计划的一个重要特征就是建立IMI，将大学研究和企业生产结合起来，加快技术创新的成果化。从美国已建成的IMI来看，一方面，打造自身产业创新基础设施；另一方面，与企业、研究型大学、社区研究院、非营利机构和实验室结成广泛的创新联盟，带动非联邦及私营部门的大量研发投资。
（3）调动中小型企业活力，建立良好创新氛围。中小企业在科技创新中发挥着重要作用，美国创新网络计划强调中小型企业的重要性，给予充分的帮助，积极调动中小企业活力。
（4）注重创新人才，加强基础设施建设。相比传统制造业，先进制造业的发展速度更依赖创新型人才资源和现代化基础设施水平，美国制造业创新网络始终强调发挥“教学工厂”和人才培养的作用。
（5）摒弃单一模式，拓展研发市场。随着国际市场上高新技术生命周期的逐渐缩短，越来越多的制造业跨国公司为降低研发的风险而寻求全球合作。美国实施创新网络计划的目的在于未来不仅仅占据其他国家的产品市场，而且试图向其他国家拓展其研发市场，加强研发的全球性合作来提升技术产品的竞争力。
1.2 德国《关于实施工业4.0战略建议》
德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一。然而进入后危机时代，德国制造业出口出现下滑，制造业占世界制造业的比重下降。与此同时，英国、意大利、法国等很多欧盟国家都注重工业发展以达到2010年欧盟提出的“欧洲2020战略”中的目标，很多欧盟之外的发达国家都积极推进“再工业化”战略，并在机械制造业、电气工程领域、自动化及信息通信技术方面等很多智能科技领域加大了技术研发，颁布了激励政策，扩大了市场份额。感受到来自全球的竞争压力，2013年德国正式推出《保障德国制造业未来：关于实施工业4.0战略建议》，避免在全球化竞争中落后于其他国家。
1.2.1 德国工业4.0战略的提出
进入21世纪，德国经济增长缓慢，2003年经济增长率出现10年来的首次负增长，经济的持续不景气造成了失业率的居高不下。针对国内工业、经济现状及发展需求，德国先后发布了《2006高科技战略》（2006年制定）和《2020高科技战略》（2010年制定），致力于促进科技创新、推动科研界与政府和经济界的紧密合作，将科研成果尽快转化为经济效益等方面的工作。
《2006高科技战略》提出的主要措施有：提高国家科研投入，追加60亿欧元研发预算；设立高科技创业基金用于高科技新兴产业的创业投资，为创业企业的管理、技术、融资环境等方面提供帮助；确定了包括信息技术、生物技术、纳米技术和航天技术以及与此相关的医疗卫生、能源、安全和环境在内的25个重点科研领域和项目，并且加大资金投入以达到提升德国作为全球重要研发基地的国际吸引力，提高研发体系的效率，加快科研成果向生产实践的转化之目的，项目参与方主要包括高校、校外研究机构和企业尤其是具有创造力的中小企业；激励中小企业科技创新等。
2010年7月，德国联邦教研部提出了德国《2020高科技战略》，基于德国高科技战略的成功模式，强调聚焦于全球挑战、着眼未来和面向欧洲等战略新重点，提出了气候与能源、健康与营养、物流、安全和通信等国家需求领域发展的思路和建议。此战略以创新和研发为重点，确定了集挑战性、创新性、开创性为一体的满足国家需求的未来项目课题范围，并将创新研发的一系列关键技术与整个欧洲共同分享，以共同应付全球挑战，引领全球科技，建立卓越的“欧洲尖端集群”。
