德国工业4.0对中国产业升级的启示

刘伟杰

摘要：在实体经济持续受到冲击、劳动力减少且成本提高以及国际金融体系持续动荡的大背景下，德国政府于2013年提出工业4.0战略。工业4.0方案旨在通过应用物联网、互联网、信息物理交融系统等最新技术的联结，达到振兴德国工业制造业和继续保持德国制造业的领先地位的目的，从而克服由于劳动力和外部因素导致的德国产品竞争力的下降。中国此时正处于经济转型期间，转变经济体制、经济发展方式以及经济结构成为政府经济工作的首要目标，德国工业4.0计划是对中国制造业转型的良好借鉴。

关键词：工业4.0；智能工厂；CPS；中国；产业升级

一、工业4.0计划

工业4.0是德国政府和德国技术科学院等机构联合提出的高科技生产战略计划，工业4.0主要是信息物理融合系统为技术核心，实现端到端集成、横向集成和纵向集成的新工业价值生态，目的是确保德国制造业产品的领先地位和经济发展。德国工业4.0计划的提出受内外两个因素的影响。其中，内部因素是德国的人口构成日趋老龄化以及劳动力价格的上升，相对于其他劳动力价格低廉且存在人口红利的发展中国家是一种劣势；外部因素则可划分为两点，一是以中国等发展中国家制造业的高速发展；二是有些发达国家提出的工业复兴计划，例如美国的先进制造业，日本的再复兴计划和新机器人战略。

在西门子公司的智能工程里，所有产品的使用方法和使用途径已经详细规划好，绝大多数生产活动包括关于零部件的生产与组装等大量数据和资料都存在于计算机虚拟环境中。这些部件具有各自代码和身份信息，系统可以自动把部件划分到具体生产线和工艺过程，这些部件各自确立自身在智能工厂中的运输路径。在这些部件到达组装厂房时，识别系统会自动扫描部件上的射频码并将其所含有的生产信息解读出来，加工设备将根据信息內容进行精准操作。加工完毕以后，进行自动化扫描检验，第一时间排除不合格产品。当机器设备需要养护或补充原料时，会自动在前一时间段发出指示，同时更新库存信息。可以把智能工厂的运行状况做出如下总结：1.高度数字化的生产模式、制造模式、配送模式和商业模式。 2.生产高度自动化和智能化。 3.人的作用更加凸显，主要体现在机器设备以及系统的设计、运作和维护。4.互联网技术和物联网技术的应用。

二、工业4.0对中国的启示

在第四次工业革命刚刚开始的大背景下，中国制造业必须抓住此次机会。

在这一轮工业革命中，中国也将同德国一样，扮演引领者的角色。德国作为工业4.0的开创者，无疑对于先进制造业理念和发展规划有丰富的经验，中国制造业想要转型成功，就需要加强同世界制造业领先国家的合作。中国企业一是需要调整商业模式和资本运作方式，二还需掌握核心技术，以技术带动产业发展，二者相辅相成缺一不可。同时也要看到中国此时存在的问题，这些问题将会制约经济的发展和工业4.0相关计划的实施效果，我们可以借鉴德国等相关国家的举措。

（一）教育和培训体制僵化，思想理念滞后。工业4.0时代的教育培训体系需要员工更加专业化，掌握的技术更加多元化。互联网应该被充分利用到教育体系中来。新时代更加注重学生、工作人员的创新能力和综合素质。国家应加大对于高级技工培养的投入力度。

（二）网络安全问题突出。信息和网络的安全防护能力差 ，基础网络安全产业严重依靠国外 ，信息安全管理机构权威性不够 ，社会的信息安全意识底下。这些状况导致我国网络的信息安全和运营安全都存在着大量隐患。而对于以CPS技术为核心的工业4.0来说，没有安全的网络环境，就相当于汽车在凹凸不平的路面高速行驶，时刻都有倾覆的危险。

（三）相关法律体系不完善，虽然相较以往有所进步，但中国企业和个人的自主知识产权保护意识还是相对薄弱，侵权行为仍屡禁不止，这对于工业4.0背景下的企业无疑是一重大损失，因为企业在知识产权欠保护的情况下很难形成独特的竞争力。法律部门对于知识产权的保护依旧任务艰巨。

（四）工业结构问题。我国的制造业产量虽然在世界上排名第一，但我国却不是制造业强国，我国的工业结构总体上还处于中低端的水平，大多数企业的生产活动仍属于低附加值产业。现有的工业基础和德国工业4.0的标准存在断层现象，在制造业转向工业4.0的过程中，会伴有持续阵痛，不积极参与转型参与创新的企业终将受到淘汰。

（五）高端技术人才匮乏。中国的金融、经管专业报考过热，大量分流理科人才，集中报考名校金融与经管专业，已然对产业技术人才形成“掠夺”。家长和学生应转变传统态度，国家和学习也应该加大对相关产业专业的宣传和扶持力度。工业4.0虽然以高技术高自动化水平为标志，但同时也更加大了对高端技术人才的需要，4.0背景下的生产活动依旧是以人为本。

参考文献：

[1]裴长洪，于燕.德国“工业4.0”与中德制造业合作新发展[J].财经问题研究，2014（10）：27-33.

[2]芮祥麟.大数据时代的智慧数据[J].软件和信息服务，2014（7）：66-67.

[3]何懿文.工业4.0：中国的机遇与挑战——工业4.0在中国的现状及发展路径调研报告[J].计算机世界，2015（18）：1-12.

[4]黎作鹏，张天驰，张菁.信息物理融合系统（CPS）研究综述[J].计算机科学，2011（9）：25-31.

[5]张曙.工业4.0与智能制造[J].机械设计与制造工程，2014（8）：1-5.

（作者单位：南京财经大学）