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德国工业4.0的“土壤”:中国制造2025的反思
发表时间:2015-09-29   |  来源于:澳门金沙游戏平台原创  |  编辑:工控网  |  点击数:771 
   在德国有过收购经验的中国制造业企业,都会发现一个怪现象:当他们给德国的标的企业注入资本,改善其财务环境后,这些曾经濒临破产边缘的企业大多都能起死回生;然而,如若他们试图把收购的德国制造业技术拿回中国进行二次市场开发,则大多以失败告终。似乎有一些超越财务和技术的力量,像经脉一样连接着制造业的脊椎和肋骨。
      美国学者把这种塑造制造业竞争力的力量,归纳为“产业公地”(Industrial Commons),即:研究所、技术工人以及供应链的聚集带来产品和工艺的渐进性创新。并认为这是美国在经历产业外包后亟待恢复的部分。而英国学者则在制造业的共性因素基础上,挖掘出德国制造业所特有的“非市场性协调”(Non-market Coordination),即:供应链、集成商、银行、商会、研究所、职业培训机构、工会与公共部门等主体之间紧密的相互作用,从而使得德国制造业企业能够在社会网络中获益,并不断进行渐进式创新。
      在德国制造业走向成功的过程中,政府仅仅扮演“促成者”:找寻市场失灵的症结,优化宏观经济环境,设计国家创新体系。即便是在两德统一初期的艰难时期(那时德国一度因社会保障体系与实际经济实力之间的严重错配,导致失业率超过10%、财政赤字高企,进而被称为“欧洲病夫”),德国制造业的出口规模也仍然让发经合组织(OECD)国家嫉妒。
      强劲的可贸易部门带来财富增进、金融体系对实体经济起到有效杠杆作用、政府对科研体系与社会福利体系保持持续性投入,以上述特征为代表的德国模式,不仅成为东欧转型经济体的学习范本,更在后金融危机时代,成为OECD国家重振制造业的借鉴对象。OECD将其称为“包容性增长”,即所有的经济参与者都能享受到经济增长所带来的福利。

       渐进式创新与学习曲线
从产业结构来看,2013年德国制造业总增加值占GDP的22%,而同年欧盟平均水平为15%,日本为19%,美国为12%。并且,大量盘踞在产业链上游的中小企业构成了德国制造业的脊梁。
      根据德国工商总会2011年的数据,德国有350万家雇员不超过500人的中小企业,它们雇佣了德国工业80%的劳动力,对GDP的贡献率达50%。这些中小企业在细分市场精耕细作,通过持续的研发投入,给产品或工艺流程带来渐进式创新,从而保持自身的竞争力。
      它们或成为集成商供应链上的一环,或有着自己强劲的海外战略,逐渐发展成为“隐形冠军”。根据罗兰贝格企业整理的数据,德国制造业中共有1300家“隐形冠军”,它们平均员工2000人、营收超过3.15亿欧元、90%的产品出口;其出口额占总出口的61%。
      而对于那些集成商来说,海外市场同样是营收的源泉。在德国法兰克福DAX指数排名前30的上市企业中,化工、医疗、车辆、机电、电子等制造业企业的国际化业务比重超过80%。
      德国制造业当前的良好状况,不仅得益于历经十余年优化而大为改善的国内宏观经济环境,以及对新兴市场的积极开拓,更是基于工业革命后在技术发展路径上的渐进式创新。这与中国改革开放后,基于劳动力、土地、资金等要素,通过参与国际产业链分工,进而实现制造业新的市场化发展的路径截然不同。
      18世纪末期,后发的德国抓住工业革命的尾巴,在鲁尔区进行矿业开采,并以此为基础,进行大规模机械生产与钢铁制造。采矿业、能源业和制造业,它们产生、传递、消耗能源与材料,三者之间相辅相成,共同构成工业体系的基础。
      虽然采矿业与能源行业随着德国的社会演进,在工业中的构成发生较大变化,但是作为能源消耗主体之一的制造业却不断壮大,效率也不断提高。
      曾经以水力驱动的磨坊被淘汰,然而,机械传动中最基础的齿轮设计与制造工艺却得到极大发展,成为机床、汽车与工业机器人的核心。蒸汽机已经只能在博物馆见到了,但提高驱动效率的涡轮则随着材料工艺的发展,演进出车辆的涡轮增压发动机、电站的发电机组,以及被誉为“工业之花”的航空发动机。
      随着战后微电子行业的发展,德国在1956年研制出第一台数控机床。它一方面在已有制造业的基础上,发展出包括机电、液气压、激光、刀具、数控等在内的完备产业链,另一方面又极大地提高了制造业的自动化效率。
