中国汽车产业借鉴工业4.0的战略选择

国务院发展研究中心课题组

China Policy Review - - 目次 - □国务院发展研究中心课题组

全球汽车产业发展变革主要趋势

1.从产品本身看,智能网联特征更加明显,动力技术向电动化等方向转变

汽车产业是全球经济的支柱性产业,也是最早感受到新工业革命影响的代表性产业。近年来,全球汽车产业发展变革呈现出一些新趋势,概括而言就是产品特征有变化、生产方式有变化、使用模式有变化。

高水平智能网联化应用将逐渐成为汽车产品的标配,汽车的功能定位将不仅是提供移动出行服务。近年来,推动这种趋势出现的基础和条件都在发生积极变化,主要包括四个方面:一是相关测试在美国、中国等国家稳步推进;二是初级应用市场已基本形成,先进驾驶辅助系统的应用正从高档车型向中档甚至入门级车型扩展;三是消费者接受度已相对较高,有调查显示76%的消费者在某些情况下允许其车辆 向制造商发送用于性能改进的相关数据;四是相关法律法规修订有序展开。按照这种发展趋势,汽车的功能定位将从出行服务拓展到移动终端,这会导致汽车产业的价值链发生重大变化。

电动汽车发展已取得阶段性重要突破,氢能源汽车示范应用也在逐步推进。根据电动汽车倡议组织(Electric Vehicle Initiative) 统 计,截至 2015 年底全球电动汽车(包括纯电动和插电式混合动力)保

有量首次超过 100 万辆;目前已有中国、日本、法国、瑞典等近十个国家的电动汽车年销量占汽车总销量比例迈过1%的门槛。受综合电池等核心技术的进步、充电基础设施的完善、消费者接受度的提高以及排放标准的不断严苛等因素的影响,电动汽车产销有望长期保持快速增长。与此同时,美国、日本等在推广氢能源汽车方面也有一些进展,比如美国加州截至2017年4 月已建成零售型加氢站 27 座,2016年氢能源汽车销量超过1000 辆(是2015 年销量的近10 倍);日本目前已建成约 100座加氢站,并且丰田公司等对这个方向已有了明确的发展路径。

2.从生产方式看,存在着大规模定制、传统大规模生产与极致个性化并存这两种潜在发展路径

这将主要取决于汽车共享模式的发展。中短期内,大规模定制的前景更为明朗;长期来看,两种方式都有可能。

在汽车共享模式未成主流的前提下,大规模定制很可能成为主导方式。目前,无论是在整车还是零部件生产制造环节,领先企业都在通过各种手段降低满足个性化需求的成本、缩短交付时间,从而实现大规模生产和相当程度上个性化需求之间的统一,也即大规模定制。

在汽车共享模式成为主流的前提下,传统大规模生产与极致个性化生产的组合很可能成为主导方式。汽车共享模式的兴起,不仅会显著影响汽车消费量,比如野村综研的研究认为增加1辆共享汽车会减少 30辆自用型新车的需求;还会影响汽车的产品形态,消费者很 可能不会对共享车辆的品牌、性能等提出过多要求。此外,很可能还有一部分消费者愿意拥有汽车,并且希望实现更大程度的个性化。在这种情况下,传统大规模生产与极致个性化生产的组合,就很可能成为主导方式。当然,满足极致个性化需求,既可能由集中生产来实现,也可能利用3D打印等技术进行分散化本地生产。

3.从应用模式看,汽车共享模式蓄势待发,智能交通体系构建具备更好基础

汽车共享模式的兴起,将使汽车的价值从“拥有”转变为“使用”。这将引发一系列重大变化,除上述对生产的影响之外,还包括对价值链的影响,如汽车消费客户将由私人用户转向车队公司,消费形态由一次全额购买转向租赁、固定使用费等多种形式,现金流向由私人用户到经销商及整车厂转向私人用户、服务商、广告投放者到共享服务提供商。

智能交通体系构建已具备更好基础。关于智能交通体系的构想和实践,在美国、欧洲、日本等已有几十年历史,很多基础性工作也一 直在推进。未来,随着智能网联汽车这个核心要件的成熟和普及,智能交通体系建设有望取得更大进展和突破。

