中国制造业出路:以战略性思维构建升级图景

2019-07-16 10:55

  一场以智能制造为核心的产业剧变正在席卷全球。3D打印、工业机器人、物联网、(服)务联网、智能工厂接踵而来;各主要工业国纷纷投身这场创意大赛,第三次工业革命、先进制造业国家战略、工业4.0等概念层出不穷。

  面对这一形势,中国政府也在今年上半年吹响了中国工业的迎战集结号:5月8日,作为中国制造强国建设战略的第一个纲领性文献,《中国制造2025》正式发布;一个多月之后,由马凯副总理任组长的国家制造强国建设领导小组宣告成立。

  在此前后,围绕着中国工业升级,出现了很多不同的声音。比如,中国是不是应该像西方那样经历一个大规模机器换人的过程?与发达国家相比,中国的工业竞争力究竟如何?我们应该如何认识这种差异?又应该如何认识今天中国工业体系中巨大的存量?这些存量能否有益于中国的工业升级、抑或它们仅仅是产业升级的革命对象(如政策语言中时常出现的化解产能过剩矛盾)?实现存量升级的关键环节和微观基础是什么?应该如何看待和扬弃过去30多年的工业与技术政策?要想做好中国工业升级的这篇大文章,上述问题都是不容回避的。

  本文尝试部分地回答上述问题。本文的基本出发点是:中国工业的这次转型升级不仅与西方发达国家不同,也在很大程度上区别于我们以往的历次转型尝试。与西方相比,中国的工业升级是工业3.0、工业4.0、乃至部分行业的工业2.0同步进行,这种复杂性是中国工业升级区别于发达国家的本质特征。

  与此同时,面向智能制造的产业升级不再是某项单一技术、甚至某个产业的升级,而是以新的运行方式和更紧密的产业互动重塑整个工业体系。因此,这次转型升级不再只是引进几条生产线、或是新一代产品设计这么简单;它对于从系统层次把握工业全局(即顶层设计)的能力提出了更高的要求。这种根本变化要求我们改变工业与技术政策的惯性思维。

  1、跟随模式已经不再适应中国工业升级的需要

  《中国制造2025》将中国制造当前的主要问题概括为大而不强。这里涉及一个根本问题,什么是强?我们如何定义强?《中国制造2025》对这一问题的回答是世界先进水平。在明确了强的标准之后,才有了由大变强的一系列任务清单,如确定若干制造业主要指标、瞄准十大重点领域突破发展,等等。

  对于中国这样的后进国家来说,将先进国家的已有技术(西方先进水平)作为早期的追赶目标几乎是必由之路。这种追踪模仿对追赶者学习和掌握技术知识非常重要,并往往扮演着敲门砖的角色。

  但是,落后和差距的刺激也容易使追赶者走向极端:将西方发达国家现有的产业门类(分工)和技术性能作为唯一的发展方向甚至固定靶,并因此将缩小(产能与技术)差距视为发展的首要任务和努力方向,最终形成了工业与技术政策上的跟随模式。

  20世纪80年代以来,中国选择了一条先行建设生产能力(初期以进口生产线为主,随后外资企业渐成主力,但高端机电设备进口有增无减)、事后弥补技术短板的产业发展道路。在此过程中,引进消化吸收、特别是(关键)零部件国产化被视为弥补技术短板、缩小技术差距的中心环节:沿着通过引进技术建成的产业链,识别出那些限制中国企业获得更高附加值的核心技术然后由各部委分别支持对这些技术的攻关(国产化)。

  这些攻关努力取得了许多成就,使中国工业在许多核心技术点上实现了突破,但也面临着严峻的挑战。国产化(攻关)的一个前提条件是引进技术保持长期成熟稳定即产品/系统结构不会在短期内发生颠覆性变化。

  然而,随着信息与通信技术(ICT)的快速发展、电子控制和计算机辅助技术在传统工业中的领地不断扩张,一些传统产业甚至在新技术推动下发展出全新的技术轨道电视机工业从CRT技术向平板显示技术的转向是其中的典型。