《2006高科技战略》的公布拉开了德国工业4.0的序幕，《2020高科技战略》的提出则表明工业4.0的概念正逐渐以完备的体系和规划进入人们视线。这两个高技术战略的实施，为《保障德国制造业未来：关于实施工业4.0战略建议》的提出奠定了基础。2013年4月，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联合建议下，《保障德国制造业未来：关于实施工业4.0战略建议》颁布。
1.2.2 德国工业4.0战略的两大亮点
德国工业4.0的核心理念是虚拟网络与实体物理的融合，即通过制造业的自动化、智能化、网络化、定制化和节能化，将人、物体与系统紧密结合，实现成本、资源消耗等多个维度的优化。为推进虚拟+实体的融合，工业4.0提出两大主题、三大集成、三大转变以及八大计划：两大主题是指智能工厂与智能生产；三大集成包括企业在价值链上的横向集成、制造系统网络化的纵向集成与生产过程的端对端集成；三大转变则强调生产分散化、产品定制化与客户全程参与的转变性；八大计划从标准化、安全与保障、培训和职业发展、资源利用体系等几个方面论述德国的工业4.0战略计划。
（1）虚拟网络与实体物理的融合是工业4.0的核心理念。在虚拟网络与实体物理融合的理念下，德国工业4.0具备以下五个主要特征：①以标准化为先导，推进不同公司间的网络连接和集成。工业4.0要求人、机器、资源互联互通，在此框架内，公司机械和设备制造、应用软件需要进行信息交换、处理和维护，建立标准化的体系有助于各系统之间的智能连接。②以数据和信息的安全为前提，保护智能系统的成功运营。信息和数据的安全对于智能制造系统至关重要，对于信息和数据的保护可以防止其滥用或者未经授权的获取，避免知识产权的纠纷。③以培训与专业的持续发展为基石，提升劳动力或人才的技能。工业4.0强调终身学习、以工作场所为基础的专业持续性发展计划的实施，使得工人即使在年龄较大、老龄化比较严重的情况下，仍然能够通过适当地培训而工作。④以协作工作方式为依托，释放员工及用户的潜能。在智能化、网络化的世界里，一方面，员工将拥有高度的管理自主权，通过虚拟或移动的方式参与工作；另一方面，由于工业4.0强调用户的需求，用户也可以通过广泛、实时地参与生产、价值创造过程，产品也更个性化。⑤以环境与资源安全供应为制约条件，提高资源环境利用效率。智能化与网络化可能带来资源投入的节约，但是考虑到原材料和能源投入可能影响环境与安全供给，因此智能化工厂需要权衡额外投入与虚拟+实体的融合带来的资源节约潜力。
（2）串联式发展是工业4.0战略的显性特征。德国是制造业强国，其工业4.0的战略制定与中国当前所强调的信息化与工业化的融合本质相同，均强调产业的智能化、网络化与节能化的新型制造模式，不过从制造业的产业基础等方面来看，德国与中国存在显著的差异：一是德国制造已经具备了一定的研发、产品品牌优势，其研发投入已超过很多老牌工业强国；二是德国制造业已经走了工业3.0的道路，而中国当前产业发展阶段处在2.0与3.0并行阶段；三是中国制造业的自主创新能力不足，存在大量的处于国际价值链中低端的传统产业，且产品的原材料与能源投入效率低下，因而在发展战略新兴产业的同时，需要对传统产业升级改造；四是中国在部分新兴产业与传统产业均面临产能过剩的问题，如何利用创新驱动、市场扩张来消化产能成为产业亟待解决的问题之一，而德国制造业的强大竞争力却使得其在应对产能过剩问题方面从容不迫。以上几点决定了德国制造业走的是串联式发展道路，即基本完成工业3.0后，制定并实施工业4.0。
1.2.3 借鉴工业4.0破解中国制造业的困局
中国制造业的自主创新能力不足、产能过剩等问题的解决需要借鉴德国工业4.0的经验，政策应着力于：
