德美等發達國家新一代紡織革命

馮維（德國4flow公司咨詢顧問）

德美等發達國家新一代紡織革命

馮維（德國4flow公司咨詢顧問）

紡織與纖維技術的研究，在美國、德國等發達國家已經成為了一股新的潮流。最近，美國宣布成立了國家制造創新網絡中的最新一家——革命性纖維與織物制造創新機構。此機構由美國國防部負責創建，并由麻省理工學院牽頭開展研究。至于德國，早在兩年前就確立了名為“未來紡織”的國家級戰略，將其和工業4.0進程緊密結合在一起，意圖通過新一代紡織產品及其運營模式的研究來鞏固德國制造業的競爭力。

曾經是“傳統”代名詞的紡織業，為何在美國成為了“革命性”的研究領域？又為何在德國成為了關系到制造業“未來”的國家戰略？讓我們來一窺究竟。

美國的革命性纖維與織物制造研究

制造業在美國的涅槃，是基于美國各界對于紡織新趨勢的清晰認識以及對行業的準確定位。事實上，創新性產品近年來引領美國紡織業取得了顯著的增長。金融海嘯以來，其紡織業體量不減反增，從2009年至今，出貨量和出口額都獲得了兩位數增長率，并且成為了解決美國就業問題的生力軍。

革命性纖維和織物與之前的主要區別在于：它是多材料、多結構的智能纖維，集多種功能于一身。尤其在美國，數字化革命和物聯網技術的飛速發展與紡織/纖維技術交匯融合，催生了“智能纖維”這一重要產業。智能纖維往往植入了傳感器（從而也被稱為“電子纖維”），并可以直接編織成衣物來實時測量人體的健康狀況，因此在醫療保健、體育等領域有著廣泛的應用前景。行業研究公司Tractica LLC預測，基于新型纖維的智能服裝市場到2020年有望比2013年增長三十多倍。而更為廣義的智能纖維/織物市場也有著同樣強勁的增長勢頭。

新型的革命性纖維和織物與國民經濟的各個領域緊密結合，產生了大量全新的應用。美國國家自然基金會等官方機構組織了專門的研討會，定義了十二大應用領域，包括農業、建筑、國防、基建、家居等，彰顯出新型紡織和纖維產品的應用呈現出遍地開花的趨勢。例如，創新性的碳纖維材料可以助力汽車和飛機的輕量化、新模式制造。美國已經開發出用3D打印技術生產的電動車，以碳纖維和ABS塑料作為主要原材料。除了民用之外，新型紡織和纖維在國防領域的重要性也與日俱增，可以用于制造高性能降落傘、移動數據處理和儲能裝備等，從而顯著增強軍隊的戰斗力。

革命性纖維和織物研究的重要價值，使得它成為了美國著名高校和科研院所的熱點，以及美國政府部門的重點戰略。在學術界，麻省理工學院（MIT）牽頭數十家院校和公司建立了美國先進功能織物聯盟（AFFOA），開展全國范圍內的產學研合作。從官方層面來說，纖維和紡織研究已經成為美國國家制造業創新網絡的重要分支之一。此外，美國也還有更多的官方機構參與到纖維和紡織的創新研究中來，包括美國國防部、美國商務部、美國能源部等權威機構。

德國的“未來紡織”研究計劃

在德國，紡織業的轉型升級被提升到了國家戰略的高度，并通過德國聯邦教育與科研部、經濟與能源部等部門來引導和資助有關項目。德國紡織業振興的三大戰略目標是：一要通過產業升級改造，振興德國傳統紡織業基地；二要將紡織行業作為工業4.0的急先鋒，引領德國的創新發展；三要著眼于國際產業的重新布局，致力于將紡織業遷移回德國和歐洲。

從2014年起，德國確立了對于整個紡織行業進行升級改造的國家級戰略，名為“未來紡織”項目。其戰略判斷是：紡織已經不再是一個傳統的行業，而是基于新材料、節能環保、智能產品等創造出的全新的行業、產品和服務。德國已明確提出了紡織業提升的定位——要讓紡織業持續成為德國最有創新活力的行業之一。

