德國工業4.0對國防科技工業信息化建設的若干啟示

■ 宋大曉　韓龍寶　龍 舟

德國工業4.0對國防科技工業信息化建設的若干啟示

■ 宋大曉韓龍寶龍 舟

2011年以來，德國工業4.0得到學術界和產業界的廣泛認同，并由民間概念逐漸發展為一項國家戰略。本文從分析工業4.0提出的背景及其內涵入手，結合國防科技工業的現狀，研究提出了工業4.0對國防科技工業信息化建設的若干啟示。

一、引言

在2011年的漢諾威工業博覽會上，德國相關協會提出了“工業4.0”的初始概念，目的是將物聯網等新技術應用于制造業。此后德國電氣電子和信息技術協會發布了德國首個“工業4.0”標準化路線圖，組建了由協會和企業參與的工業4.0平臺，并在2013年4月漢諾威工業博覽會上向政府推出德國工業4.0戰略計劃實施建議，目的是支持德國工業領域新一代革命性技術的研發與創新。德國電子電氣工業協會預測：工業4.0將使工業生產效率提高30%。

2013年，德國政府正式將工業4.0納入《高技術戰略2020》十大未來項目之一。該項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部支持，共同出資2億歐元，并將工業4.0目標設定為：德國成為先進工業生產技術的供應國和主導市場，引領制造業向高度信息化、自動化、智能化方向發展，提升德國工業的核心競爭力。

我國在2013年啟動并開展了“制造強國戰略研究”項目，提出“中國制造2025”戰略規劃。2014年10月李克強總理訪問德國期間，中德雙方發表了《中德合作行動綱要：共塑創新》，提出在工業生產的數字化（“工業4.0”）方面開展廣泛合作。

本文從分析工業4.0提出的背景及其內涵入手，結合國防科技工業的現狀，研究提出了工業4.0對國防科技工業信息化建設的若干啟示。

二、工業4.0提出的背景及其內涵

（一）工業4.0提出的背景

德國在歐洲乃至全球都具有強大的工業基礎，不僅在機械和裝備制造業領域占據領導地位，在工業自動化、工業信息感知與處理、通信等領域也擁有較高技術水平。德國歷來重視制造業，將其視為重要支柱產業，而為什么會在2013年提出工業4.0的發展戰略，主要有以下幾方面原因：

從全球競爭分析，2008年金融危機后，歐美等傳統發達國家重新認識到實體經濟尤其是制造業的重要性，特別是美國計劃發展以工業互聯網為核心的先進制造業，加上中國等發展中國家對中低端甚至部分高端領域制造業市場強力爭奪，對德國制造業形成雙重擠壓。

從其國內現狀分析，歐洲人口結構、生產成本等內在因素的嚴重制約，較低的出生率以及較好的醫療條件使得適齡勞動力比例大幅減少，勞動力短缺現象嚴重，加之能源、資源的緊缺大幅推高生產制造成本，更進一步削弱了德國傳統制造業競爭力水平。

在此情況下，為適應信息化時代去人工化、大規模定制生產、全球化資源配置等新發展趨勢，在未來制造業競爭中占據制高點，德國政府提出了工業4.0戰略，這個戰略是基于其在先進自動控制技術、復雜制造體系管理等方面的領先優勢和先進經驗而提出的。

（二）工業4.0的內涵

工業4.0主要是利用信息和自動化技術把產品、機器、資源和人有機結合在一起，通過虛擬和現實的互聯，建立以智能工廠和智能制造為主題的新的生產模式。它的主要意義在于：以信息物理融合系統（CPS）為基礎，進行產業鏈的橫向整合、網絡化制造系統的縱向整合以及端到端的生產流程整合，從而激發新的價值鏈和商業模式。它的核心在于實現兩個轉化：一是生產制造從基于產品分析到基于數據分析的轉化，通過數據分析優化生產決策過程，提高產品資源配置效率；二是從單純產品型產銷到基于工業物聯網的服務型產銷的轉化，滿足個性化生產需求，通過開辟新服務提升產品的賦予價值。

三、德國工業4.0與我國兩化深度融合的比較

為應對全球信息化技術迅猛發展帶來的新工業變革和挑戰，我國針對自身工業發展現狀提出了兩化深度融合的戰略，促進工業技術和信息技術相融合，務求以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化。兩化深度融合是以產品整合（產品信息化）、業務集成（研發制造環節信息化）為主要切入點，通過協同創新，帶動傳統產業升級轉型、新興產業健康發展。兩化深度融合與工業4.0戰略都強調將信息技術廣泛應用到整個產品的價值鏈和業務鏈，并將信息技術作為工業重要的支撐力量，應該說，其核心理念和訴求是一致的。

四、我國國防科技工業發展現狀與環境分析

發展現狀：第一，國防科技工業普遍具有多品種、小批量的產業特性，武器裝備訂貨批量和周期易受多方面因素的制約和影響；第二，若按德國的四階段劃分，我國國防科技工業處于工業2.0（開展以電能為動力基于勞動分工的大規模生產）與工業3.0（引入IT和電子技術的進一步自動化生產）之間，整體水平與德國有較大差距；第三，目前國防科技工業管理結構尚處于按行業層級管理模式，且在創新能力、高端人才上存在不足，缺乏復雜信息系統的實施、部署和管理經驗。

外部環境：我國核心技術、核心器件、高端工業軟件及系統仍對歐美國家依賴嚴重，對國防科技工業產業安全構成極大威脅；另外，我國現階段適齡勞動力充足，人口就業壓力相對較大，過度、過快推行全方位的自動化和智能化也可能會引發一系列社會問題。

五、工業4.0帶來的啟示

國防科技工業需認真學習智能制造的先進理念和先進技術，但由于發展基礎與需求不同，也不能照搬硬套，要結合發展現狀和需要，推進符合我國國防科技工業特色的兩化深度融合。德國工業4.0戰略對我們啟示有以下幾個方面：

第一，在國家頂層開展標準化和體系框架研究。德國政府把標準化作為實現工業4.0最重要的一環，我們也需要在政府有關部門的主導下，發展既符合智能化工業體系建設需要又符合軍工特點和安全可控要求的信息化標準以及體系框架。

第二，要分類、分階段推進。一方面，要充分研究不同軍工行業及其產品的特性，分類推進；另一方面，要分階段推進，可選取一批基礎比較好的單位進行智能化制造示范，大部分單位仍應把“十三五”工作重點放在深化信息技術在研發設計、制造、服務保障等環節的應用。

第三，提高軍工能力建設用軟硬件的自主可控水平。建議加大對武器裝備科研生產能力建設用軟硬件自主化的投資力度，并出臺相關政策鼓勵采用自主知識產權產品。

第四，加強人才隊伍建設。數字化武器裝備科研生產體系建設離不開人才的支持，需要一方面加強對高端領軍人才的培養和引進，另一方面著力建設終身學習和持續職業發展計劃幫助產業工人應對工作和技能的新要求。

1.王喜文.德國工業4.0本質，《進出口經理人》，2014（8）:22-23.

2.郭政.標準引領德國工業升級——德國工業4.0中的標準化戰略及其啟示，《上海質量》，2013, (10):22-26.

3.王喜文.工業4.0：智能工業，《物聯網技術》，2013（12）:3-6.

4.齊治平.德國工業4.0：制造業的未來？《決策》2013（9）：71-72.

（作者單位：中國國際工程咨詢公司）