（1）利用开放的市场推进技术标准体系建设。政府应鼓励行业、企业、科研院所积极参与国际技术标准的制定，并行推进研发与技术标准；与此同时，应强调技术标准能够体现网络化、智能化、绿色化等虚拟+实体融合特征，技术的标准侧重于共性技术与模块接口。
（2）促进虚拟+实体的融合消化过剩产能。消化产能方面，除了制定技术标准来设定企业进入退出门槛以外，还应利用虚拟+实体融合的契机来改造传统产业，提升战略新兴产业的创新驱动力，进而提高原材料与能源的投入产出效率。与此同时，从需求这一端来看，政府需重视释放市场潜力方面的战略制定。
（3）借助终身学习与培训制度提升员工技能。建立终身学习及培训制度，在专业的持续发展中提升员工技能，应对由于虚拟+实体的融合所带来的技能新要求。终身学习与培训制度的另一个好处是提升老人与妇女的就业能力，在一定程度上有助于减轻中国老龄化带来的危害。
（4）构建员工、用户协同工作方式提高生产的积极性。积极利用虚拟+实体融合来搭建员工、用户协同工作方式，通过端对端集成使大规模定制成为可能，使个性化的需求成为可能，也使员工因为工作环境的变化而更有生产管理的自主权，更有动力参与企业的生产。
（5）强化信息与数据的安全管理来保护知识产权。对制造业重点领域、关键技术必须加强信息和数据安全保护的投资力度，部署统一的安全保障架构，制定数据保护和网络安全的法规，并完善安全标准、示范合同、公司协议等自我监管措施。
1.3 日本《2015年版制造白皮书》
日本作为亚洲经济发展水平较高的国家，国土面积、自然资源有限，但依赖原料进口的工业却发展成为其经济支柱，其高效的管理也享誉世界。日本制造业约占国内生产总值的20%，高于美、英、法等其他发达国家。因此，日本制造业对其他产业的辐射效果非常广泛，可以带动多个产业的发展。但是，由于日本制造业目前面临一线制造技术人才短缺和信息技术渗透缓慢的问题，加上日元长期升值，大批制造业企业向海外转移，导致国内制造业占国内生产总值的比率严重下降。据统计，日本制造业从业人员已经从2005年的1500万人降至2014年的1000万人。
为促进制造业恢复，日本特别重视产业政策，战后的《倍增计划》等对日本经济腾飞起了很大的促进作用，《e-JAPAN》等战略对电子信息产业发展起到了很大的促进作用。近年来为了提升制造业的竞争力，出台了一系列产业政策，比如，2014年公布了《3D打印制造革命计划（2014—2019）》、《新策略性工业基础技术升级支援计划》《机器人开发五年计划（2015—2019）》等。2015年6月9日，日本经济产业省公布了《2015年版制造白皮书》（以下简称“白皮书”）。
1.3.1 《2015年版制造白皮书》解析
《2015年版制造白皮书》从三大方面对日本的制造业做了剖析：
（1）日本制造业的不足之处。①日本制造业企业对进一步发展数字化持消极态度，在软件技术和IT人才培养方面表现尤为明显。白皮书称：“相对于德国和美国的制造业变革，日本企业现在还没有表现出重视软件的姿态。”白皮书提到，到工业4.0式生产系统确立之时，“如果思路还停留在目前日式生产系统的延长线上，日本制造业可能会远远落在后面”。②日本制造业企业之间的合作不充分，严重阻碍了跨越企业和行业的横向合作。比如说，工厂使用的制造设备的通信标准繁多，许多标准并存，没有得到统一。