  这些变化要么使得新兴技术与产品的国产化还没完成,引进技术就已经过时了;要么使中国工业在旧的技术轨道上积累的核心技术一夜报废。这些都使引进--落后--再引进逐渐常态化;而当我们打算事后弥补核心技术短板的时候,却发现高端产业、核心技术领域的门槛越来越高,攻克难度越来越大。

  随着历史欠账的积累,中国那些采取跟随模式的行业不得不长期处于全球价值链的底层,并自觉隔离于产业核心技术和底层关键技术之外:光伏等战略性新兴产业的快上快烂、暴生暴死充分证明了这一点,因信息安全问题而备受关注的IT工业更是其中的典型。

  其实,在国际产业竞争中,因为跟随模式而栽跟头的国家和产业并不少见。这里仅举两个例子。

  一个是日本的第五代计算机计划。1982年,为了挑战美国的霸主地位,通产省参照IBM大型计算机的思路框架,组织富士通、日立等9家大公司共同开发具有人工智能的计算机系统。这个计划历时10年而最终失败,其根本原因在于90年代初PC的出现和网络技术的成熟,使大型机丧失了份额最大的大众市场,第五代计算机的意义也因此大不如前。

  另一个例子是欧美各国对日本汽车产业的盲目追捧:在以丰田制为先进模板、自我革命了20年之后,欧美汽车工业发现它们既不能像日企那样建立稳固的终身雇佣制和供应商网络,也很难在低油耗和小车型等方面超过日企。日本企业的上述优势正根源于日本独特的社会关系、产业历史和资源匮乏的国情。

  上面的例子都反映了跟随模式的根本缺陷:出于对领先者产业分工和性能优势的迷信,跟随者往往将领先者的当前状态(世界先进水平)视为唯一发展方向,甚至为此自动放弃了掌握产业演进与技术进步方向的机会。

  在这种情况下,一旦发生方向性的重大变化,跟随者就会再次被领先者甩开,这使追赶变成了没有终点的循环、甚至陷阱。与此同时,接轨世界先进水平还容易使后进者无视国与国之间在社会、经济、产业基础等方面的系统性差别,甚至忽视和否定自身的独特性与优势,其结果往往是舍长就短、削足适履。

  而在眼下这场以智能制造为核心的产业升级中,中国的基本国情和虚拟现实交互系统(CPS,cyber-physical system)智能制造在生产系统方面的具体表现的技术特征,共同决定了中国不可能跟随西方国家开辟的技术道路。

  首先,中国现阶段的工农差距和城乡差距决定了:在中国,机器换人式的智能制造是不可持续的。

  熟练劳动力日益短缺、以及由此带来的劳动力成本持续上升,是西方国家推动智能制造、鼓吹工业4.0的一个重要内因。但在中国,这个内因却成了不折不扣的伪命题。我们用上图来说明这个问题:截至2012年,中国的农业就业人口仍有2.7亿之众,而这2.7亿农业从业人员的人均产值(1.97万元/年)仅为同期制造业人均产值(10.34万元/年)的19.1%,同期服务业人均产值(8.78万元/年)的22.4%。

  无论我们将之理解为生产力水平的分化、还是大量的、以亿为单位的农村隐性失业人口,这个巨大的工农差距(或城乡差距)都从根本上构成了城镇工业机器换人的硬性约束。以跟随模式发展工业智能化、进而效仿西方机器换人,放弃智能制造技术路线主导权的后果,是将后续的知识密集型服务(维护、咨询、升级)拱手让于西方跨国公司。在这种情况下,机器换人只能导致中国经济内部就业岗位的净减少,而在目前的就业形势下,这种就业净减少所引发的连锁反应显然不只是单纯的经济问题。

  其次,虚拟现实交互系统的设计成为智能制造和智能工厂的核心,意味着生产制造系统的复杂性和不确定性达到了前所未有的程度,CPS因此不可能是反求工程和跟随模仿的产物。

  作为德国工业4.0最重要的概念,CPS追求的是生产制造系统的数字化与虚拟化,以及数字虚拟工厂与实际工厂之间的紧密对接和高度一致,其本质是以万物互联(或泛在网络)为基础、对数字计算和物理过程两方面的协调管理。CPS内部的广泛联结和虚实协同使系统复杂性大幅度上升,这使系统架构系统层次的设计方案的形成需要大量的认证、实验和测试。

