浅析德国工业4.0与中国制造的现状及发展

摘 要：随着科学技术不断发展，世界制造业的格局将进入新的调整期。我国工业制造从业人员对下一阶段工业发展趋势认识还比较肤浅。德国推出的工业4.0战略能给中国制造将来的发展带来一些启示和帮助。文章对德国工业4.0进行了介绍，对比中国制造业目前所面临的突出问题，对“中国制造2025”的实施过程中将面临的问题进行了分析，提出了自己的观点。

关键词：工业4.0；中国制造；产业升级

1 概述

工业1.0是以蒸汽机为标志，以蒸汽动力取代人类劳动力，从而使手工业从农业中分离出来，进入工业时代。工业2.0是以电气化被广泛应用为标志，用电力驱动机械取代蒸汽动力，工业也进入了大规模生产时代。工业3.0是以广泛应用电子与信息技术为标志，使生产制造业的自动控制能力大大提高。工业3.0即第三次工业革命从20世纪70年展至今，工业生产能力已经超过了人类的消费能力，众多工业产品已进入了产能过剩时期。以中国服装制造业为例，2015年4月公布的数据显示，2014年中国生产299亿件服装，国内消费90亿件，剩余200多亿件无市场，贱价外销80亿件，去年一年库存120亿件，服装行业近几年累计的库存保守估计至少在500亿件以上。工业3.0以来，传统的工业技术一直占据制造业的重要地位，随着科学技术的不断发展，传统工业技术的弊端已显露出来，如生产效率低下、资源浪费、企业对产业信息掌握不全等问题，都制约着制造业的发展。因此传统制造业的转型升级已经迫在眉睫，第四次工业革命呼之欲出。

2 德国工业4.0

德国于2011年初步提出工业4.0概念，2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出，工业4.0概念渐渐引人注目。其意在坚守德国制造业的竞争优势，从而在新一轮的工业革命中从新引领全球制造业，抢占市场先机。德国工业4.0是一个跨时代的新兴概念，它的战略框架可以用“1438”模型阐述。包括：“1”个网络、“4”大主题、“3”个集成、“8”项优先行动计划。[1]

“1”个网络是指CPS（信息物理网络系统）；CPS的任务是将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算与通信、准确控制、远程协作和自治等功能。

“4”大主题是智能工厂、智能生产、智能物流、智能服务；智能工厂是工业4.0智能基础设施的重要部分，着力实现智能化生产系统及互联网分散生产的实现。“智能生产”主要是将人机互动、3D打印等顶尖技术应用于工业生产过程，实现灵活性与个性结合的工业互联网制造。[2]智能物流是指在网络通信平台上利用先进的物联网信息处理技术来实现物流过程的高效率的优化管理。在功能上要实现6个正确：即正确的时间、正确的地点、正确的商品、正确的质量、正确的数量、正确的价格。智能服务是应用多方面信息技术，以客户需求为目的跨平台、多元化的集成服务。

“3”个集成是横向集成、纵向集成、端到端集成；“3”个集成能让通信设备通过信息物理网络系统建立智能网络，使人与人、人和机器、机器与机器以及服务和服务双方交互联通，达到横向、纵向及端对端的高度集成，集成是实现工业4.0的重点也是难点。

“8”项优先行动计划是标准化及参考架构、复杂系统的管理、一套综合的工业宽带基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的职业发展、监管框架、资源利用效率。[4]

以德国力士乐公司利用工业4.0在智能制造的应用为例，位于德国洪堡的工厂在原有生产线上进行改造，构建了工业4.0生产线。一条多功能生产线可生产出200种液压阀的组装产品，并且不需要更换工装，产品切换时间降为零。生产线将产品与人及设备智能联接起来，由九个智能、自主的工作平台组成。通过射频芯片产品由生产线独立控制，每个工作平台为工人显示所需完成的工作及步骤，不需要人工修改从而将生产线的效率提升10%。工作平台上的物料架只提品所需零件，让库存减少30%。同时利用生产线纠错、偏差管理的APP提升可操作性，只需一台智能手机或平板电脑就能操作。每个工作平台根据蓝牙标签自动识别员工，同时能根据工人的要求调整工作区域、语言、资质及偏好的字体大小。互动制造系统能实时采集，分类筛选生产数据。员工可以实时查看生产数据快速做出相应的解决方案，有效地节省了时间，同时大大地提高了生产效率。此生产线实现了人、机、物、网络的优势互联。

3 中国制造的现状及发展

2010年中国制造业产出占全球19.8%，第一次超越美国的19.4%。把美国保持了100多年的“全球最大制造业国家”的头衔揽于怀中。但是随着我国劳动力成本上升，劳动力缺口日益凸显。越南等其他发展中国家却拥有庞大的劳动力人口，劳动力成本仅为中国的一半。我国制造业企业的利润面临进一步被稀释的威胁，并且已经出现逐渐被取代的趋势。2015年前3季度浙江温州已有4成企业面临倒闭，广东佛山80%的企业资金吃紧，10%的企业处于“关门不倒闭的状态”。有着世界工厂之称的东莞，工业增加值在今年上半年多处出现负增长。[6-7]如果我国企业一方面丧失生产制造优势，另一方面在技术、服务等方面后劲不足始终落后于欧美发达国家，那么，我们会在国际制造分工中陷入两难境地。中国制造业在近些年虽然取得了巨大的成绩，同时也面临着诸多亟待解决的问题，迫切需要实现我国由制造大国向制造强国的转变，实现制造业产业升级。

“中国制造2025”的提出让中国制造业在未来十年有了明确的战略指导及重点发展的领域。包括新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域成为改革着力点。这些领域需要投入大量的创新研发资金，需要军工企业、大型国企、高校科研机构通力合作。同时，中国的中小企业是中国制造业最有潜力的组成部分，它的数量占到了所有企业的99%，创造了中国60%的GDP。根据最新统计数据显示，中国中小企业的研发创造是超过大型企业的。中国65%的专利来至于中小企业，75%的发明创造来自于中小企业，80%的新产品也来自于中小企业。中国制造的未来不仅是要依靠大型企业，更需要中小企业的创新和活力。

参考文献

[1]吕志.工业4.0时代制造业智能化分析[J].商丘职业技术学院学报，2015（4）.

[2]万晨光.初探工业4.0[J].工业，2015（22）.

[3]杜艳梅.论信息化建设对企业发展的作用[J].科技风，2014（18）.

[4]张君薇.中国制造业技术创新能力分析[J].科研，2015（36）.

[5]余丰慧.“中国制造2025”关键在创新[J].金融博览（财富），2015（4）：23.

[6]赵雨.浅析“中国制造2025”.[J].经济，2015（3）.

[7]闫立新.企业获利能力分析[J].中国经贸，2013（16）.

[8]曲风.“中国制造2025”探秘[J].新产经，2015（4）：1.

[9]陈渊源.吴勇毅.“中国制造2025”如何破茧解题？[J].企业管理，2015

（3）：15.

[10]叶秀梅.基于“工业4.0”的智慧企业特征分析[J].北京工业大学学报（社会科学版）.