從地區來說，德國人將“未來紡織”這個國家級戰略項目定在東部的薩克森州/圖靈根州一帶，是經過深思熟慮的。這里本來就是德國傳統三大紡織業地區（薩克森州/圖靈根州、北萊茵威斯特法倫州、巴登符滕堡州）之一，有著良好的傳統以及大量相關的產業，也有許多紡織領域的科研院所。通過這一核心地區的產學研合作、重點突破，可以吸引德國各地的科研院所參與，從而以一個地區為支點來帶動全國的產業升級。

德國紡織業創新戰略的提出和工業4.0的進程是密不可分的。未來紡織工作組對自己的定位也是如此描述：“第四次工業革命之下，為傳統行業構建的未來模型”。其基本判斷是：工業4.0給制造業帶來了前所未有的深度變革（包括個性化、柔性化、顧客集成等）。從而給各個行業帶來了新的理論基礎和制高點。紡織業作為德國歷史悠久的優勢行業之一，也必然要乘其東風重新崛起。

在具體研究中，德國產學研機構也致力于推動紡織與其他領域的跨界融合，并且已經產生了許多值得關注的成果。如智能衣物、可循環回收的電子材料、具有光伏特性的柔性纖維等。鑒于紡織/纖維產品的應用越來越廣泛，德國紡織學會在其2025遠景分析中明確定義十大“跨界”應用方向，包括醫療保健、出行、未來城市生活、建筑、能源、食品等。在每一個領域，紡織行業的創新都大有用武之地。

為了應對全新的跨界融合時代，德國紡織業開始采取新的運營模式，意圖更加有效地布局國際產業，振興本國經濟。例如阿迪達斯牽頭的SPEEDFACTORY項目，在德國聯邦經濟與能源部的支持下，致力于將運動鞋的產能轉移到德國等發達國家，并且即將實現全面量產。項目組宣稱：SPEEDFACTORY意味著制鞋業全新時代的來臨，運動鞋等產品的生產將無比貼近客戶。3D打印等技術和新型紡織材料使得供應鏈被無限縮短，從而讓敏捷的德國本地生產取代了飄洋過海而來的亞洲廉價制造。

小結

曾經“傳統”的紡織業，在美國和德國已經脫胎換骨，進入了全新的時代。這一時代的來臨，主要是憑借著兩股東風：“第一股東風”是紡織纖維技術本身發展到了新的階段，基于纖維（碳纖，玻纖，陶瓷等）的復合材料在性能和應用上有了本質性的突破，并且有著巨大的潛在市場?！暗诙蓶|風”則是新一代的制造業革命：德國的“工業4.0”將紡織業作為首要突破口之一，而美國的物聯網技術和數字化革命也和紡織業密切融合，催生出全新的產品和應用場景。

新一代紡織和纖維產品超越了穿衣和美感的傳統概念，在力、熱、電等方面擁有不同以往的高性能，并集成了數據傳輸、能量存儲等全新應用，因此和汽車制造、醫療、環保等領域產生了突破性的融合。有鑒于此，德國紡織協會定義了十大跨界創新領域，作為2025年的遠景研究方向；美國更是定義了十二大應用領域，使得紡織的創新應用呈現出燎原之勢。為了推進創新進程，兩國都提出了相應的國家級戰略，由聯邦政府部門、國防部等機構牽頭，推動全國范圍內的產學研機構廣泛參與，為其新型紡織業未來的全球領導地位奠定基礎。

對于中國來說，應該高度重視這一領域的研究動向，深入體會發達國家將其提升為國家創新戰略（甚至國防研究重點）的本質原因。事實上，德國和美國面臨的一些問題（如低成本國家的廉價產品威脅、傳統產業基地亟待轉型等）與中國十分相似。如果能夠細心體會和學習其創新轉型思路，對于中國上海等有著悠久紡織業傳統的地區也會頗有啟示。

本文作者馮維博士畢業于清華大學，曾在德國亞琛工業大學和美國威斯康星大學學習，并在西門子等世界500強企業擔任過管理工作，目前在德國4flow公司(供應鏈咨詢，軟件和第四方物流服務供應商)擔任咨詢顧問。他長期關注制造業先進動態，對于產業升級轉型有著獨到的理解。