德国“工业4.0”在江苏工业转型升级的应用

徐平平

摘要：文章通过从工匠精神、创新能力、柔性制造、跨行业合作四个方面详细概述了德国“工业4.0”的实践精要。在此基础之上，提出“工业4.0”在江苏工业应用中的具體建议举措，以期推动江苏工业的转型升级。

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.

关键词：工业4.0;转型升级;江苏

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

中图分类号：F451.6;F427                                文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）27-0221-03

0  引言

“工业4.0”由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子和博世等企业等联合发起，是德国政府积极推进的新一代工业升级战略，致力于构建智能生产网络，推动工业生产制造由自动化向智能化和网络化方向升级[1]。在全球制造业发展的“新浪潮”之下，江苏工业也面临着转型升级的艰巨任务。因此，德国工业4.0的实践路径对江苏工业具有及其重要的借鉴意义。

1  工业4.0的实践精要

1.1 极致的工匠精神，稳固四大传统产业地位

德国200年以上的老牌家族企业数量位居全球第二。这些百年老店坚持精益求精，坚持稳健第一、速度第二，注重长期规划、立足时代传承，树立德国制造“工匠精神”，打造德国制造金字招牌，力求制造创造新辉煌。德国的汽车及其配件业、机械设备制造、电子电气工业和化工工业是德国传统的四大支柱产业。其中，汽车行业长期稳坐德国制造业领头羊位置，不仅研发投入最多，研发强度也远超其他国家，是德国高附加值制造的典范，近两年德国高档汽车市场份额在中国都占据第一位（见表1）;机械设备制造业是德国就业人数最多的行业，而且在生产技术和研发领域拥有两万多种“又精又专”产品，排名世界首位;电子电气工业是德国第二大工业产业，电子电气技术世界领先，电子元件出口的80%以上进入欧盟，拥有像西门子、博世等知名龙头企业。

1.2 超一流的创新能力，夯实德国制造影响力

世界经济论坛发布数据显示德国以87.5分排名全球最具创新能力的国家（见图1）。德国联邦政府、企业、非盈利机构以及国外分支机构是德国研发资金的主要来源。依据德国联邦教研部（BMBF）最新发布数据显示，德国全社会研发总支出达到922亿欧元，占德国国内生产总值近3%，为历年来之最，这个数据不仅超过了美国而且远超欧洲平均水平。德国企业研发投入极高，员工超过500人的大企业研发投入R&D占企业研发总投入的87%，员工少于250人的中小企业约占9%。德国汽车制造业、机械设备制造业、电子电气工业和化工制药工业产值占总体工业产值的46%，相应产品份额达到全球的11.6%，处于欧洲领先地位。德国研发人员超过65万，另外在高校从事研发的外国科学家还有4.3万多名。德国科学论文高被引百分比达到12.2%，位居世界第一。德国全球专利拥有量达到371件每百万居民，远超美国（200件）和中国（37件）。

1.3 个性化的柔性制造，实现精益生产最大化

在汽车行业，德国工业4.0带来的数字化生产帮助汽车制造商实现柔性化生产。宝马汽车在发动机、颜色等专属定制不尽相同的情况下，依然可以安排生产上千款不同配置的产品，充分调动了流水线的生产能力，实现汽车行业产能效益双提升。博世通过借助软件平台使生产过程更加柔性化，其理念就是基于柔性制造，使生产更加灵活，来提高生产力。MAKA（马柯）作为一个总部只有百十名员工的中小企业，专注于五轴CNC的研发和制造，应用于不同行业和材质的五轴CNC多达十多个系列。

1.4 顶尖的跨行业合作，打造世界领先智能工厂

德国最著名的应用研究机构弗劳恩霍夫协会，在德国拥有研究所多达69家以及7家国外分支机构，约有员工24000名，每个研究所都在工业和制造业的某些研究细分领域拥有独立的应用研究专长。在德国，弗劳恩霍夫协会应用研究的资金投入有30%由德国政府和州政府资助，另外70%由服务于工业界和社会机构的收入所得。德国西门子安贝格数字化智能工厂就是基于“全自动+互联网”行业技术由政企学研通力研发合作的早期典型代表，拥有国际上最先进的数字化生产平台，产品秒出且合格率高达99.9988%。另一个智能工厂典型代表是德国博世洪堡工厂，车间生产线的每个零件对应一个独特的射频识别码，生产过程中自动“对话”沿途关卡，每个环节读卡器自动识别相关信息，再反馈到控制中心进行相应处理，智能化的生产环节带来了低成本高效率的回报。

2  对江苏工业转型升级的主要启示和建议

德国“工业4.0”概念，是以信息技术为代表的新一代信息技术迅猛发展下的工业变革的新理念新产物。在科技变革和产业变革的大背景之下，工业发生了翻天覆地的变化，“工业4.0”的提出为转型中的传统工业创造出更多新的发展机遇，为发达国家抢占新一轮产业制高点奠定基础。江苏应该学习德国“工业4.0”战略的前瞻意识和实践成效，推进江苏工业高质量发展，加快实现江苏工业转型升级，助推江苏实现强省建设。

