“工業4.0”的概念源于2011年德國漢諾威工業博覽會,其初衷是通過應用物聯網等新技術提高德國制造業水平。在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等學術界和產業界的大力推動下,德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部于2013年將“工業4.0”項目納入了《高技術戰略2020》的十大未來項目中,計劃投入2億歐元資金,支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。隨后,德國機械及制造商協會(VDMA)等設立了“工業4.0平臺”,德國電氣電子和信息技術協會發表了德國首個工業4.0標準化路線圖。
德國政府認為,制定“工業4.0”戰略的目的就是為了“確保德國制造的未來”。當前,正值我國大力推動兩化深度融合、促進工業轉型升級的關鍵時期,德國推行“工業4.0”戰略的理念、內容和做法等諸多方面,都值得我們認真關注、學習并給出積極回應。
“工業4.0”戰略愿景與要點
與美國流行的第三次工業革命的說法不同,德國將制造業領域技術的漸進性進步描述為工業革命的四個階段,即工業4.0的進化歷程。
“工業4.0”為我們展現了一幅全新的工業藍圖:在一個“智能、網絡化的世界”里,物聯網和務聯網(服務互聯網技術)將滲透到所有的關鍵領域,創造新價值的過程逐步發生改變,產業鏈分工將重組,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。
德國“工業4.0”戰略的要點可以概括為:建設一個信息物理系統網絡,研究智能工廠和智能生產兩大主題,實現橫向、縱向與端對端三項集成,實施八項計劃——標準化和參考架構、管理復雜系統、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。
“工業4.0”戰略的中國啟示
積極應對新科技產業革命,爭奪國際產業競爭話語權的重要舉措。當前,信息通信、新能源、新材料、生物等領域的多點突破,正孕育和催生新一輪科技和產業變革。
德國“工業4.0”戰略與我國提出的兩化深度融合有很多相通之處。在某種程度上,兩化融合可稱為我國工業的3.0,兩化深度融合可以說是我國工業的4.0。在新的發展背景下,只有將信息化的時代特征與我國工業化歷史進程緊密結合起來,把兩化深度融合作為主線,才能為推動工業轉型升級注入新的動力,也才能在向工業化邁進的過程中占得先機。
1.超前部署建設國家信息物理系統(簡稱CPS)網絡平臺。中國要決勝未來的競爭,必須在構建信息物理系統網絡平臺上先行一步。
2.啟動國家智能制造重大專項工程。重點突破智能機器人,開展數字工廠應用示范,推動制造業大數據應用。
3.用標準引領信息網絡技術與工業融合。為了保障“工業4.0”的順利實現,德國把標準化排在八項行動中的第一位,同時建議在“工業4.0”平臺下成立一個工作小組,專門處理標準化和參考架構的問題。為此,我們在推進信息網絡技術與工業企業深度融合的具體實踐中,也應高度重視發揮標準化工作在產業發展中的引領作用,及時制定出臺“兩化深度融合”標準化路線圖,引導企業推進信息化建設。同時,還要著力實現標準的國際化,使得中國制定的標準得到國際上的廣泛采用,以奪取未來產業競爭的制高點和話語權。
4.構建有利于工業轉型升級的制度保障體系。德國“工業4.0”一方面增加了管控的復雜性,技術標準的制定需要符合相應的法律法規;另一方面也需要制定相應的規章制度促進技術創新。我國在推動工業轉型升級的問題上,也同樣面臨制度保障方面的相關問題。因此,非常有必要建立和完善有利于工業轉型升級的長效機制,比如知識產權保護制度,節能環保、質量安全等重點領域的法律法規,人才培養和激勵機制等,從而形成推動工業轉型升級的制度保障。
5.產學研用聯合推動制造業創新發展。德國“工業4.0”是由德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等聯合發起的,工作組成員也是由產學研用多方代表組成的。政府支持產學研合作的動機不單純來自于市場考量,通過產學研合作創新促進競爭往往成為發達國家重要的戰略意圖。我國應該充分吸收和借鑒發達國家產學研用聯合模式,一方面,針對不同類型自發的產學研合作網絡或產業研發聯盟,政府要通過引導和支持的方式促進其發展;另一方面,選擇幾個重點行業和關鍵技術領域進行試點,以行業骨干企業為龍頭,聯合科研實力雄厚的大學和科研機構,組建多種形式的產學研研發聯盟,充分調動各方資源和力量,共同推進技術研發和應用推廣。