  在这一过程中,系统架构变得越来越重要。系统竞争不同CPS(及相应的产业生态系统)对市场主导地位的争夺也将成为智能制造时代产业竞争的核心:如果在系统层次(系统框架、发展方向)上受制于人,对任何局部技术和解决方案(如机器人、传感器等)的攻关都将事倍功半。然而,掌握并升级这种系统架构,恰恰是以局部性能指标和核心技术点为努力方向的跟随模式无能为力的。

  总之,中国要在智能制造的竞争中获得主动,就必须从根本上摒弃跟随模式。

  2、你打你的,我打我的:以战略性思维替代跟随模式

  当跟随模式走进死胡同,中国又该如何面对智能制造的系统竞争?中国政府又应该以何种思维方式指导工业与技术政策?我们的答案是:以战略性思维替代跟随模式。

  战略性思维的要害在于打破对竞争对手优势的迷信,转而从赢得未来竞争的高度出发,最大程度地挖掘内在优势、并以此为基础发展和建设自己的独特性,从而在竞争中你打你的、我打我的,甚至以己之长、攻彼之短。正是因为采取了这种战略性思维,中国共产党才以弱胜强、最终夺取政权;也是因为采取了这种战略性思维,日本企业才没有被二战后美国企业巨大的技术优势吓倒,而是从自身国情出发、积极另辟蹊径,最终在消费电子(如佳能以桌面打印机挑战施乐大型工业打印机)和汽车(如丰田制挑战福特制)等领域成功取代了美国。

  这种立足自身、面向未来、自主发展优势(本土核心技术)的战略性思维不仅可以帮助我们理解竞争中弱势一方的逆袭,而且可以帮助我们理解各发达国家产业技术优势的延续与变迁。

  比如说,在过去一百多年间,美国和德国始终保持着在全球化工行业中的领先位置。其中,美国化工起步于无机化学,而德国化工的传统优势则是基于焦炭的有机合成。随着有机化工版图的扩张,美国化工企业并没有简单地跟着德国走,而是借助其国内石油精炼工业的扩张势头、逐渐发展起本土的高分子聚合物工业,并因此成为全球石化工艺创新的重要源头;而德国企业则借助自己在有机合成方面的优势进入了制药工业,这使拜耳等德国企业成为化工与制药两个行业的领先者。

  上面几个例子充分说明:无论是追赶者还是领先者,只要想获得并维持国际产业竞争中的优势地位,就必须依靠战略性思维,就必须立足自身条件以赢得未来竞争为原则来巩固和发展自己的优势。而回到今天,我们同样可以在各国的智能制造规划中看到战略性思维。这集中表现为各主要发达国家参与CPS系统竞争、谋求核心技术时选择了完全不同的路径。

  德国工业4.0:在贡献了工业4.0的概念之后,德国人承认他们其实还有很长的一段路要走:无论是魏德米勒的智慧工厂、还是博世力士乐的思考型工厂,都还是一种将来时的概念。在概念成真的路上,德国将充分发挥自身在传统现实部分机械和机电一体化产业、尤其是自动化和精密制造领域的全产业链优势,在现实部分横向集成的同时推进虚拟部分的纵向集成(智能生产)和虚拟--现实交互的深化(智能工厂)。其中,以西门子、通快、奔驰为代表的工业巨头深入参与国家战略、迅速调整组织结构,积极尝试勇于探索,以期将自己的优势带进智能制造时代。

  美国先进制造国家战略:美国人贡献了CPS的概念,也深知自己在现实部分的劣势,因而将再工业化作为近期的重点任务。因此,美国人一方面巩固自己在虚拟方面的长期优势,立足于研发实力和软件、通信等行业的积累,扣住了工业互联网这个虚拟部分的终极主题;另一方面则在现实部分、尤其是新硬件领域持续发力,努力填平研发与制造之间的断层。为了达到这一目标,美国详细确认了先进制造业所涉及的一系列产业与技术领域,摸清了自己在制造业、尤其是高端制造业领域的家底,并发起了国家制造创新网络,以此动员和组织官产学各方面。

