李杰認為，工業大數據的應用關鍵在于如何處理數據的“量”，來實現“可視”和“價值”。德國工業4.0和美國CPS，都是實體系統里面對一些潛在問題用一種反射的方式提早做預報。未來的大數據方向是預測式的。

李杰表示，要順利實現“中國制造2025”的目標，中國工業企業必須做好兩件事：“頂天”，掌握高端裝備行業的工業數據，在高端制造領域完全實現中國智能制造；“立地”，掌握中國制造行業的工業大數據，通過運用工業大數據，提升中國制造企業的效益，實現節能降耗，進一步提升中國制造產品質量。

以下內容根據李杰發言摘要整理：

一、工業大數據的核心作用

工業大數據的目的在于如何在制造與工業系統中利用智能傳感器，通過現有數據和過去數據的關系找出隱形的操作問題及未知的變異，及時地做預防管理，避免故障并創造價值。工業大數據的應用關鍵在于如何處理數據的“量”，來實現“可視”和“價值”。德國工業4.0和美國CPS，都是實體系統里面對一些潛在問題用一種反射的方式提早做預報。未來的大數據方向是預測式的。

工業大數據的使用流程：

第一步：用過去的數據來了解和驗證

第二步：找出有重大影響的裝備和零部件

第三步：整合設備數據，歷史數據和專家經驗數據以提高決策

第四步：將大數據分析工具與控制器、服務器及云計算的結合

二、德國工業4.0與美國CPS戰略計劃

（一）德國工業4.0

德國提出工業4.0的主要原因：一是德國工業以學徒制為基礎，由于人口老化，導致技術經驗在傳承過程中損失嚴重，技術需求得不到滿足；二是經濟不振，德國經濟連續五年沒有成長，工業裝備產品需求停滯不前，其體制上的新常態、新市場已經飽和；三是德國在前三次工業革命中始終沒有處于主導地位，希望在第四次工業革命中有所作為。

由此可見，德國提出工業4.0的核心目的主要有兩方面：第一，增強德國制造的競爭力，為德國工業裝備的出口開拓新的市場；第二，改變以往只賣設備而服務性收入比重較小的狀態，增強德國工業產品的持續盈利能力。

工業4.0與前三次工業革命最大的區別在于：不再以制造端的生產力需求為起點，而是將用戶端的價值需求作為整個產業鏈的出發點；改變以往的工業價值鏈從生產端向消費端、從上游向下游推動的模式，而是從用戶端的價值需求出發提供定制化的產品和服務，并以此作為整個產業鏈的共同目標，使整個產業鏈的各個環節實現協同優化。這一切的本質是工業視角的轉變。通過分析數據預測需求、預測制造，利用數據去整合產業鏈和價值鏈，是工業4.0的思維。所以說，工業4.0不是科技本身的革命，而是知識平臺的革命。

（二）美國CPS戰略計劃

信息物理系統（CPS）是一個綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統，通過3C（Computing、Communication、Control）技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。基于CPS技術的應用，使設備具備了自省、自我預測、自我比較和自我配置的能力。

美國早在2006年就提出了CPS的概念，并將此項技術體系作為新一代技術革命的突破點。2012年11月，美國通用電氣公司在《工業互聯網——打破智慧與機器的邊界》報告中將“智能設備”、“智能系統”、“智能決策”作為工業互聯網的關鍵要素。同年12月，美國白宮成立了“CPS技術發展顧問委員會”，推動CPS技術在制造、國防、醫療和公共服務等多個領域的發展與應用，使得CPS技術成為美國國家戰略中的核心技術

2013年2月，美國總統執行辦公室國家科技委員會發布《先進制造業國家戰略技術》研究報告，從國家戰略層面提出了加快創新、促進美國先進制造業發展的具體建議和措施。2014年5月，白宮宣布在芝加哥成立數字化制造與設計創新聯盟，圍繞核心CPS應用，聚焦先進制造企業、智能機器、先進分析、網絡實體安全四項核心技術領域，旨在提升數字化設計、制造能力。

