德国如何推进“工业4.0”的实施？

    德国工业高度发达，拥有世界上最完备的工业体系，在机械制造、汽车、化工、制药等领域处于世界前列。为保持德国制造业的国家优势，2013年德国提出“工业4.0”战略，力图抢占新一轮制造业国际竞争的制高点。

    德国政府加大力度推进制造业发展的计划由来已久。2010年7月，德国政府公布《高科技战略2020》，提出了一系列促进制造业发展的创新政策。此后，推出《高科技战略行动计划》，决定在2012-2015年投资约84 亿欧元，推动十项未来研究项目的开展。2012年8月，德国政府推出“2020-创新伙伴计划”，旨在推动德国东部地区科研能力特别是企业技术创新能力的提升。

    2013年4月，德国机械及制造商协会、德国信息技术、通讯与新媒体协会、德国电子电气制造商协会合作设立了“工业4.0平台”，并向德国政府提交了平台工作组的最终报告——《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》。报告提出，德国向工业4.0转变需要采取双重策略，即德国要成为智能制造技术的主要供应商和CPS(信息物理系统)技术及产品的领先市场。在德国，工业4.0被认为是第四次工业革命，是德国政府确定的面向2020年的十项未来研究项目之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，保持德国的国际竞争力。

    德国推进“工业4.0”的主要举措

    一是推动制造企业向智能化转型

    德国拥有强大的机械和装备制造业，在嵌入式系统和自动化工程领域居于全球领先地位。而互联网技术是德国工业的相对弱项。因此，德国在推进“工业4.0”的过程中，注重发挥制造业的主导性，将设备、原材料、产品等制造领域的因素和资源都通过CPS连接起来，并利用互联网、物联网以及模块化技术，实现工业生产方式的变革。这有利于从根本上改善制造、工程、材料使用、产业链、生命周期管理等过程，实现工业生产过程的智能化与效率提升。目前，“智能制造”已在相当一部分德国制造业企业中实现，并颇见成效。比如德国奥迪公司，在预生产中心，通过增强现实工具“世界之窗”（Window to the World）系统，能够将虚拟3D零部件投影到汽车上，从而实现虚拟世界与现实世界的汽车开发精确结合；在模具部门，先进的3D打印设备能够生产出复杂的金属零部件，智能机床可以通过准确的高压分配对金属板材进行冲压，精确度高达百分之一毫米；在英戈尔斯塔特工厂的装配车间，机器人以适当的速度和符合人体工学的位置向员工传送零部件。智能制造还可以实现定制化服务，通过打造联网流水线，可以让产品直接在车间实现大规模个性化定制，从需求提出到交货只要1个月时间。

    二是注重标准化建设

    德国在提出工业4.0概念之后，制定了八个优先行动计划，其中将标准化排在八项计划的首位。同时建议在工业4.0平台下成立一个工作小组，专门处理标准化和参考架构的问题。工业4.0战略认为，实现目标的核心和关键是建立一个人、机器、资源互联互通的网络化社会，物联网、互联网、服务化的智能联接必然要求一个系统框架。在这个框架内，各种终端设备、应用软件之间的数据信息交换、识别、处理、维护等必须基于一套标准化的体系。同时，工业4.0认为，标准化不能单纯依靠政府自上而下地制定、协调。强调由企业牵头，成立“工业4.0社区”，以自下而上的方式发展，同时由政府对时间、协调成本、利益冲突等进行调控，以便达成共识。由于不同的企业要在机械和设备制造、自动化工程、软件业之间进行合作，因此保持关键技术术语的一致性、协调既定标准成为标准化的第一步。2013年12月，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个“工业4.0”标准化路线图，首先就“工业4.0”涉及的技术标准和规格取得一致，为所有参与方提供一个概览和规划基础。2016年工博会期间，德国工业界与标准化领域权威机构共同宣布，将正式设立“工业4.0标准化理事会”，以提出工业4.0数字化产品的相关标准，并协调其在德国和全球范围内落地。

    三是打造样板工厂

    2015年11月，德国工业4.0平台在德国全国信息技术峰会上正式推出了“工业4.0平台地图”。这份虚拟在线地图上清晰标注了遍布德国各地的200多个工业4.0应用实例和试验点。其中，位于安贝格的西门子工厂堪称典范。西门子工厂可通过Simatic可编程逻辑控制器制造Simatic设备及相关产品，实现“机器控制机器的生产”，即端到端的数字化。生产设备和计算机可自主处理75%的流程工作，生产过程高度自动化；平均每秒生产一台控制设备，合格率高达99.9988%；在不扩张工厂的生产面积和员工数量的前提下，将产能提高了8倍。西门子成都工厂采用产品生命周期管理软件（SiemensPLM），实现从订单、设计、生产到物流的全数字化管理；通过制造执行系统SimaticIT和全集成自动化解决方案（TIA），集成产品和生产的全生命周期，将产品上市时间缩短50%；通过信息技术,与德国生产基地和美国的研发中心进行数据互联。

    四是加强“双元制”人才培养

    德国制造业有着强有力的技术技能型人才的支撑，其中“双元制”职业教育扮演着重要角色，它被誉为“德国制造”的基石、德国经济腾飞的“秘密武器”。在“双元制”职业教育中，职业学校的学生同时也是企业中的学徒，企业培训和职业学校学习交替进行，而且以企业培训为主导。据统计，德国从事培训的企业占企业总数的比率（即培训企业率）接近22%，这个比率在500人（含）以上的企业达到了近90%，中小企业由于规模及资金的局限或是由于其工作内容过于专业，其培训企业率仅为14%，不过，跨企业培训中心的存在弥补了中小企业培训条件的不足。同时，“双元制”职业教育充分发挥经济界自治组织的作用，将商会纳入到职业教育的全过程之中，包括培训标准的制订、培训过程的实施以及职业能力的考核等。这样一种职业学校、企业、商会和政府机构等的分工协作，不仅能培养企业实际需要的技能技术型人才，而且能敏锐地对工业和职业变化做出调适。需要指出的是，德国“双元制”职业教育的重企业实践和校企合作的理念也在向高等教育层面渗透。一方面，在研究导向型综合性大学以外，德国还存在着大量以企业实践为导向的应用科学大学。