  日本也积极发挥自己在机器人、材料技术与关键零部件等领域的优势,通过日本再兴战略力求在未来制造业中保住目前的优势地位。

  不难看出,各主要工业国争取未来制造业话语权的所有努力,都是基于对一系列国情因素的考虑,立足现有技术基础、极力将自己的优势带进智能制造阶段。这意味着,脱胎于各国现有工业优势和具体经济社会条件的未来制造业,其全球竞争格局很有可能重复通信领域的历史:在几支主要的、拥有核心技术的参与者之间形成均势,最终呈现一个不同工业4.0版本长期并存、各有所长的局面。

  面对这种情形,中国只要不想放弃CPS发展主导权,就只能像其他主要工业国家一样,以战略性思维重塑工业与技术政策:立足自身、面向未来、自主发展本土优势。

  其中的关键是对智能制造的发展方向有一个基本构想:从中国的基本国情出发,利用好新中国六十多年的工业积累和自主创新战略十年来的大批重大技术成果,在技术密集度、资本密集度和劳动密集度之间寻找一个真正符合中国国情的结合点。选择好这个结合点,走出中国自己的智能制造发展道路,是制造强国顶层设计的核心问题。

  这就需要我们辩证地看待中国的基本国情以及由此带来的独特优势。

  劳动力资源丰富、但技能偏低。其中又以数以亿计的农村剩余劳动力(含农民工)为典型。但是,我们绝不应该将这几亿人放到智能制造的对立面上。他们的存在,决定了中国版智能制造的内涵要比无人化工厂、甚至机器换人丰富得多。

  一旦将这几亿人视为中国版智能制造的生力军,就会立即发现:把人口红利转变成人才红利远不止于大众创新、万众创业,亿万剩余劳动力转变成熟练劳动力的技能教育和继续教育同样重要;而开发出适应中国劳动力技能水平和操作能力的智能制造装备,这项历史性课题只能由中国装备工业自行解答,绝不可能指望德国、美国或日本企业为中国提供现成答案。

  国民工业体系层次复杂。从工业1.0到工业3.0、甚至工业4.0的各种成分,同时存在于单一经济体系内部,这是今天中国工业区别于世界其他任何国家的根本特征。面对这样复杂的层次性,惯性思维是所谓腾笼换鸟:把中低技术行业(如鞋帽箱包)和工业1.0形态转移到不发达地区,引进高技术工业和工业4.0企业。

  但是,这种做法的问题显而易见:因为中国有着如此大量的工业1.0企业和2.0企业,换走、甚至赶走低端工业,无疑将带来经济总量(GDP、税收、就业等各方面)的巨大波动。而更重要的是,腾笼换鸟以静态思维、错误地理解了不同层次工业之间的关系,忽视了低端工业向高端延伸和升级的可能。

  低端工业的产能过剩,归根结底是因为它们不能以更低的价格生产更好的产品,解决这一问题,需要它们采用更先进的制造系统和横向/纵向集成平台。这意味着,低端工业的升级需要恰恰为国内智能制造产业的持续成长提供了动力。这种价值链上下游、不同层次企业之间的合作,将会把丰富而复杂的工业层次转变成中国工业升级的战略性资产。

  投资(动员)能力强大。中国政府有着举世公认的投资能力和投资动员能力。很长一段时期以来,依靠投资拉动的经济发展模式屡遭诟病;特别是近来部分行业饱受当年4万亿引发的产能过剩之苦,迫使政府收敛起投资的拳脚。

  但不可否认的是:持续的大规模投资是改革开放三十多年超常增长的重要动力(表1)。同样不可否认的是,当任何一个发达国家处于今天中国的人均GDP水平时不管是1920年代的美国、还是1960年代之前的日本,都表现出高速投资扩张的特征,而投资的主力是那些以三重投资为发展引擎的第一代大型工业企业。