除此之外，美國還根據其在系統工程和互聯網方面的競爭優勢，就使用端的智能服務提出了轉型方案，使CPS應用不僅限于制造業，還涵蓋了醫療、國防、運輸、航空、能源、環保、社會服務、緊急危機處理等，目的是為了增強其產品的核心競爭力，通過為產品提供增值數據服務，幫助各個產業尋找新的增長動力。

三、中美德日制造業競爭力分析

（一）美國：以6S工業生態系統掌控價值鏈

美國一系列舉措的出發點和支撐點源于美國制造業最關鍵的6S工業生態系統。美國以6S工業生態系統為基礎，力圖在生產系統最基礎的原料端（能源和材料）、工業產品的使用服務端（互聯網技術和ICT服務）以及不斷由創新驅動的商業模式端，牢牢掌握工業價值鏈當中價值含量最高的幾個部分，確保其競爭力的核心優勢。

6S工業生態系統即為Space/Aerospace（航空航天）、Semiconductor（半導體）、Shale Gase（頁巖氣）、Smart ICT Service（智能化信息通信技術服務）、Silicon Valley Spirit（硅谷為代表的創新精神）、Sustainable Talent Pool（可持續人才資源）。這6個“S”，不會因為政府、總統變更而變。

1.航空航天。美國的航空航天一直都是匯聚資金和人才最多的研究領域，大部分高精尖的技術都是率先在這個領域誕生和實踐后逐漸轉移到民用和制造產業的。

2.半導體。半導體是電子產品芯片的基礎原料，尤其是低耗能的半導體將會是未來智能硬件的核心，在數據分析規模飛速增長的趨勢下，必然將不斷挑戰芯片的運算能力。

3.頁巖氣。頁巖氣是未來新能源的代表，目前美國的頁巖氣產量已占天然氣開采總量的20%，到2030年將達到50%以上。頁巖氣作為目前儲量最大的可替代新能源，將大大改善美國的能源安全戰略環境。

4.信息通訊技術服務。這一直是美國的優勢所在。在傳統的信息通訊服務中加入智能數據分析，就可以產生更大的價值。智能信息通訊技術既可以直接面向用戶提供增值服務，又可以面向生產系統提供信息管理，是工業4.0最重要的核心競爭力所在。智能軟件，也是硅谷做得最多的核心產業。

5.硅谷為代表的創新精神。硅谷創新精神也不再僅限在硅谷，不再局限在一個地方。美國的年青人創業，他們不需要風險投資的支持，而僅僅是保有對于科技本身的熱忱。

6.可持續的人才資源。與硅谷為代表的創新精神一樣，都是美國的技術和產品創新源源不斷的保證，是美國價值觀中的重要品質。

此外，為了提高制造業競爭優勢，美國于2015年10月成立了美國國家制造新智庫團隊。其中的領導團隊，由包括麻省理工學院、柏克利大學、密歇根大學、加利福尼亞大學洛杉磯分校等在內的8所大學，包括GE、波音航空、西門子、寶潔在內的15家企業，以及醫藥、半導體等產業的8個核心非營利組織組成。該團隊作為第三方智庫，其成立目的在于讓整個制造的基礎工作從自下而上地開展，靈活運作，不依賴政府，也不依靠企業，由領導團隊來決定未來的制造方向。

（二）德國：以隱形冠軍企業和學徒制雙元教育體系為核心

1.隱形冠軍企業。德國的隱形冠軍企業幾乎不被外界所關注，他們規模都不大，年收益也少于50億歐元，但卻在其領域占有很高的市場份額，在全球位列前三。這些企業占據著德國出口總量的70%，他們的銷售回報率平均超過德國普通企業的兩倍，擁有著高水平的研發能力、技術創新能力和高質量、高效率的制造能力，并擁有全球化高效運營體系，更加注重產品價值與客戶需求相結合。他們中很大一部分企業已經傳承了百年。

