在2011年的汉诺威博览会上，“工业4.0”的概念被第一次提出，两年后德国政府将其纳入到“高科技战略”的框架之下，并制定出了一系列相关措施。彼时“工业4.0”刚刚兴起，德国也仍处在探索的初期，各项配套措施都还亟待完善。
如今几年过去，“第四次工业革命”的观念已经影响到世界主要国家的决策层，中国政府也在2015年提出了“中国制造2025”战略，以应对新一轮的科技革命和产业变革。此外，包括美国、法国、日本在内的其他主要制造业大国也纷纷制定了自己的新产业发展战略，力图占据新产业变革的制高点。德国作为最早提出“工业4.0”的国家，在此期间也采取了一系列措施，进一步推进“工业4.0”的实施，目标是到2025年，在“工业4.0”方面成为世界上领先的技术供应方。
本文将首先回顾2016年底到2017年期间德国创新政策的变化，重点分析“工业4.0”的进展情况，然后分析其对德国经济社会带来的影响和存在的风险，最后对“工业4.0”和“中国制造2025”的实施进行比较。
一、德国加强实施“工业4.0”战略的紧迫性
创新对德国的经济增长和社会发展至关重要，德国经济的国际竞争力和成就主要归功于创新驱动，德国在汽车、机械制造、化工以及电气技术方面依旧保持世界领先的地位。但随着互联网经济的迅猛发展，德国企业在尖端技术以及数字化方面的劣势开始显现出来。根据德国研究与创新专家委员会（EFI）的报告，德国陷入了一个“能力陷阱”（competence trap），即在已有优势产业不断吸引研发投资和优秀科研人员的时候，新出现的产业并没有获得充分的发展，有时还会失去优秀人才，形成了路径依赖的“锁定效应”。下图是德国大型企业与国际平台级的高科技公司在最近五年来业绩情况的比较，可以看出，不管是从营业收入、盈利情况，还是从雇员数量以及市值方面来比较，德国经济界的领头羊都远远落后于新兴的、以数字技术和互联网技术为基础的国际企业。
图1：德国大型企业与国际高科技企业的营业情况比较（2012年到2016年年均增长率），单位：%
注：国际高科技企业包括：谷歌（Alphabet/Google）、亚马逊（Amazon）、苹果（Apple）、脸书（Facebook）、腾讯；德国企业包括：巴斯夫（BASF）、拜耳（Bayern）、戴姆勒（Daimler）、汉高（Henkel）、西门子（Siemens）。
自从2011年“工业4.0”的概念被德国首次提出，到今天已经有多个国家跟进，制定了自己的新型工业化战略，德国的“工业4.0”战略早已不是独一无二，各国都在发力抢占下一次工业变革的制高点。下表展示了主要工业国家的智能制造和生产网络化的新工业战略（平台）。
表1：主要工业国家的新产业战略
这也反映出“工业4.0”战略的必要性和紧迫性：对内德国需要尽快实现产业升级，促进数字技术等新兴行业的发展，尽快摆脱“路径依赖”的负面效应；对外又要同时面对美国等发达国家和以中国为代表的新兴国家在国际市场上的竞争。
二、“工业4.0”战略的新发展
在经济结构亟待革新的背景之下，德国政府近两年在“工业4.0”的实施上又有了新的进展，本节将这些新变化分为五个部分进行分析。
1.重塑组织框架、增加投入
高科技战略是塑造德国创新体系和提高创新能力的重要措施，也是影响创新发展的核心，“工业4.0”作为德国高科技战略的重要组成部分，是德国引领新的产业变革的关键政策。2013年成立的“工业4.0”合作平台（Plattform Industrie 4.0），已经成为世界上最大、也是最成功的推进制造业企业数字化转型的平台之一，成为连接德国政府决策层、商界、学界、工会等行为者的桥梁，同时促进了德国“工业4.0”方面的国际合作。
在制定和推进高科技战略，特别是“工业4.0”战略方面，德国政府重新整合了专业资源，确立了以高科技平台（Hightech Forum）、创新对话机制（Innovationsdialog）和德国研究与创新专家委员会为基础的三大专家咨询机构。其中德国研究与创新专家委员会和创新对话机制成立时间较早，分别成立于2006年和2008年，而高科技平台则是德国政府最新成立的专家机构。创新对话机制依托于德国国家科学与工程院（Acatech），是一个联邦政府（联邦总理、经济部长、教育和研究部长）与商界和学界的对话平台。德国研究与创新专家委员会则由六位在科研和创新政策方面顶尖的德国学者组成，侧重于创新政策的分析和评估。（参见图2）
图2：创新政策与咨询委员会的关系
2015年，德国联邦教育和研究部宣布为高科技战略设立专家委员会（高科技平台），为德国联邦政府的创新和科技政策提供咨询以及具体的实施建议。该委员会每年举行三次会议，并撰写与高科技政策相关的研究报告。