      机电与材料加工业的发展,有着漫长的数据积累过程。它除了需要集成商对产业链的整合能力,更需要产业链的专业分工,并依赖用户在使用过程的不断反馈,从而进行工艺改善。这种产业业态不但造就了大量盘踞在产业链中上游的中小型企业,也塑造了德国制造业的“学习曲线”,先发者通过渐进式创新,不断申请新的工艺专利;而后发的竞争者则需要漫长的过程,才能逐渐接近先发者的工艺水平。
可以说, “学习曲线”、规模经济和自动化,是德国制造业竞争力的核心。
      
       产业体系的演变
      随着东亚经济体加工业的发展,以及东亚的城市化、技术提升和能源转型等国际经济格局的变化,德国与其他传统制造业强国一样,从轻工业开始,那些生产率低的部门逐渐被转移出去。一度,这也让德国产业界与政策界担忧。
      然而,由于环境保护法规愈发严格,全球人口结构老龄化,德国传统的机械、化工、电子行业又发展出了新的产业链,并持续享受“学习曲线”的红利。
      基于泵、排气滤机、齿轮、涡轮等机械机电的零件工艺,以及化工工艺的积累,清洁技术、垃圾处理、节能环保等新产业应运而生,并发展出环境管理体系、物资流通会计、全生命周期分析等新的企业管理形式与商业模式。
      而在电磁、光学、半导体产业基础上,德国又发展出医疗检测设备、晶体制备设备、超分辨率显微设备、激光设备等行业。尽管东亚经济体因贴近市场而在液晶显示、新能源电池等新兴产业的下游发展迅猛,然而,上游的装备产业往往依然留在传统制造业强国。以德国MOCVD(制备晶体材料所需的气相外延生长设备)巨头Aixtron为例,其83%的客户来自于亚洲。
      这种随着技术路径演变所带来渐进式创新的模式,使得德国出口结构呈现出机械品、车辆和零部件、化工产品、电子产品四大巨头并存的局面。它们分别占德国2013年出口总额的18.3%、16.6%、14.7%和9%(根据德国贸易与投资署数据)。尽管德国2013年出口总额为6210亿欧元低于中国同期的2.21万亿美金,但是人均出口额则是中国的6倍多。
      市场需求在不断变化,产业变革也一直在发生。从服装、家具到消费电子、汽车等行业,消费者变得越发多元化。这就使整个制造业从最终用户到零售商、集成商、一级供应商再到整个供应链系统,每一层级都对上一层级提出定制化需求。
      这种变化已不能再通过传统的“学习曲线”、规模经济和自动化来应对。因此,德国制造业提出“工业4.0”概念,试图把生产、流通、消费等每一个环节都进行数据化处理,从而实现更灵活的制造管理与产业链管理。实现“工业4.0”,一方面基于德国已有的机电产业,一方面要对嵌入式系统的基础器件与应用层进行研发,以提升制造业的效率。
      而传统的制造业部门,亦在产品销售的基础上,演化出解决方案、物流管理、咨询服务、融资租赁等与服务业相融合的商业模式,从而进一步提高制造业的利润率。

        产业升级的润滑剂
      对于工业企业而言,资本来源主要体现为未分配利润、银行贷款以及股票三种形式。伦敦政治经济学院的汉克博士(Bob Hancke)与库特勒博士(Steve Coulter)研究发现,德国工业企业的资本渠道主要是未分配利润与银行贷款。这种特殊的金融制度,一方面为那些作为德国出口脊梁的中小企业提供了稳定的融资,另一方面保证了它们的股权不被稀释,从而让企业得以专注于对创新的长期投资。
      除了家族资本对产业的控制外,德国制造业中小企业三分之二的资本来自于地方性储蓄银行。这种股权结构也体现在企业的监事会上,它和董事会共同构成了德国特有的“二元委员会制”。
     监事会由劳资双方的代表组成,因此,它的成员往往包括了当地的银行、政府机构,甚至交叉持股的其他企业。虽然企业日常的运作依然由董事会制定,但是监事会则对企业的重大决策具有很强的影响力。
      在这一层纽带之外,根据德国法律,所有德国企业都需要参与工商会,而工商会本身则完全由私营部门出资建立,成为成员企业利益的代言者。工商会、专业工程师协会等非市场性机构与银行一起,共同为企业提供外部网络,帮助其获得关键的市场与技术信息。这也无怪乎在德国,甚至有竞争关系的企业,也会针对共性技术进行联合研发。
     除了对外部信息的获取,制造业企业之间的“非市场性协调机制”还体现在德国的公立应用性研发体系对提升企业竞争力的帮助上。
     迫于成本压力,国际化的德国制造业对渐进式创新有内生动力。德国产业界对研发的高投入并非凭空而来,除了基于技术积累的企业内部研发,它还依赖于公立应用性研发体系,其中包括成立于1949年的弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer-Gesellschaft)。