2.學徒制雙元教育體系。旨在培養專業技術工人的職業教育在德國社會發展中承擔著重要的角色，并形成了一套相對完備而且不斷調整的法規體系。學徒不僅要在生產車間里跟隨師傅學習實用技術，還要到學校里學習必要的理論知識。在德國，每年約有60萬年輕人開始接受雙元制職業教育，約占同齡人數的三分之二。

但由于德國勞動者權益意識非常強，時常發起罷工，導致停產。人力資源的低效，也迫使德國不得不大量采用自動化生產方式，這也是德國裝備制造業實力如此強勁背后的無奈。

（三）日本：以顧客需求為出發點創新價值鏈

近年來，日本制造業變化很大。過去，日本非常注重自己的產業集成，形成了很強大的產業團隊。然而現在，日本的制造業開始走向顧客，從顧客的需求出發，以顧客的角度重新思考產品的價值，意在將產品的價值鏈做大做強。企業不再將焦點放在生產高質量的產品本身，而更加注重“看不見”的價值。由此產生的新的工業價值鏈將互聯網、傳感器和CPS結合在了一起，產生新的經濟增長點。

日本制造業正面臨著多重困境，制造業結構環境的惡化以及出生率下降等原因導致內需低迷，產業空洞化的擔憂一直未能解決。2015年6月，政府發表了“制造業白皮書”，分析日本制造業的現狀和存在的問題，并提出了“重振制造業”的戰略目標。

（四）中國：質量與效率亟需加速改進

中國制造業的“春天”來源于民眾由于追求更好的生活品質而產生的龐大消費需求。同時，由于勞動力成本不斷增長，自動化生產變得更加重要。

中國制造業目前亟需解決的問題包括：重要零部件和關鍵材料依然依靠進口；勞動力紅利將在未來幾年內完全耗盡，并進入人口老齡化和勞動力短缺的時代，迫切需要加速實現自動化生產；制造質量、效率和污染亟需改善；國內過于情緒化的市場與機會導向的發展模式使行業的發展無法健康和持續進行；知識產權保護的不足嚴重影響創新的積極性。

四、中國制造2025幾點建議

要順利實現“中國制造2025”的目標，中國工業企業必須做好兩件事：“頂天”，掌握高端裝備行業的工業數據，在高端制造領域完全實現中國智造；“立地”，掌握中國制造行業的工業大數據，通過運用工業大數據，提升中國制造企業的效益，實現節能降耗，進一步提升中國制造產品質量。

中國在進行制造業轉型的過程中還應該重點保障以下幾個方面：

（一）扶持并建立一批小而強的中小企業

在美國小企業是創新的主力軍，為大公司提供源源不斷的創新技術和人才；在德國，一大批隱形冠軍企業使德國制造的質量從產業鏈的最前端開始就得到了保障。而中國的小企業還遠遠沒有達到美國和德國的質量，依然是機會為導向的發展模式，同質化現象過于嚴重，創新性和多樣性有待提高。

（二）建立高校與企業聯合人才培養模式

在美國，70%以上的新技術研發在企業完成，而中國的絕大多數企業幾乎沒有任何研發能力。借鑒德國的人才培養模式，加強高校與企業在人才培養方面的深度合作，在學校學習理論知識，到企業技術實習獲得實踐經驗，同時在實踐中認識到自己理論知識的不足，回到學校之后能夠更有效地進行知識的補充，以知識業態帶動產業業態。

（三）建立新的商業模式

產業鏈和價值鏈上相關企業之間，通過信息的共享和活動的協同，實現跨界融合。第四次工業革命的背景下，不同行業的企業之間的界限將越來越模糊，企業之間通過信息平臺建立起連接，使企業之間能夠共享信息資源，并面向消費者的服務開展合作，這將成為許多行業新的增長點，創造巨大價值。

（四）加強知識產權保護力度

知識產權在美日歐等發達國家是硬約束。但目前，中國制造業企業對于知識產權的認識不足、保護力度不夠，這將嚴重影響創新的連續性和積極性。企業應加強知識產權管理的能力和水平，投入足夠的資金，大幅提升企業的知識產權的國際競爭力。