（2）教育和研发是日本制造业发展的基石。①支持各类学校在提高人力资源素质方面的努力。工程类大学向制造业部门提供专业的工程学知识，技术学院提供帮助工人丰富工作经验的培训，中等专业学校培养具有专业技能的工作人员，技术学校负责制造业企业的培训工作。日本文部科学省还组织了旨在提高人力资源素质的国外合作项目等措施。②提供良好的工作环境，促进制造业发展。除了制定一系列措施促进人力资源发展外，日本还通过完善基础设施为科研工作提供良好的工作条件，例如提供先进的科研设备和高水平的教师队伍促进科学和教学教育水平的提高。同时，日本政府通过帮助女性研究人员解决生育、照顾儿童和老人等问题来促进女性研究人员参与到科研工作当中，从而提高整体的科研水平。除了这些措施，日本政府还在努力创造一个重视制造业的氛围，通过对制造业从业人员重新学习进行补贴，提高他们学习新知识新技能的积极性。博物馆通过免费开放的方式增加人们对制造业的兴趣，甚至对下一代人都开始宣传制造业对日本的重要性。③促进研发，提高制造业竞争力。通过共享大规模设备的使用，例如同步辐射设备、自由电子镭射设备、大规模质子加速器和高性能计算机，来促进核心技术的研究开发。同时，政府通过建立创新平台推动具有较高风险的研发工作的开展，通过这种分散风险的方式促进企业投入更多人力、物力进行研发工作。
（3）积极推动“下一代制造”。随着德国工业4.0概念的不断推广，日本与其他亚洲国家一样意识到全球制造业正在面临深刻的变革。因此，日本也提出了类似德国工业4.0的“下一代制造”的政策，旨在提高日本制造业在全球的竞争力。该政策的核心是利用大数据、物联网和软件等技术促进信息交流，将信息技术推广到制造业企业，充分促进企业间的合作。为了实现“下一代制造”，日本制造业白皮书明确相关政策：①实现人与数据的充分交流，推动混合生产线发展。所谓的混合生产线是指从产品的装配、检测和包装能够在一条生产线上完成的生产方式，这一方式要求精准的流程控制，这正是日本制造业的强项，但是精准控制的过程要求人与数据能够形成一个良性的互动，同时借助物联网技术的支持。②鼓励制造业相关软件发展。实现前面提到的混合生产线和物联网的广泛应用，软件支持是必不可少的，但日本的软件开发领域一直与美国、印度等软件开发大国存在差距，这极大地制约了日本制造业特别是机器人等智能产业的发展，因此日本提出了促进制造业软件发展的政策。③建立一个基于制造业企业、科研机构和政府的国际合作计划。日本制造业正在寻求与国际更广泛的合作，同时国内加大促进科研机构和制造业企业的合作力度。此外，“下一代制造”的相关政策中还明确了政府的职责，要求政府在促进企业与科研机构和国外企业合作方面发挥积极作用。
（4）母体机能。在企业向海外转移生产的同时，确保母体机能留存在日本国内。母体机能是指日本独特的经营方式、技术开发机制和人才培训体制等。新措施希望将日本企业的海外生产体制和国内的母体机能结合起来，维持日本制造业的活力。
1.3.2 由《2015年版制造白皮书》解读日本制造业的特点
总体来看，日本制造业仍然具有非常高的国际竞争力，联合国工业发展组织（UNIDO）认为日本是最具有制造业竞争力的国家。日本《2015年版制造白皮书》体现了日本居安思危的精神。从政策内容看，与德国4.0、中国2025相比较，日本制造业政策具有两大特点：
（1）更加重视研发和技能人才的培养。相比较中国，日本制造业更加重视研发和人才培养。日本与德国的制造业更加强调柔性生产和个性化制造，而中国的竞争优势在于大规模生产，是智能制造和大规模生产能力的结合，这是两国的比较优势决定的。
（2）重视产业之间的协调。中国制造2025重视关键技术和制高点的突破，较少关注整体生产效率提高的重要性，也对传统产业改造提升重视不足。日本积极推动制造业中不同行业的融合，比如汽车与电子、建筑与机器人、能源与信息等。日本政府计划成立“不同行业交流合作会议”，邀请专家学者和制造业领军人物参加，共同探讨不同制造业行业相互融合渗透的可能性，通过行业融合，产生新的产业和市场。
参考文献
撰稿：余菜花 张慧明 孟祺
统稿：李廉水 巩在武 季良玉