第1章 制造业与制造体系：新形势下产业范式的变迁
制造业是国民经济的主体，制造业的发展和进步承载了人类薪火相传的历史。正是在这一历史演进中，人们不断探索，重新认识制造业及其发展道路，推动制造业持续发展。“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”和“建设美丽中国”是对当代中国制造业发展新形势的深刻把握和自觉认知。改革开放40余年，从产业转型的视角看，就是一个范式变迁的过程。站在新工业革命的时代起点上，实现现代化“两步走”战略目标，关键在于持续推进技术进步和模式创新驱动下的产业范式变迁。西部地区制造业升级的基础薄弱，大多数制造行业还处于初级发展阶段，缺乏先进的绿色技术与创新能力。明晰国内外制造业发展概况，了解西部地区制造业及制造体系的发展沿革，探析西部制造体系绿色化发展进程中存在的问题，探索西部地区制造体系绿色化趋势，是构建西部地区绿色制造体系的前提。
1.1 制造业
自18世纪60年代第一次工业革命开创了以机器代替手工劳动的时代以来，人类社会先后经历了电力技术革命、计算机及信息技术革命，至今正在经历着以生产高度数字化、网络化、智能化为标志的第四次工业革命。制造业是现代工业的基石，在信息技术、新能源和新材料等重要领域和前沿方向已产生革命性突破，全球范围内新一轮产业变革将蓬勃兴起。从英国、德国、法国到整个欧洲大陆，从美国到日本，大国的崛起总是伴随着其制造业的高速发展。制造业作为一个国家的经济基础，关系到国家安全和繁荣，提高制造业的国际竞争力是建设世界一流强国的必经之路。2008年金融危机后，全球的制造业竞争格局进入新一轮的调整期，各国纷纷提出了新的战略以谋求在新一轮经济增长中获得优势。明晰制造强国的制造业现状与我国的制造业发展现状，有助于明确我国与制造强国之间的差距，并根据我国制造业现实背景及发展需要探索出具有中国特色的制造业与制造体系发展之路。
1.1.1 制造业的内涵与分类
为明晰制造业的概念，首先结合文献对制造的概念予以界定。迄今为止，学术界比较认可的定义为国际生产工程协会对制造的解释，即制造是人类根据所需目的，使用主观掌握的知识和技能，通过手工或可利用的客观物质工具，使用有效的方法将原材料转化为*终物质产品并将其投放市场。具体包括市场调研和预测、产品设计、选材和工艺设计、加工、销售及售后服务等产品生命周期内一系列相互关联的活动。
明晰了制造的概念后，还需对制造企业进行定义才能对制造业有准确的理解。学术界对制造企业的认识不断深化，随着制造模式的不断变化，制造企业的概念也在拓展。表1-1为制造企业概念的代表性观点。
表1-1 制造企业概念的代表性观点
通过对文献的回顾，本书将制造企业定义为：通过生产与制造，对生产要素进行重新组合，将低附加值的物料转换为高附加值的消费品与工业产品，其生产运营过程是原材料与产品价值增值的关键。制造业是制造企业的集合，对该集合的解释也处于不断变化中，表1-2为制造业概念的代表性观点。
表1-2 制造业概念的代表性观点
基于不同学者对制造业的不同解释，本书结合当前经济技术发展状况，将制造业定义为对自然材料及工业生产原料进行加工、再加工的部门，生产产品支撑国民经济其他部门的运营，且为社会提供各类消费品，其劳动对象是农业生产出的各种天然产品或原材料，其生产过程是加工制造，而产出则是生产资料或消费品。
制造业的分类直接决定着研究对象，通过对文献和相关政策的归纳与研究，本书整理的制造业分类代表性观点见表1-3。
表1-3 制造业分类代表性观点
我国经济增长所面临的资源、环境约束日趋强化，这也要求我国从依赖有形要素投入的粗放型经济增长方式，转变为依赖技术等知识投入的集约型增长方式。因此有必要从要素密集度角度出发考察制造业结构变动趋势，本书将我国制造业分为劳动密集型、资源密集型、资本技术密集型三类 (表1-4)。
表1-4 制造业分类
1.1.2 国外制造业发展现状
1. 德国
