淺析德國工業4.0與中國制造的現狀及發展

摘 要：隨著科學技術不斷發展，世界制造業的格局將進入新的調整期。我國工業制造從業人員對下一階段工業發展趨勢認識還比較膚淺。德國推出的工業4.0戰略能給中國制造將來的發展帶來一些啟示和幫助。文章對德國工業4.0進行了介紹，對比中國制造業目前所面臨的突出問題，對“中國制造2025”的實施過程中將面臨的問題進行了分析，提出了自己的觀點。

關鍵詞：工業4.0；中國制造；產業升級

1 概述

工業1.0是以蒸汽機為標志，以蒸汽動力取代人類勞動力，從而使手工業從農業中分離出來，進入工業時代。工業2.0是以電氣化被廣泛應用為標志，用電力驅動機械取代蒸汽動力，工業也進入了大規模生產時代。工業3.0是以廣泛應用電子與信息技術為標志，使生產制造業的自動控制能力大大提高。工業3.0即第三次工業革命從20世紀70年代發展至今，工業生產能力已經超過了人類的消費能力，眾多工業產品已進入了產能過剩時期。以中國服裝制造業為例，2015年4月公布的數據顯示，2014年中國生產299億件服裝，國內消費90億件，剩余200多億件無市場，賤價外銷80億件，去年一年庫存120億件，服裝行業近幾年累計的庫存保守估計至少在500億件以上。工業3.0以來，傳統的工業技術一直占據制造業的重要地位，隨著科學技術的不斷發展，傳統工業技術的弊端已顯露出來，如生產效率低下、資源浪費、企業對產業信息掌握不全等問題，都制約著制造業的發展。因此傳統制造業的轉型升級已經迫在眉睫，第四次工業革命呼之欲出。

2 德國工業4.0

德國于2011年初步提出工業4.0概念，2013年4月在漢諾威工業博覽會上正式推出，工業4.0概念漸漸引人注目。其意在堅守德國制造業的競爭優勢，從而在新一輪的工業革命中從新引領全球制造業，搶占市場先機。德國工業4.0是一個跨時代的新興概念，它的戰略框架可以用“1438”模型闡述。包括：“1”個網絡、“4”大主題、“3”個集成、“8”項優先行動計劃。[1]

“1”個網絡是指CPS（信息物理網絡系統）；CPS的任務是將物理設備連接到互聯網上，讓物理設備具有計算與通信、準確控制、遠程協作和自治等功能。

“4”大主題是智能工廠、智能生產、智能物流、智能服務；智能工廠是工業4.0智能基礎設施的重要部分，著力實現智能化生產系統及互聯網分散生產的實現。“智能生產”主要是將人機互動、3D打印等頂尖技術應用于工業生產過程，實現靈活性與個性結合的工業互聯網制造。[2]智能物流是指在網絡通信平臺上利用先進的物聯網信息處理技術來實現物流過程的高效率的優化管理。在功能上要實現6個正確：即正確的時間、正確的地點、正確的商品、正確的質量、正確的數量、正確的價格。智能服務是應用多方面信息技術，以客戶需求為目的跨平臺、多元化的集成服務。

“3”個集成是橫向集成、縱向集成、端到端集成；“3”個集成能讓通信設備通過信息物理網絡系統建立智能網絡，使人與人、人和機器、機器與機器以及服務和服務雙方交互聯通，達到橫向、縱向及端對端的高度集成，集成是實現工業4.0的重點也是難點。

“8”項優先行動計劃是標準化及參考架構、復雜系統的管理、一套綜合的工業寬帶基礎設施、安全和保障、工作的組織和設計、培訓和持續的職業發展、監管框架、資源利用效率。[4]

以德國力士樂公司利用工業4.0在智能制造的應用為例，位于德國洪堡的工廠在原有生產線上進行改造，構建了工業4.0生產線。一條多功能生產線可生產出200種液壓閥的組裝產品，并且不需要更換工裝，產品切換時間降為零。生產線將產品與人及設備智能聯接起來，由九個智能、自主的工作平臺組成。通過射頻芯片產品由生產線獨立控制，每個工作平臺為工人顯示所需完成的工作及步驟，不需要人工修改從而將生產線的效率提升10%。工作平臺上的物料架只提供產品所需零件，讓庫存減少30%。同時利用生產線糾錯、偏差管理的APP提升可操作性，只需一臺智能手機或平板電腦就能操作。每個工作平臺根據藍牙標簽自動識別員工，同時能根據工人的要求調整工作區域、語言、資質及偏好的字體大小。互動制造系統能實時采集，分類篩選生產數據。員工可以實時查看生產數據快速做出相應的解決方案，有效地節省了時間，同時大大地提高了生產效率。此生產線實現了人、機、物、網絡的優勢互聯。

3 中國制造的現狀及發展

2010年中國制造業產出占全球19.8%，第一次超越美國的19.4%。把美國保持了100多年的“全球最大制造業國家”的頭銜攬于懷中。但是隨著我國勞動力成本上升，勞動力缺口日益凸顯。越南等其他發展中國家卻擁有龐大的勞動力人口，勞動力成本僅為中國的一半。我國制造業企業的利潤面臨進一步被稀釋的威脅，并且已經出現逐漸被取代的趨勢。2015年前3季度浙江溫州已有4成企業面臨倒閉，廣東佛山80%的企業資金吃緊，10%的企業處于“關門不倒閉的狀態”。有著世界工廠之稱的東莞，工業增加值在今年上半年多處出現負增長。[6-7]如果我國企業一方面喪失生產制造優勢，另一方面在技術、服務等方面后勁不足始終落后于歐美發達國家，那么，我們會在國際制造分工中陷入兩難境地。中國制造業在近些年雖然取得了巨大的成績，同時也面臨著諸多亟待解決的問題，迫切需要實現我國由制造大國向制造強國的轉變，實現制造業產業升級。

“中國制造2025”的提出讓中國制造業在未來十年有了明確的戰略指導及重點發展的領域。包括新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械等十大重點領域成為改革著力點。這些領域需要投入大量的創新研發資金，需要軍工企業、大型國企、高校科研機構通力合作。同時，中國的中小企業是中國制造業最有潛力的組成部分，它的數量占到了所有企業的99%，創造了中國60%的GDP。根據最新統計數據顯示，中國中小企業的研發創造是超過大型企業的。中國65%的專利來至于中小企業，75%的發明創造來自于中小企業，80%的新產品也來自于中小企業。中國制造的未來不僅是要依靠大型企業，更需要中小企業的創新和活力。

參考文獻

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[2]萬晨光.初探工業4.0[J].工業，2015（22）.

[3]杜艷梅.論信息化建設對企業發展的作用[J].科技風，2014（18）.

[4]張君薇.中國制造業技術創新能力分析[J].科研，2015（36）.

[5]余豐慧.“中國制造2025”關鍵在創新[J].金融博覽（財富），2015（4）：23.

[6]趙雨.淺析“中國制造2025”.[J].經濟，2015（3）.

[7]閆立新.企業獲利能力分析[J].中國經貿，2013（16）.

[8]曲風.“中國制造2025”探秘[J].新產經，2015（4）：1.

[9]陳淵源.吳勇毅.“中國制造2025”如何破繭解題？[J].企業管理，2015

（3）：15.

[10]葉秀梅.基于“工業4.0”的智慧企業特征分析[J].北京工業大學學報（社會科學版）.