德國“工業4.0”在江蘇工業轉型升級的應用

徐平平

摘要：文章通過從工匠精神、創新能力、柔性制造、跨行業合作四個方面詳細概述了德國“工業4.0”的實踐精要。在此基礎之上，提出“工業4.0”在江蘇工業應用中的具體建議舉措，以期推動江蘇工業的轉型升級。

Abstract： This paper gives a detailed overview of the practical essentials of "Industry 4.0" in Germany from four aspects of the craftmanship， the creativity， the flexible manufacturing and the cross-industry cooperation. Based on the above findings， it puts forward the specific suggestions of industrial application on "Industry 4.0" in Jiangsu， with a view to promoting the transformation and upgrading of industry in Jiangsu.

關鍵詞：工業4.0;轉型升級;江蘇

Key words： Industry 4.0;transformation and upgrading;Jiangsu Province

中圖分類號：F451.6;F427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0221-03

0 ?引言

“工業4.0”由德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子和博世等企業等聯合發起，是德國政府積極推進的新一代工業升級戰略，致力于構建智能生產網絡，推動工業生產制造由自動化向智能化和網絡化方向升級[1]。在全球制造業發展的“新浪潮”之下，江蘇工業也面臨著轉型升級的艱巨任務。因此，德國工業4.0的實踐路徑對江蘇工業具有及其重要的借鑒意義。

1 ?工業4.0的實踐精要

1.1 極致的工匠精神，穩固四大傳統產業地位

德國200年以上的老牌家族企業數量位居全球第二。這些百年老店堅持精益求精，堅持穩健第一、速度第二，注重長期規劃、立足時代傳承，樹立德國制造“工匠精神”，打造德國制造金字招牌，力求制造創造新輝煌。德國的汽車及其配件業、機械設備制造、電子電氣工業和化工工業是德國傳統的四大支柱產業。其中，汽車行業長期穩坐德國制造業領頭羊位置，不僅研發投入最多，研發強度也遠超其他國家，是德國高附加值制造的典范，近兩年德國高檔汽車市場份額在中國都占據第一位（見表1）;機械設備制造業是德國就業人數最多的行業，而且在生產技術和研發領域擁有兩萬多種“又精又專”產品，排名世界首位;電子電氣工業是德國第二大工業產業，電子電氣技術世界領先，電子元件出口的80%以上進入歐盟，擁有像西門子、博世等知名龍頭企業。

1.2 超一流的創新能力，夯實德國制造影響力

世界經濟論壇發布數據顯示德國以87.5分排名全球最具創新能力的國家（見圖1）。德國聯邦政府、企業、非盈利機構以及國外分支機構是德國研發資金的主要來源。依據德國聯邦教研部（BMBF）最新發布數據顯示，德國全社會研發總支出達到922億歐元，占德國國內生產總值近3%，為歷年來之最，這個數據不僅超過了美國而且遠超歐洲平均水平。德國企業研發投入極高，員工超過500人的大企業研發投入R&D占企業研發總投入的87%，員工少于250人的中小企業約占9%。德國汽車制造業、機械設備制造業、電子電氣工業和化工制藥工業產值占總體工業產值的46%，相應產品份額達到全球的11.6%，處于歐洲領先地位。德國研發人員超過65萬，另外在高校從事研發的外國科學家還有4.3萬多名。德國科學論文高被引百分比達到12.2%，位居世界第一。德國全球專利擁有量達到371件每百萬居民，遠超美國（200件）和中國（37件）。

1.3 個性化的柔性制造，實現精益生產最大化

在汽車行業，德國工業4.0帶來的數字化生產幫助汽車制造商實現柔性化生產。寶馬汽車在發動機、顏色等專屬定制不盡相同的情況下，依然可以安排生產上千款不同配置的產品，充分調動了流水線的生產能力，實現汽車行業產能效益雙提升。博世通過借助軟件平臺使生產過程更加柔性化，其理念就是基于柔性制造，使生產更加靈活，來提高生產力。MAKA（馬柯）作為一個總部只有百十名員工的中小企業，專注于五軸CNC的研發和制造，應用于不同行業和材質的五軸CNC多達十多個系列。

1.4 頂尖的跨行業合作，打造世界領先智能工廠

德國最著名的應用研究機構弗勞恩霍夫協會，在德國擁有研究所多達69家以及7家國外分支機構，約有員工24000名，每個研究所都在工業和制造業的某些研究細分領域擁有獨立的應用研究專長。在德國，弗勞恩霍夫協會應用研究的資金投入有30%由德國政府和州政府資助，另外70%由服務于工業界和社會機構的收入所得。德國西門子安貝格數字化智能工廠就是基于“全自動+互聯網”行業技術由政企學研通力研發合作的早期典型代表，擁有國際上最先進的數字化生產平臺，產品秒出且合格率高達99.9988%。另一個智能工廠典型代表是德國博世洪堡工廠，車間生產線的每個零件對應一個獨特的射頻識別碼，生產過程中自動“對話”沿途關卡，每個環節讀卡器自動識別相關信息，再反饋到控制中心進行相應處理，智能化的生產環節帶來了低成本高效率的回報。

