德國“工業(yè)4.0”在江蘇工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的應用

徐平平

摘要：文章通過從工匠精神、創(chuàng)新能力、柔性制造、跨行業(yè)合作四個方面詳細概述了德國“工業(yè)4.0”的實踐精要。在此基礎之上，提出“工業(yè)4.0”在江蘇工業(yè)應用中的具體建議舉措，以期推動江蘇工業(yè)的轉(zhuǎn)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(yè)4.0;轉(zhuǎn)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(yè)4.0”由德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子和博世等企業(yè)等聯(lián)合發(fā)起，是德國政府積極推進的新一代工業(yè)升級戰(zhàn)略，致力于構建智能生產(chǎn)網(wǎng)絡，推動工業(yè)生產(chǎn)制造由自動化向智能化和網(wǎng)絡化方向升級[1]。在全球制造業(yè)發(fā)展的“新浪潮”之下，江蘇工業(yè)也面臨著轉(zhuǎn)型升級的艱巨任務。因此，德國工業(yè)4.0的實踐路徑對江蘇工業(yè)具有及其重要的借鑒意義。

1 ?工業(yè)4.0的實踐精要

1.1 極致的工匠精神，穩(wěn)固四大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)地位

德國200年以上的老牌家族企業(yè)數(shù)量位居全球第二。這些百年老店堅持精益求精，堅持穩(wěn)健第一、速度第二，注重長期規(guī)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(chuàng)造新輝煌。德國的汽車及其配件業(yè)、機械設備制造、電子電氣工業(yè)和化工工業(yè)是德國傳統(tǒng)的四大支柱產(chǎn)業(yè)。其中，汽車行業(yè)長期穩(wěn)坐德國制造業(yè)領頭羊位置，不僅研發(fā)投入最多，研發(fā)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(jù)第一位（見表1）;機械設備制造業(yè)是德國就業(yè)人數(shù)最多的行業(yè)，而且在生產(chǎn)技術和研發(fā)領域擁有兩萬多種“又精又?！碑a(chǎn)品，排名世界首位;電子電氣工業(yè)是德國第二大工業(yè)產(chǎn)業(yè)，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(yè)。

1.2 超一流的創(chuàng)新能力，夯實德國制造影響力

世界經(jīng)濟論壇發(fā)布數(shù)據(jù)顯示德國以87.5分排名全球最具創(chuàng)新能力的國家（見圖1）。德國聯(lián)邦政府、企業(yè)、非盈利機構以及國外分支機構是德國研發(fā)資金的主要來源。依據(jù)德國聯(lián)邦教研部（BMBF）最新發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，德國全社會研發(fā)總支出達到922億歐元，占德國國內(nèi)生產(chǎn)總值近3%，為歷年來之最，這個數(shù)據(jù)不僅超過了美國而且遠超歐洲平均水平。德國企業(yè)研發(fā)投入極高，員工超過500人的大企業(yè)研發(fā)投入R&D占企業(yè)研發(fā)總投入的87%，員工少于250人的中小企業(yè)約占9%。德國汽車制造業(yè)、機械設備制造業(yè)、電子電氣工業(yè)和化工制藥工業(yè)產(chǎn)值占總體工業(yè)產(chǎn)值的46%，相應產(chǎn)品份額達到全球的11.6%，處于歐洲領先地位。德國研發(fā)人員超過65萬，另外在高校從事研發(fā)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?qū)＠麚碛辛窟_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(xiàn)精益生產(chǎn)最大化

在汽車行業(yè)，德國工業(yè)4.0帶來的數(shù)字化生產(chǎn)幫助汽車制造商實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。寶馬汽車在發(fā)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(chǎn)上千款不同配置的產(chǎn)品，充分調(diào)動了流水線的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)汽車行業(yè)產(chǎn)能效益雙提升。博世通過借助軟件平臺使生產(chǎn)過程更加柔性化，其理念就是基于柔性制造，使生產(chǎn)更加靈活，來提高生產(chǎn)力。MAKA（馬柯）作為一個總部只有百十名員工的中小企業(yè)，專注于五軸CNC的研發(fā)和制造，應用于不同行業(yè)和材質(zhì)的五軸CNC多達十多個系列。

1.4 頂尖的跨行業(yè)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(xié)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(yè)和制造業(yè)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(xié)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(yè)界和社會機構的收入所得。德國西門子安貝格數(shù)字化智能工廠就是基于“全自動+互聯(lián)網(wǎng)”行業(yè)技術由政企學研通力研發(fā)合作的早期典型代表，擁有國際上最先進的數(shù)字化生產(chǎn)平臺，產(chǎn)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(chǎn)線的每個零件對應一個獨特的射頻識別碼，生產(chǎn)過程中自動“對話”沿途關卡，每個環(huán)節(jié)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(chǎn)環(huán)節(jié)帶來了低成本高效率的回報。

2 ?對江蘇工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要啟示和建議

德國“工業(yè)4.0”概念，是以信息技術為代表的新一代信息技術迅猛發(fā)展下的工業(yè)變革的新理念新產(chǎn)物。在科技變革和產(chǎn)業(yè)變革的大背景之下，工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，“工業(yè)4.0”的提出為轉(zhuǎn)型中的傳統(tǒng)工業(yè)創(chuàng)造出更多新的發(fā)展機遇，為發(fā)達國家搶占新一輪產(chǎn)業(yè)制高點奠定基礎。江蘇應該學習德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的前瞻意識和實踐成效，推進江蘇工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，加快實現(xiàn)江蘇工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助推江蘇實現(xiàn)強省建設。