德国是老牌的装备制造强国，其在制造业方面的研究、开发与生产，以及对复杂工业过程的高效管理均处于全球领先地位。凭着强大的机械和设备制造业、在嵌入式系统和自动化领域的高技术水平以及世界显著的信息技术水平，德国长期以来一直是欧洲工业制造业的领导者，是全球制造业中具竞争力的国家之一。德国是个强大的工业国家，拥有完备的智能制造工业基地，其核心技术和组件基本可以独立开发和制造。现下，软件密集嵌入式系统是德国工业4.0的核心，而工业4.0已成为“智能制造”的全球代名词。德国政府于2013年推出了一项100亿欧元的高科技战略，以支持工业领域新一代革命性技术的研究、开发和创新，并将工业4.0作为国家计划，聚集了顶尖工业企业，以提高德国的工业竞争力，使其在新一轮工业革命中抢占先机。依托强大的产业基础和有效的政府组织，德国的众多项目中已显现工业4.0的雏形。目前，德国已经具备独立发展智能制造的完整生态系统。以德国西门子数字化工厂为例，该厂从1989年投产至2014年，在占地面积与员工数量基本保持不变的情况下，产能比25年前翻了8倍。西门子的这所“未来工厂”正是德国工业4.0的产物，该工厂通过高度的数字化和自动化提升生产效率，*快可以实现每秒生产一件产品，且一次通过率高达99.9985%。
2. 美国
目前，制造业正处于可持续、智能、安全且迅速崛起的阶段，未来将突出先进技术发展与创新发展的特征，而美国或将继续成为这一阶段转型的引领者。为了在制造业领域继续保持优势，2012年，美国国家科学技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》，随后推出了国家制造业创新网络计划(National Network for Manufacturing Innovation，NNMI)(即“制造业美国”，Manufacturing USA)，该计划得到了美国商务部(Department of Commerce，DOC)、国防部(Department of Defense，DOD)以及能源部(Department of Energy，DOE)的支持，为达成计划目标奠定了基础。美国以研究机构为基础，联合学术界、产业界、州政府和联邦政府，创建公私合作伙伴关系，召集了一批先进制造商来保持其制造业的活力与创新，其中包括波音公司、通用电气、强生公司等。美国科技处在较高的水平，正在开发的先进制造技术引入了智能互联的概念，建造智能互联的产品和工厂，并在预测分析与先进材料方面也处于世界领先水平，掌握了未来制造业的核心竞争力因素。美国致力于将公司与个人、技术、资本建立联系，且产生协同效应，取得了突出的成就，构造了一个各因素间紧密联系的创新生态系统，通过该系统进行研发投资，能够创造巨大的价值。中国与美国处在制造业大国的头两位，据工信部数据，2021年中国制造业产值约4.864万亿美元，美国约2.3万亿美元，中国制造业增加值占全球的比重约为30%。美国在知识密集型和创新密集型的高科技制造业领先，如计算机、电子、半导体、医疗器械、精密仪器、光电元件。中国有三种制造业领先，一是劳动力密集型，如纺织、服装、皮革、玩具、家具；二是资源密集型，如煤矿、造纸、炼铁；三是能源密集型，如焦化、钢铁、水泥、橡胶、塑料。
3. 日本
日本的制造业对其国民经济的发展起着至关重要的作用。第二次世界大战后，日本通过发展原料工业与重化工业，迅速实现了经济复苏和赶超。20世纪80年代，日本进行产业结构调整，并发展技术密集型产业，在工业机器人、半导体与集成电路等高端制造业领域取得突破，实现了经济长期稳定增长。即使进入“衰退的十年”，日本制造业增加值占国内生产总值(gross domestic product，GDP)的比重也仍然保持在19%以上，制造业持续支持着日本经济的恢复与发展，仍是当今日本经济复苏的根本动力。自20世纪90年代以来，由于新兴经济体的崛起和国内劳动力成本的上升，日本制造业空心化开始加剧。2008年国际金融危机爆发后，日本制造业也开始适应国内外环境的变化。