德国工业4.0对国防科技工业信息化建设的若干启示

■ 宋大晓　韩龙宝　龙 舟

德国工业4.0对国防科技工业信息化建设的若干启示

■ 宋大晓韩龙宝龙 舟

2011年以来，德国工业4.0得到学术界和产业界的广泛认同，并由民间概念逐渐发展为一项国家战略。本文从分析工业4.0提出的背景及其内涵入手，结合国防科技工业的现状，研究提出了工业4.0对国防科技工业信息化建设的若干启示。

一、引言

在2011年的汉诺威工业博览会上，德国相关协会提出了“工业4.0”的初始概念，目的是将物联网等新技术应用于制造业。此后德国电气电子和信息技术协会发布了德国首个“工业4.0”标准化路线图，组建了由协会和企业参与的工业4.0平台，并在2013年4月汉诺威工业博览会上向政府推出德国工业4.0战略计划实施建议，目的是支持德国工业领域新一代革命性技术的研发与创新。德国电子电气工业协会预测：工业4.0将使工业生产效率提高30%。

2013年，德国政府正式将工业4.0纳入《高技术战略2020》十大未来项目之一。该项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部支持，共同出资2亿欧元，并将工业4.0目标设定为：德国成为先进工业生产技术的供应国和主导市场，引领制造业向高度信息化、自动化、智能化方向发展，提升德国工业的核心竞争力。

我国在2013年启动并开展了“制造强国战略研究”项目，提出“中国制造2025”战略规划。2014年10月李克强总理访问德国期间，中德双方发表了《中德合作行动纲要：共塑创新》，提出在工业生产的数字化（“工业4.0”）方面开展广泛合作。

本文从分析工业4.0提出的背景及其内涵入手，结合国防科技工业的现状，研究提出了工业4.0对国防科技工业信息化建设的若干启示。

二、工业4.0提出的背景及其内涵

（一）工业4.0提出的背景

德国在欧洲乃至全球都具有强大的工业基础，不仅在机械和装备制造业领域占据领导地位，在工业自动化、工业信息感知与处理、通信等领域也拥有较高技术水平。德国历来重视制造业，将其视为重要支柱产业，而为什么会在2013年提出工业4.0的发展战略，主要有以下几方面原因：

从全球竞争分析，2008年金融危机后，欧美等传统发达国家重新认识到实体经济尤其是制造业的重要性，特别是美国计划发展以工业互联网为核心的先进制造业，加上中国等发展中国家对中低端甚至部分高端领域制造业市场强力争夺，对德国制造业形成双重挤压。

从其国内现状分析，欧洲人口结构、生产成本等内在因素的严重制约，较低的出生率以及较好的医疗条件使得适龄劳动力比例大幅减少，劳动力短缺现象严重，加之能源、资源的紧缺大幅推高生产制造成本，更进一步削弱了德国传统制造业竞争力水平。

在此情况下，为适应信息化时代去人工化、大规模定制生产、全球化资源配置等新发展趋势，在未来制造业竞争中占据制高点，德国政府提出了工业4.0战略，这个战略是基于其在先进自动控制技术、复杂制造体系管理等方面的领先优势和先进经验而提出的。

（二）工业4.0的内涵

工业4.0主要是利用信息和自动化技术把产品、机器、资源和人有机结合在一起，通过虚拟和现实的互联，建立以智能工厂和智能制造为主题的新的生产模式。它的主要意义在于：以信息物理融合系统（CPS）为基础，进行产业链的横向整合、网络化制造系统的纵向整合以及端到端的生产流程整合，从而激发新的价值链和商业模式。它的核心在于实现两个转化：一是生产制造从基于产品分析到基于数据分析的转化，通过数据分析优化生产决策过程，提高产品资源配置效率；二是从单纯产品型产销到基于工业物联网的服务型产销的转化，满足个性化生产需求，通过开辟新服务提升产品的赋予价值。

三、德国工业4.0与我国两化深度融合的比较

为应对全球信息化技术迅猛发展带来的新工业变革和挑战，我国针对自身工业发展现状提出了两化深度融合的战略，促进工业技术和信息技术相融合，务求以信息化带动工业化、以工业化促进信息化。两化深度融合是以产品整合（产品信息化）、业务集成（研发制造环节信息化）为主要切入点，通过协同创新，带动传统产业升级转型、新兴产业健康发展。两化深度融合与工业4.0战略都强调将信息技术广泛应用到整个产品的价值链和业务链，并将信息技术作为工业重要的支撑力量，应该说，其核心理念和诉求是一致的。

四、我国国防科技工业发展现状与环境分析

发展现状：第一，国防科技工业普遍具有多品种、小批量的产业特性，武器装备订货批量和周期易受多方面因素的制约和影响；第二，若按德国的四阶段划分，我国国防科技工业处于工业2.0（开展以电能为动力基于劳动分工的大规模生产）与工业3.0（引入IT和电子技术的进一步自动化生产）之间，整体水平与德国有较大差距；第三，目前国防科技工业管理结构尚处于按行业层级管理模式，且在创新能力、高端人才上存在不足，缺乏复杂信息系统的实施、部署和管理经验。

外部环境：我国核心技术、核心器件、高端工业软件及系统仍对欧美国家依赖严重，对国防科技工业产业安全构成极大威胁；另外，我国现阶段适龄劳动力充足，人口就业压力相对较大，过度、过快推行全方位的自动化和智能化也可能会引发一系列社会问题。

五、工业4.0带来的启示

国防科技工业需认真学习智能制造的先进理念和先进技术，但由于发展基础与需求不同，也不能照搬硬套，要结合发展现状和需要，推进符合我国国防科技工业特色的两化深度融合。德国工业4.0战略对我们启示有以下几个方面：

第一，在国家顶层开展标准化和体系框架研究。德国政府把标准化作为实现工业4.0最重要的一环，我们也需要在政府有关部门的主导下，发展既符合智能化工业体系建设需要又符合军工特点和安全可控要求的信息化标准以及体系框架。

第二，要分类、分阶段推进。一方面，要充分研究不同军工行业及其产品的特性，分类推进；另一方面，要分阶段推进，可选取一批基础比较好的单位进行智能化制造示范，大部分单位仍应把“十三五”工作重点放在深化信息技术在研发设计、制造、服务保障等环节的应用。

第三，提高军工能力建设用软硬件的自主可控水平。建议加大对武器装备科研生产能力建设用软硬件自主化的投资力度，并出台相关政策鼓励采用自主知识产权产品。

第四，加强人才队伍建设。数字化武器装备科研生产体系建设离不开人才的支持，需要一方面加强对高端领军人才的培养和引进，另一方面着力建设终身学习和持续职业发展计划帮助产业工人应对工作和技能的新要求。

1.王喜文.德国工业4.0本质，《进出口经理人》，2014（8）:22-23.

2.郭政.标准引领德国工业升级——德国工业4.0中的标准化战略及其启示，《上海质量》，2013, (10):22-26.

3.王喜文.工业4.0：智能工业，《物联网技术》，2013（12）:3-6.

4.齐治平.德国工业4.0：制造业的未来？《决策》2013（9）：71-72.

（作者单位：中国国际工程咨询公司）