2016年9月，高科技平台就中小企业的创新提升提出了建议，该委员会指出，近些年来德国中小企业的创新动力出现了下降，究其原因，主要是：（1）创业率的下降，知识密集型行业的初创企业正在减少；（2）专业人员紧缺；（3）战略性的创新能力较弱，比如数字化水平；（4）融资难。资金是困扰中小企业的一个普遍问题，一方面中小企业资金较少，另一方面创新的成本高。
高科技平台建议，政府应采取措施鼓励企业家精神，促进初创企业的发展；针对工业变革对社会以及劳动力市场带来的冲击，建议加强员工的培训和深造；创造更加有利于创新的框架条件，包括更加灵活的资助项目、合作与转移以及加强中小企业创新；重视跨机构跨领域的创新政策。
德国研究与创新专家委员会在评估报告中也指出，德国在数字化、风险投资发展和中小企业的创新方面，仍然存在不足。他们建议，加大投入，提高德国大学在国际上的竞争力；促进风险投资的成长；重视数字化基础设施的建设，在数字化转型过程中占据世界领先位置。
专家委员会与政府和商界的良好互动，使得科研成果和企业在运营中遇到的实际问题能够很快传递给政府，政府可以通过新的创新政策不断进行调整和优化。
另外一个关于创新促进的十分重要的指标是研发投入占国内生产总值的比重。德国高科技战略之前提出的3%的目标，在2015年已经实现。随后，德国研究与创新专家委员会和高科技平台均提出建议，到2025年这一比例应达到3.5%。这一建议很快受到政府的重视，德国联邦教育和研究部部长万卡（Johanna Wanka）在2017年3月表示，政府将努力在2025年达到3.5%的目标。
此外，在2017年的联邦议会大选中，联盟党则已经将3.5%的目标写入了竞选纲领当中，同时承诺将在未来提供20亿欧元的税收优惠，以支持中小企业的科研和创新。在2018年德国政府财政预算中，对教育和科研的支出也将达到175亿欧元，比2010年高出75%。
2.实际生产应用
虽然德国政府提出“工业4.0”已经有六年时间，但“工业4.0”如今在生产当中还未大范围推广，更多仍旧像是一个“科研议程”（Forschungsagenda），真正具备“工业4.0”特征的产品和具体实施方法仍然数量有限。
作为“工业4.0”核心的信息-物理融合系统（Cyber-PhysicalSystem, CPS）的应用情况效果不一，主要的挑战在于如何将CPS技术融合到现在的生产体系当中，以及员工如何适应新的生产形式。“工业4.0”在关键问题上的研究成果需要在实际的工业生产中实现落地，这种科研与生产相分离的问题急需解决。
此外，在实施过程暴露出来的另一个问题是相关标准的缺失。虽然已经有了政府指导的行业领域，但具体哪些技术才会在未来具有竞争力还是未知数，特别对于中小企业来说，这样的风险是巨大的。所以德国联邦教育和研究部在2017年发布了一份报告，在展示了一些成功资助的“工业4.0”实际案例的同时，也希望能够帮助企业，特别是中小企业在实际生产运用时，能够从众多CPS技术当中找到合适的技术，应用到企业的生产系统中，以解决实际问题。
2015年，德国联邦教育和研究部发起了“‘工业4.0’：从科研到企业落地”计划，旨在帮助中小企业实现“工业4.0”在实际生产中的应用问题。截至2016年底，该计划已经资助了12个应用导向的研究项目，联邦教育和研究部总共投入配套资金超过3000万欧元，在每个项目中的出资比例都超过50%。这些项目均由多家企业，或高校与研究机构共同组成，全都集中在CPS、通信和信息技术等领域。
除了“企业落地”计划，联邦教育和研究部还通过其他计划对这类科研项目进行资助，仅2017年上半年，就已经资助了18个项目，其中涉及的领域包括技术融合、3D打印、自动化等等。如今，联邦教育和研究部资助的“工业4.0”的正在进行的科研项目已经达到325个，涉及的领域包括嵌入式系统、CPS、物联网、虚拟现实和增强现实技术、智能制造等，分布在全德国，主要集中在慕尼黑周边、斯图加特周边、鲁尔区以及柏林-波茨坦地区。（参见图3）
图3：“工业4.0”项目的分布
截至2017年底，投入实际应用的“工业4.0”案例已经达到317个，大部分都集中在生产领域的解决方案。
从区域来看，“工业4.0”案例出现了明显的分布不均，巴登-符腾堡州和北莱茵-威斯特法伦州的数量远远领先其他地区，而新联邦州，比如梅克伦堡-前波莫瑞州、石勒苏益格-荷尔斯泰因以及萨克森-安哈尔特州则比较落后，这也与各地区的经济发展水平差距相对应。
从企业规模来看，250人以下的中小企业的“工业4.0”应用案例达到129个，虽然绝对数量上要多于其他规模的企业，但考虑到中小企业巨大的总量，可以认为，中小企业对“工业4.0”的接受和吸收程度仍然不高。（参见表2、表3）
表2：按地区分，“工业4.0”应用案例的分布