工业 4.0助推全球汽车产业发展变革的现状及潜在影响

汽车产业是工业 4.0 理念的最早践行者之一,其发展实践具有标杆意义。总的看,工业4.0 预计将对全球汽车产业发展变革发挥重要作用。

1.从现状看,目前总体处于早期探索阶段,相关实践主要集中在大型零部件企业的局部环节

总体上还处于早期探索阶段,其原因既有经济整体层面的,也有汽车产业自身层面的。一是在经济整体层面上,工业 4.0 是一个长期愿景,其实现是基于全局而非单个企业的。如果单个企业开展工业4.0实践,但缺少上下游企业的合作支撑,其自身收益会大打折扣,全局价值也很难体现。因此,德国很多一线管理者认为,欧美国家要真正实现工业4.0,至少需要 15 年时间。二是从汽车产业自身看,多数企业仍很难看清楚工业4.0 的成本收益情况,故而持观望态度。由于发展时间较短、实际案例相对缺乏,即使是对局部领域的应用,企业都很难单独核算其成本收益情况。而且,目前还不存在针对整条汽车生产线的全局性解决方案。与此同时,为满足个性化需求,工业4.0 解决方案通常也是个性化的,这些方案的实际成效对所处环境是高度敏感的,简单复制推广的实际意义不大。因此,考虑到生产线投资规模

大、使用周期长、质量要求高等因素,整车企业在无法准确看到实际成本收益的情况下,不愿意贸然做出大幅调整和改动。

相关实践探索主要集中在大型零部件企业的局部环节,其原因也是多方面的。零部件企业的生产组织相比整车企业较为简单,因此对在局部环节开展工业4.0 项目的成本收益情况更有把握;这些企业的生产经营状况普遍较好,能够承受对局部环节进行改造提升的前期投入;这些企业处于技术及产业发展前沿,能够更清晰地感受到发展趋势。此外,还有一个重要的个性化原因是,个别企业认为实践工业4.0是顺应技术发展趋势、适应未来市场竞争态势的必然选择,因此从战略高度推动相关工作,并向上下游企业推广其理念方法,最终谋求更大的自身利益,当然同时也可能实现更大的全局利益。从科技及产业发展史角度看,这种偶然现象带有必然特征。

2.从趋势看,能够预测的影响已经很大,远期影响甚至可能呈指数型增长态势

结合上文关于全球汽车产业发展趋势的分析,工业4.0 既会影响生产端(以“智能工厂”为基础),也会影响消费端(以“智能服务世界”为基础)。

以德国汽车产业实践为例,工业 4.0的潜在影响巨大。截至目前,关于工业 4.0对全球汽车产业经济影响的综合性分析还非常少。正如上文所述,这种现象是正常的,并非说明这个问题不重要。从目前的一些实践和研究看,工业4.0 蕴含的潜力非常巨大。在微观层面,以 博世力士乐的智能拧紧系统为例,能够将停机时间及相关成本进一步减少10%。在宏观层面上,据波士顿咨询公司预测,未来 5-10 年随着更多企业采用工业4.0 技术方案,德国汽车制造业按总成本计算的生产效率将会提高6-9 个百分点,经济价值约 250 亿 -380 亿欧元。

从发展前景看,工业 4.0 的影响将主要体现在基于整合多种数字化技术的广泛互联,以及由此带来的效率改进。而且,随着互联数量的增加,这种收益有可能进入一个指数型增长期。与此同时,工业4.0的提出进一步强化了精益生产的重要性,这也有助于提高很多汽车企业的整体效率。

中国汽车产业借鉴应用工业4.0可能会遇到的若干“两难”选择

对照全球汽车产业发展趋势,中国目前在电动汽车市场规模、无人驾驶汽车测试等方面居于全球领先地位,但在综合水平上距离汽车强国仍有差距。考虑到工业4.0 的潜在巨大影响,中国汽车产业有必 要借鉴应用工业4.0。不过,过程中可能会遇到以下两难选择。

1.是否必须要开展工业 4.0 的两难

这是首先会面临的问题,也是一个普遍现象。一方面,多数企业对汽车产业智能化、网络化转型的方向有基本共识,出于长远发展等考虑有意愿跟上这种步伐。工业4.0目前在理念接受度、技术及解决方案成熟度等方面居于领先地位,因此得到企业的普遍关注。另一方面,工业 4.0毕竟只是可选路径的一种,多数企业特别是中小企业对是否需要通过开展工业 4.0 来实现转型发展,普遍持观望或疑虑态度。

2.短期确定性投入与长期不确定性收益之间的两难

成本收益情况,是企业选择是否开展工业 4.0 实践的核心考量。工业 4.0项目一般需要较大规模的前期投入,相关收益却具有模糊性和不确定性。考虑到很多中国汽车企业在精益生产水平、数字化工具应用、网络基础设施等方面与国外领先企业有相当差距,以及国内还缺乏相关的实际案例支撑等诸多原因,上述不确定性还会进一步加剧。