一方面，日本传统制造业企业开始积极剥离辅助业务，部署智慧城市、新能源等高新技术产业，积极进行产业升级；另一方面，日本的关键设备和精密零部件技术水平仍处于世界领先地位，制造业向高端制造发展。长期以来，日本能够成为第三大经济体主要是由于其强大的制造业，但是近年来，随着日本经济疲乏、失业率居高不下、人口老龄化严重等社会问题日益严重，日本制造业正在进入一个严峻的时期。保证制造业的优势，是解决日本国内众多问题的重要举措。为了应对全球制造业升级，解决不同制造企业之间的“互联制造”问题，促进制造业的发展，2015年日本提出“工业价值链”(Industrial Value Chain Initiative，IVI)。2016年日本智能制造参考框架(Industrial Value Chain Reference Architecture，IVRA)的正式发布，标志着日本智能制造拥有了一套适应本国国情的完整的骨架。日本制造从三个层次实施行动，以IVI计划推动日本制造的联体发展，以物联网(internet of things，IOT)推进实验室创新，在机器人制造方面以工业机械和中小企业为突破口，探索领域协调及企业的合作方式。由以上三大战略，共同促进新时期日本制造业的发展。
4. 英国
作为第一次工业革命的发生地，英国一直享有“现代工业革命的摇篮”和“世界工厂”的美誉。自20世纪80年代起，英国制造业发生了重大的变化，“去工业化”战略的提出，使得英国将汽车等许多传统产业转移到劳动力以及生产成本相对低廉的发展中国家。然而在这一时期，英国还是形成了一批具有高创新力和竞争力的企业，主要集中在航空航天以及制药等领域。直到2008年，受到金融危机的沉重打击，英国政府深刻意识到仅以金融为中心的服务业无法继续让其保持国际竞争力，必须重振制造业。在以上背景下，通过分析制造业面临的机遇与挑战，英国于2012年提出了工业2050战略，拉开了制造业升级转型的序幕。该战略旨在敏捷响应消费者需求、把握住机遇、保持可持续发展以及培养高素质人才四个方面。同时建立新能源、嵌入电子、智能系统、生物技术以及材料化学等领域的创新培育点。
2008年由美国次贷危机引发的金融危机*终导致世界经济危机，严重伤害了实体经济，至今尚在缓慢复苏。危机促使人们反思：怎样看待制造业？如何通过重振制造业，重建实体经济与虚拟经济之间的平衡？人们看到，新自由主义的放任自私、追求杠杆效益、倡行“去工业化”，导致制造业日趋“空心化”。而如今，制造业再次成为全球经济竞争的重点，为重新发展制造业，各国均制定了相应的再工业化战略。德国政府在《德国2020高技术战略》中提出工业4.0，美国提出先进制造业伙伴计划(Advanced Manufacturing Partnership，AMP)、国家制造业创新网络计划(National Network Manufacturing Innovation， NNMI)，日本在2014年版《制造业白皮书》中提到重点发展机器人产业，英国发布工业2050战略等。另外，越南、印度等一些东南亚国家依靠资源、劳动力等比较优势，以低成本的优势开始由劳动密集型制造业向中低端制造业转型。
1.1.3 国内制造业发展现状
中华人民共和国成立70余年来，我国制造业所获成就举世瞩目，已成为国民经济增长的支撑力量，并形成了一套独立且完整的产业体系。但我国在制造业发展的许多方面还存在不足，与发达国家相比，问题依旧突出，如何将中国制造转变为中国创造，提升中国制造业的全球竞争力，未来的任务依然艰巨而紧迫。
(1)我国制造业“大而不强”的问题依然突出。2020年，我国工业产值占国内生产总值的30.81%，我国的工业增加值达到31.31万亿元，对全球制造业的贡献率接近30%。2010年我国的制造业产值首超美国跃居全球第一；截至2022年6月，在500种主要工业产品中，我国有40%以上产品产量居世界第一。然而我国制造业存在人均规模较小的问题，
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