  毫不夸张地讲,今日西方工业的竞争力和创新,正是用半个多世纪三重投资的真金白银砸出来的。如此看来,中国的工业升级还远未到紧缩投资的时候,但又确实需要升级投资能力,从敢花钱升级到会花钱。会花钱既包括扣准投资重点,也包括提高投资效率,前者取决于工业与技术发展方向,后者则受制于政府、企业等投资主体的相互关系与投资经验。

  充裕的劳动力资源、层次丰富的国民工业体系以及强大的投资(动员)能力,所有这些在全球范围内独一无二的国家优势,加上一大批自主创新技术成果,使中国完全有资格对未来制造业给出一个自己的定义,也完全有资本对中国版智能制造进行顶层设计。

  3、以战略性思维构建中国工业的升级图景

  通过以上讨论不难看出,中国版智能制造存在逻辑上的可能性。但要把这些可能性变成实在的竞争力,还有很多工作摆在我们面前。现在,各国政府都在积极地为产业升级设计制度框架。作为技术上的后来者,中国更需要全方位的努力。

  在转型升级的过程中,政府这只看得见的手到底有多重要?近年来,中央政府在简政放权方面下了大决心、大力气,不少曾经错装在政府身上的手还给了市场。

  但是,看不见的手也绝不是万能的:今天亟待解决的核心技术短板,在过去二十多年间并未随着市场化进程的深入而自动倒逼,反而有日趋严重之势。其中的一个重要原因是,钻研技术的企业往往无法掌控市场化进程的方向,它们往往被两种力量 夹在中间:一边是技术与财力雄厚的跨国公司占领高端,另一边则是大批企业在低端市场价格鏖战。

  这些夹在中间的自主创新企业更需要政府这只看得见的手帮助他们同看不见的手掰腕子,帮助它们清理掉外部干扰。与此同时,在提供公共产品(如面向低收入群体的技能教育和继续教育)、塑造未来产业等传统的市场失灵领域,也亟须看得见的手有所作为。

  面对新的挑战,政府需要将技术政策的关注重点从过去对攻关项目的直接选择和干预,转移到系统构建和发展上来:以CPS为中心、从系统层次把握智能制造技术的演进方向,以此来定义和识别支持技术进步的战略和政策重点。

  以政府对CPS的顶层设计为宏观引导、以本土企业的自主产品开发为微观基础,以国家战略指引下的正向开发替代攻关项目下的反求工程,唯有如此,才能清除跟随模式对自主创新和本土技术路线的压制。

  特别是在CPS框架下,信息技术的渗透为装备制造业颠覆性技术路线的出现和自主开发创造了可能。此时更要摒弃对国外技术的盲从迷信,更多地关注另类技术路线在底层关键技术领域的自主程度及其未来升级换代的可能性,而避免以现有的世界先进水平、为什么外国人不去做之类的理由扼杀刚刚萌芽的本土技术。

  要为本土CPS创造有利的市场环境,抢夺工业互联网安装基础。在中国装备工业的发展过程中,一个突出问题就是进口替代不彻底、不充分。

  改革开放之后,尤其是进入新世纪以来,机械工业受进口产品的冲击不断加大,国内用户对洋货的偏爱与迷信与日俱增,真正宝贵的本土技术与自主创新反而得不到市场信任:以机床行业为例,即使在行业高峰的2009年,国产设备产值也仅占当年市场总量的70%。

  无论我们如何强调今天的全球化市场,这都是世界上任何一个工业强国在上升时期从未出现过的现象,其可持续性也值得怀疑。而当装备制造进入CPS时代,万物互联使生产制造系统开始具备网络特征,行业导入期的安装基础更成为影响未来系统竞争的关键因素:CPS的用户基础越大,其采集和整理的生产系统数据越多、数据分类与挖掘越充分,后期的系统升级和生产性服务质量越高,对新用户的吸引力就越大。

  面对如此诱人的正反馈和爆炸式增长,也就不难理解德国工业4.0和美国先进制造国家战略反复强调出口竞争力,而GE、西门子、马扎克等企业则通过各种活动先声夺人、吸引眼球,所有这些无不是希望借助中国的市场规模来获得系统竞争话语权。