2.1 大力弘扬工匠精神，推进传统产业转型升级

江苏整体上产业结构偏重，传统产业比重偏大，不过中小企业在江苏工业经济发展中有着不可替代的作用。建议：一是推进江苏制造业“四精工程”，建设“智造”样板工厂。“四精工程”即“精细加工、精细装配、精细检测与精细化材料处理”。引导大型企业稳步推进智能生产线、智能车间以及智能工厂的建设，积极开展智能制造樣板工厂试验点的建设，力争为传统制造行业打造融入互联网、大数据和智能制造的样板工厂[3]。二是建设面向中小企业的“智造”应用中心。通过加大中小企业的研发投入，开发高质量、高附加值的产品，加强新产品的研发，提升中小企业技术研发能力。三是秉承工匠之心，孕育单项冠军示范企业。培育壮大一批具有国际竞争力的创新型领军企业。引领和带动中小企业走“专精特新”发展道路，推进中小企业专注细分市场，力争使企业在某一细分领域进入世界前五、中国前三、江苏第一，助力江苏到2025年实现制造业单项冠军示范企业20家，培育有潜力成长为单项冠军的企业60家。

2.2 加大创新投入力度，提升工业发展新动能

国家创新能力关乎其在全球工业竞争中的未来潜力，明确的政策保障和资金支持是打造国家和地区的综合创新力的必要手段，是工业转型升级的关键举措。建议：一是江苏应逐步加大政府资金投入，鼓励企业开展研发活动，实现企业研发资金投入持续增长，同时，确保政府引导性资金稳定增长，完善政府配套资金政策，鼓励引导金融机构加大对产业转型升级、重大基础设施建设。二是基于江苏人才优势和专业优势，统筹协调推进工业快速发展，引领企业转型发展之路。建立健全领导机制，形成企业主导、专家指导的合作机制，营造要素集聚的创新政策环境。建立企业优秀人才库，健全一线研发人员奖励激励机制。三是加快江苏知识产权人才队伍建设，加大专业人才培养力度，大力培养一批精通知识产权业务、能够熟练处理国内外专利知识产权事务的复合型人才，不断提高知识产权人才队伍的业务水平。

2.3 实施逆向创新战略，满足众创定制个性化需求

逆向创新是指以需求为导向，根据市场的个性化需求从设计、技术、工艺、功能、外观等方面进行总体设计，并对现有的生产体系进行相应的调整，以满足不同的个体需要。建议：一是开拓智能化发展之路。以智能制造聚高端要素，发展高端产业，扭转江苏中低端制造业为主、产业附加值低的现状，积极融入全球智能制造创新发展潮流。二是探索物联网前沿创新。通过借鉴德国领先技术，打破江苏行业壁垒，完善产业链的集成和重组，打造智能工厂，实现智能制造，完成产品的自动化生产。三是引领大规模个性化定制。根据个性化的需求和市场的响应速度，逐步引导江苏制造业企业，建立产品定制服务平台，推广在线产品选配、3D扫描和建模、移动终端订货系统的应用，实现产品个性化设计与定制，实现由大批量生产向定制化规模生产的转变。

2.4 加强多方协同创新，多维度纵深推进智能转型

政府需要引导并大力推动协同创新工作开展。行业协会等民间自律性组织是行政机制和市场机制的补充完善，能够在政府和企业之间起到润滑和桥梁作用。建议：一是促进产学研协同创新攻关。建立智能制造创新战略联盟，重点关注前沿技术，加强战略高技术前瞻部署，提升行业技术标准，瞄准市场前沿动态，深入推进产学研合作，实现江苏智能制造协同创新攻关。二是推动大企业与中小企业协同创新发展。通过行业协会的监督与协调行为，依托“互联网+”，以技术研发、成果转化为抓手，以培育产业链为重点，打造创新链、提升价值链为主线，促进大中小企业协同发展。三是由行业协会牵头，建立集多功能于一体的“江苏智能制造”公共服务创新平台。借鉴德国弗劳恩霍夫协会的先进经验，通过物联网、大数据、云计算等创新应用，推动多个行业领域之间的跨界融合与协同发展。四是拓宽国际文化交流渠道。中德之间存在文化差异，行业协会需要发挥其联系政府、企业和市场的桥梁纽带作用，加强中德之间的国际文化交流。

参考文献：

[1]罗文.德国工业4.0战略对我国推进工业转型升级的启示[J].中国电子报，2014（001）：1-6.

[2]顾娟，彭正梅.用教育4.0推进工业4.0：德国教育2030战略考察[J].外国教育研究，2019，46（346）：118-128.

[3]杜传忠，杨志坤.德国工业4.0战略对中国制造业转型升级的借鉴[J].经济管理与研究，2015，36（07）：62-75.