2.1 大力弘揚工匠精神，推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

江蘇整體上產(chǎn)業(yè)結構偏重，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)比重偏大，不過中小企業(yè)在江蘇工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中有著不可替代的作用。建議：一是推進江蘇制造業(yè)“四精工程”，建設“智造”樣板工廠?！八木こ獭奔础熬毤庸?、精細裝配、精細檢測與精細化材料處理”。引導大型企業(yè)穩(wěn)步推進智能生產(chǎn)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(tǒng)制造行業(yè)打造融入互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能制造的樣板工廠[3]。二是建設面向中小企業(yè)的“智造”應用中心。通過加大中小企業(yè)的研發(fā)投入，開發(fā)高質(zhì)量、高附加值的產(chǎn)品，加強新產(chǎn)品的研發(fā)，提升中小企業(yè)技術研發(fā)能力。三是秉承工匠之心，孕育單項冠軍示范企業(yè)。培育壯大一批具有國際競爭力的創(chuàng)新型領軍企業(yè)。引領和帶動中小企業(yè)走“專精特新”發(fā)展道路，推進中小企業(yè)專注細分市場，力爭使企業(yè)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(xiàn)制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)20家，培育有潛力成長為單項冠軍的企業(yè)60家。

2.2 加大創(chuàng)新投入力度，提升工業(yè)發(fā)展新動能

國家創(chuàng)新能力關乎其在全球工業(yè)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(qū)的綜合創(chuàng)新力的必要手段，是工業(yè)轉(zhuǎn)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(yè)開展研發(fā)活動，實現(xiàn)企業(yè)研發(fā)資金投入持續(xù)增長，同時，確保政府引導性資金穩(wěn)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(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、重大基礎設施建設。二是基于江蘇人才優(yōu)勢和專業(yè)優(yōu)勢，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進工業(yè)快速發(fā)展，引領企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展之路。建立健全領導機制，形成企業(yè)主導、專家指導的合作機制，營造要素集聚的創(chuàng)新政策環(huán)境。建立企業(yè)優(yōu)秀人才庫，健全一線研發(fā)人員獎勵激勵機制。三是加快江蘇知識產(chǎn)權人才隊伍建設，加大專業(yè)人才培養(yǎng)力度，大力培養(yǎng)一批精通知識產(chǎn)權業(yè)務、能夠熟練處理國內(nèi)外專利知識產(chǎn)權事務的復合型人才，不斷提高知識產(chǎn)權人才隊伍的業(yè)務水平。

2.3 實施逆向創(chuàng)新戰(zhàn)略，滿足眾創(chuàng)定制個性化需求

逆向創(chuàng)新是指以需求為導向，根據(jù)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(xiàn)有的生產(chǎn)體系進行相應的調(diào)整，以滿足不同的個體需要。建議：一是開拓智能化發(fā)展之路。以智能制造聚高端要素，發(fā)展高端產(chǎn)業(yè)，扭轉(zhuǎn)江蘇中低端制造業(yè)為主、產(chǎn)業(yè)附加值低的現(xiàn)狀，積極融入全球智能制造創(chuàng)新發(fā)展潮流。二是探索物聯(lián)網(wǎng)前沿創(chuàng)新。通過借鑒德國領先技術，打破江蘇行業(yè)壁壘，完善產(chǎn)業(yè)鏈的集成和重組，打造智能工廠，實現(xiàn)智能制造，完成產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)。三是引領大規(guī)模個性化定制。根據(jù)個性化的需求和市場的響應速度，逐步引導江蘇制造業(yè)企業(yè)，建立產(chǎn)品定制服務平臺，推廣在線產(chǎn)品選配、3D掃描和建模、移動終端訂貨系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)產(chǎn)品個性化設計與定制，實現(xiàn)由大批量生產(chǎn)向定制化規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。

2.4 加強多方協(xié)同創(chuàng)新，多維度縱深推進智能轉(zhuǎn)型

政府需要引導并大力推動協(xié)同創(chuàng)新工作開展。行業(yè)協(xié)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(yè)之間起到潤滑和橋梁作用。建議：一是促進產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新攻關。建立智能制造創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，重點關注前沿技術，加強戰(zhàn)略高技術前瞻部署，提升行業(yè)技術標準，瞄準市場前沿動態(tài)，深入推進產(chǎn)學研合作，實現(xiàn)江蘇智能制造協(xié)同創(chuàng)新攻關。二是推動大企業(yè)與中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。通過行業(yè)協(xié)會的監(jiān)督與協(xié)調(diào)行為，依托“互聯(lián)網(wǎng)+”，以技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化為抓手，以培育產(chǎn)業(yè)鏈為重點，打造創(chuàng)新鏈、提升價值鏈為主線，促進大中小企業(yè)協(xié)同發(fā)展。三是由行業(yè)協(xié)會牽頭，建立集多功能于一體的“江蘇智能制造”公共服務創(chuàng)新平臺。借鑒德國弗勞恩霍夫協(xié)會的先進經(jīng)驗，通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等創(chuàng)新應用，推動多個行業(yè)領域之間的跨界融合與協(xié)同發(fā)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(yè)協(xié)會需要發(fā)揮其聯(lián)系政府、企業(yè)和市場的橋梁紐帶作用，加強中德之間的國際文化交流。

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