  面对这种情况,更需要中国政府以积极的政策手段、使宝贵的市场资源服务于本土CPS的发展。关键是用好中国的两大战略优势:

  (1)充分利用强大的投资能力,借助政府采购、消费补贴等需求政策引导用户使用本土CPS,特别是国家重大项目,更要凭借其长期性优势为国内产品与技术创造一个友好的发展环境,让中国工程、中国国防与中国智造共成长;

  (2)充分利用层次丰富的国民工业体系,积极引导国内产业链上下游企业合作开发,制度性地建设本土企业--政府--用户共同体,从而以有组织的市场为中国智造创造有利的发展环境。

  政府需要深入细致的把握发展中国智能制造的战略起点。在智能制造体系逐渐成形之际,只有充分了解自己的工业家底,才有可能准确把握自己的优势,并以此作为产业升级的战略起点和资源分配的重要依据,从而最终实现智能制造的自主可控与独特优势。

  在这一点上,美国的做法值得我们思考和借鉴:在推动先进制造国家战略的过程中,美国一再强调加强国内产业公地建设的重要性。产业公地的概念由哈佛商学院的两位教授提出,它涵盖了那些由企业、大学和其他组织所掌握的研发与制造的基础设施、专业知识、工艺开发能力和工程制造能力,是将实验室发明变成有竞争力的商品的基础与必要条件。

  奥巴马政府将强化产业公地列为先进制造国家战略的原则与目标之后,布鲁金斯学会于今年春发布《美国高端产业:有哪些、在哪里及其重要性》的研究报告,详细勾勒了50个高端产业(其中绝大多数为工业部门)的地理分布及其对美国经济的带动引领作用,并在此基础上给出了高端产业发展的未来战略。

  相比之下,我国在高端工业领域的优势毕竟有限,拥有领先优势或长期发展前景的自主创新成果呈点状散落在庞大的国民工业体系内部,但正是这些星星之火构成了中国版智能制造的战略起点与未来产业公地的基本内核。

  自主创新成果的这种点状分布,决定了中国政府需要付出更大的努力,以更加深入细致的工作摸清中国智造的家底,确认现有优势有哪些、在哪里,以及如何以此为基础与核心来组织产业转型升级、发展本土技术路线和完整产业链。

  在这一过程中,尤其需要提防两种极端的简单化处理方式。一是将智能制造笼而统之地简化成智能化、自动化。政策制定者对智能制造的分析单位和归纳总结越大越笼统,就越容易模糊和忽视中国工业的那些点状局部优势,而倾向于囫囵吞枣式的引进和跃进,进而把工业机器人和3D打印机保有量看做转型升级的重要指标。

  另一种可能的危险是在装备制造部门与互联网部门之间的本末倒置。在目前工业升级的全球图景中,无论是德国的工业4.0、还是美国的工业互联网,主要引领者仍然是一批有着深厚工业背景的老牌企业,如西门子、博世、思科及IBM。CPS概念其实是西方制造业巨头二十余年追求数字工厂、虚拟工厂的产物。

  出现这种现象的根本原因在于,任何行业的转型都依赖其自身的技术基础,其中包括对新技术、新工具的消化吸收能力与应用开发能力。从这个角度来看,互联网也好、移动计算也罢,都一定是传统产业消化吸收再创新的客体,而绝不可能反客为主地变成产业升级的主导力量。换言之,智能制造的主导模式一定是工业+互联网,而非互联网+工业。

  4、结语

  面对一场全球范围内的产业剧变,中国工业站在十字路口上,前方的道路既有可能是重蹈引进--落后--再引进的老路,也有可能走出全新的中国版智能制造的道路。我们应该毫无疑问地选择后者。

  这一选择需要从跟随模式的死胡同中走出来,以战略性思维重塑工业与技术政策的基本原则和最终目标。如果能够实现这一转变,并辅以全方位的长期政策投入,当前的这场产业剧变就有可能成为中国工业转型升级的重要契机,并成为中国版智能制造的历史起点。

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