      弗劳恩霍夫协会的科研定位,处于获取新科学常识的基础性研究与产品开发为导向的企业研发之间。它由下属66家研究所组成,研究领域涵盖高分子聚合物、集成电路、二维材料等广泛领域,主要通过来自产业界的科研合同与专利转让获得研发经费。其中,弗劳恩霍夫集成电路研究所与西门子集团在医疗器械领域的研发合作,以及其因MP3格式而获得的高额专利费,是其中的经典案例。
      经历过早期的艰难发展,该协会逐渐形成“弗劳恩霍夫模式”:协会旗下研究所的年度总经费中,只能有30%来自于公共部门,其中,联邦与州政府出资比例为9∶1,而余下的70%则必须来自产业界。这个机制在很大程度上,既保障公立研究所对技术产业化的促进作用,又避免公共资源在商业环境中的滥用。除弗劳恩霍夫研究所外,卡尔斯鲁厄技术研究所和德国的工业大学亦扮演类似角色。
      得益于这种公立科研体系,产业界的研发成本与风险大幅降低。2011年德国总体研发投入达755亿欧元,为当年GDP的2.88%。其中,企业投入的研发费用占比高达67.7%。据欧盟委员会统计,德国企业的研发投入在欧盟28国中名列榜首,占到欧盟全部企业研发支出的三分之一以上。

        市场失灵的解决办法
      没有系统是完美的。公共部门的职责,就是找到市场失灵之处,并对其进行恰当修补。
      1990年两德统一后,联邦德国遭遇了生产率低得多的民主德国。一度,德国社会保障体系开支与实际经济实力之间,产生了严重的错配。失业率超过10%、社会保险成本大幅攀升,致使财政赤字一再超过欧盟所指定的3%上限,给德国带来“欧洲病夫”的称号。
       1999年至2005年期间,时任德国总理施罗德(Gerhard Schroeder)对劳动力、资本等要素市场,以及税制、福利制度等二次分配机制进行了大力度的改革。
      这期间,德国企业、公会、行会、资本之间达成妥协,德国失业率从2005年的11.2%降低到2014年的5%,相比之下,法国2014年的失业率是10.3%。与此同时, 2011年至2012年期间,德国平均劳动力成本仅上升8.4%,同期欧盟则高达24%,德国劳动力的生产力水平却比欧元区高出13%。
       宏观环境的优化,使德国制造业避免了如南欧一样,随着要素成本的提高而陷入泥潭。
       德国制造业的这种产业发展模式,往往适用于成熟产业,并能带来稳定的渐进式创新,但也让德国企业鲜见颠覆式创新。
       根据OECD的衡量标准,研发经费在OECD全部经济产出中占比达到2.5%至7%的产业,称为高科技产业,超过7%的则为尖端技术产业。
       根据德国经济研究所数据,2011年德国高科技产业占国内增加值(Gross Value Added)的8.1%,同年日本为4.9%,美国仅为1.7%。这与德国在渐进式创新产业的竞争力相符。但德国尖端技术产业只占国内增加值的2.5%,美国是2.9%,日本高达3.3%。
       欧盟委员会的创新体系分析报告显示,2014年德国的创新指数(评价体系见附表)相当于欧盟平均水平的122%,在欧盟内部名列第四,仅次于瑞典、丹麦和芬兰。值得一提的是,韩国的创新指数为欧盟平均水平的124%。
       德国联邦政府一方面推动德国的高科技战略,加大对光学、新材料、生物技术等尖端技术和颠覆性技术的研发投入。另一方面,考虑到金融危机后虽得以稳定,保守的德国资本市场、德国政府还是在传统的科研经费投放,以及针对中小企业的研发扶持外,增加了一系列旨在鼓励技术市场化和企业家精神的政策。其中包括领先聚集区政策、促进高校与研究所研发团队创业的孵化机制和公立风险投资等。
      这些领先聚集区立足于尖端技术的产学研融合,超越了传统的产业聚集概念。它往往会确立若干由产业界和学术界共同参与、并5:5出资的联合研发项目为新兴产业链的旗舰项目,以此打造公私合营的生态体系,孵化体系中的初创型企业,从而降低创新中的“市场失灵”。德国各界希翼,这些领先聚集区能够保持并增强德国制造业的全球竞争力,同时解决能源转型、人口老龄化等社会问题。
      考虑到中国制造与德国制造业在产业结构、发展路径、工业金融、公私关系以及商业学问等方面的差异,德国模式没有办法照搬到中国,但德国制造业所依赖的“产业公地”和“非市场性协调”机制,依然值得中国借鉴。因为产业共性技术研究很不到位,以及政府与市场间的“无人区”负效应,正是中国制造业升级的瓶颈所在。
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