3.即刻提升效率但受制于人,与自主发展但短期难以见效之间的两难

对有意愿开展工业 4.0 实践的中国企业而言,这是一个现实难题。对几乎所有中国汽车企业而言,目前仍不具备打通数字世界和物理世界的能力,故而只能选择外包的方式,而且基本也只能选择与国外企业合作。这里至少会出现两个重大挑战:一是数据安全问题,要真正开展相关工作并取得实效,需

要企业向合作方提供大量基础数据甚至很多核心数据;二是缺少整体架构问题,只能被动接受一些针对局部领域改进的通用型软件。这些问题不解决,很可能让中国汽车产业发展陷入亦步亦趋的不利局面。

4.是否需要由国家支持建设样板工厂的两难

有些意见认为,为让相关企业更清晰地看到实际成效,应该由国家支持在汽车产业中建设工业 4.0样板工厂,并适时予以推广。但考虑到过往采取类似做法的经验教训、中国汽车企业发展水平、工业4.0成效对环境的高度敏感性等原因,这种做法是否在财政资金使用中处于高优先序级别,需要予以慎重论证。

5.先定还是后定标准的两难

工业4.0、工业互联网、中国制造2025等相关战略构想的竞争,将在很大程度上体现为标准的竞争。从这个角度看,先定标准并尽可能推向国际化是有利的,但考虑到中国汽车及相关产业的发展基础,这项工作的难度是非常大的。与此同时,工业 4.0 等新的理念方法在中国汽车产业的应用,仍然是一个开放性的新课题,先定标准很可能会抑制企业自主进行的多样化探索及创新。

最后需要指出的是,以上这些两难问题,有些是主要依靠企业自身解决的,政府不必介入;有些则需要政企以及更广范围的合作。 基于上述分析,下文提出中国 汽车产业借鉴工业 4.0 所要坚持的原则、战略取向,并提出若干政策建议。

1. 原则

一是坚持全球视角站位。既要“向前”看到领先于中国的国家,也要“向后”看到落后于中国的国家,以中国汽车产业国际竞争力的稳中有进、相对提高为最终落脚点。

二是坚持在开放中提升。一方面,中国汽车企业未来将不可避免面临更激烈的国内外竞争,保护不是出路。另一方面,从工业4.0 的发展看,企业间超大范围、即时响应的互联是趋势,开放将带来效率提升,不开放很可能被孤立。

三是坚持在长期框架下看待短期问题。解决上述两难问题,基本不存在“两全其美”的方案,都是一种权衡。对政策效果的评价,在相当程度上取决于评判角度的选择和评判周期的长短。因此,需要把政策放在长期愿景下考量,避免能解决短期问题但会产生长期更大问题的政策选项。

2. 战略取向

一是引导企业自主探索。工业4.0对中国汽车产业发展最普遍的意义是,提供了一次系统性对照审视自身存在问题和差距的机会,并提供了一种改进路径。但中国汽车企业情况差异很大,而且工业 4.0目前也不能提供针对汽车全产业链的解决方案,因此重点是要引导企业朝着智能化、网络化大方向积极探索,寻找博采众长、符合自身定位和需求的转型升级道路。

二是重视系统性借鉴。在宏观层面上,工业 4.0 可供借鉴之处有很多,包括建立全局性体系架构、 重视开展精益生产、夯实重要支撑体系、推动中小企业参与等多个维度,不能局限于引进先进技术及解决方案。

三是以一级零部件供应商为重点领域。一级零部件供应商的技术水平,在很大程度上决定了整个汽车产业的技术水平和竞争力。目前来看,这个领域与国际领先水平的差距更大,提升改进的空间也更大,而且已有一些相对成熟的解决方案可供借鉴。

3. 政策选择

一是对既有政策及试点项目进行阶段性回顾和评价,在行业、企业、科研机构的广泛参与下,尽快建立具有全局性指导意义的智能制造体系架构,不断完善评价标准,进一步理清相关工作的推进顺序。

二是借鉴技术成熟度等级评估概念,鼓励支持企业通过多种方式重视位于基础研究之后、商业化应用之前的薄弱技术领域,夯实技术创新基础。

三是在技术改造资金运用中,增加企业现场管理、员工技能提升等与精益生产相关的咨询性服务内容。

四是通过更好发挥驻外机构和商会组织作用、提高金融服务水平等,继续支持中国企业开展海外并购,快速补足相关能力建设短板。

五是优先制定实施关于企业数据交互的安全结构和标准,以保证私密性、完整性和有效性。针对存储、处理国内企业数据的外包企业,研究提出相关规范性要求。 (课题组总负责人李伟,执行负责人隆国强,组长赵昌文,协调人王晓明、宋紫峰。宋紫峰执笔)

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