2 ?對江蘇工業轉型升級的主要啟示和建議

德國“工業4.0”概念，是以信息技術為代表的新一代信息技術迅猛發展下的工業變革的新理念新產物。在科技變革和產業變革的大背景之下，工業發生了翻天覆地的變化，“工業4.0”的提出為轉型中的傳統工業創造出更多新的發展機遇，為發達國家搶占新一輪產業制高點奠定基礎。江蘇應該學習德國“工業4.0”戰略的前瞻意識和實踐成效，推進江蘇工業高質量發展，加快實現江蘇工業轉型升級，助推江蘇實現強省建設。

2.1 大力弘揚工匠精神，推進傳統產業轉型升級

江蘇整體上產業結構偏重，傳統產業比重偏大，不過中小企業在江蘇工業經濟發展中有著不可替代的作用。建議：一是推進江蘇制造業“四精工程”，建設“智造”樣板工廠。“四精工程”即“精細加工、精細裝配、精細檢測與精細化材料處理”。引導大型企業穩步推進智能生產線、智能車間以及智能工廠的建設，積極開展智能制造樣板工廠試驗點的建設，力爭為傳統制造行業打造融入互聯網、大數據和智能制造的樣板工廠[3]。二是建設面向中小企業的“智造”應用中心。通過加大中小企業的研發投入，開發高質量、高附加值的產品，加強新產品的研發，提升中小企業技術研發能力。三是秉承工匠之心，孕育單項冠軍示范企業。培育壯大一批具有國際競爭力的創新型領軍企業。引領和帶動中小企業走“專精特新”發展道路，推進中小企業專注細分市場，力爭使企業在某一細分領域進入世界前五、中國前三、江蘇第一，助力江蘇到2025年實現制造業單項冠軍示范企業20家，培育有潛力成長為單項冠軍的企業60家。

2.2 加大創新投入力度，提升工業發展新動能

國家創新能力關乎其在全球工業競爭中的未來潛力，明確的政策保障和資金支持是打造國家和地區的綜合創新力的必要手段，是工業轉型升級的關鍵舉措。建議：一是江蘇應逐步加大政府資金投入，鼓勵企業開展研發活動，實現企業研發資金投入持續增長，同時，確保政府引導性資金穩定增長，完善政府配套資金政策，鼓勵引導金融機構加大對產業轉型升級、重大基礎設施建設。二是基于江蘇人才優勢和專業優勢，統籌協調推進工業快速發展，引領企業轉型發展之路。建立健全領導機制，形成企業主導、專家指導的合作機制，營造要素集聚的創新政策環境。建立企業優秀人才庫，健全一線研發人員獎勵激勵機制。三是加快江蘇知識產權人才隊伍建設，加大專業人才培養力度，大力培養一批精通知識產權業務、能夠熟練處理國內外專利知識產權事務的復合型人才，不斷提高知識產權人才隊伍的業務水平。

2.3 實施逆向創新戰略，滿足眾創定制個性化需求

逆向創新是指以需求為導向，根據市場的個性化需求從設計、技術、工藝、功能、外觀等方面進行總體設計，并對現有的生產體系進行相應的調整，以滿足不同的個體需要。建議：一是開拓智能化發展之路。以智能制造聚高端要素，發展高端產業，扭轉江蘇中低端制造業為主、產業附加值低的現狀，積極融入全球智能制造創新發展潮流。二是探索物聯網前沿創新。通過借鑒德國領先技術，打破江蘇行業壁壘，完善產業鏈的集成和重組，打造智能工廠，實現智能制造，完成產品的自動化生產。三是引領大規模個性化定制。根據個性化的需求和市場的響應速度，逐步引導江蘇制造業企業，建立產品定制服務平臺，推廣在線產品選配、3D掃描和建模、移動終端訂貨系統的應用，實現產品個性化設計與定制，實現由大批量生產向定制化規模生產的轉變。

2.4 加強多方協同創新，多維度縱深推進智能轉型

政府需要引導并大力推動協同創新工作開展。行業協會等民間自律性組織是行政機制和市場機制的補充完善，能夠在政府和企業之間起到潤滑和橋梁作用。建議：一是促進產學研協同創新攻關。建立智能制造創新戰略聯盟，重點關注前沿技術，加強戰略高技術前瞻部署，提升行業技術標準，瞄準市場前沿動態，深入推進產學研合作，實現江蘇智能制造協同創新攻關。二是推動大企業與中小企業協同創新發展。通過行業協會的監督與協調行為，依托“互聯網+”，以技術研發、成果轉化為抓手，以培育產業鏈為重點，打造創新鏈、提升價值鏈為主線，促進大中小企業協同發展。三是由行業協會牽頭，建立集多功能于一體的“江蘇智能制造”公共服務創新平臺。借鑒德國弗勞恩霍夫協會的先進經驗，通過物聯網、大數據、云計算等創新應用，推動多個行業領域之間的跨界融合與協同發展。四是拓寬國際文化交流渠道。中德之間存在文化差異，行業協會需要發揮其聯系政府、企業和市場的橋梁紐帶作用，加強中德之間的國際文化交流。

參考文獻：

[1]羅文.德國工業4.0戰略對我國推進工業轉型升級的啟示[J].中國電子報，2014（001）：1-6.

[2]顧娟，彭正梅.用教育4.0推進工業4.0：德國教育2030戰略考察[J].外國教育研究，2019，46（346）：118-128.

[3]杜傳忠，楊志坤.德國工業4.0戰略對中國制造業轉型升級的借鑒[J].經濟管理與研究，2015，36（07）：62-75.