德國工業(yè)4.0對國防科技工業(yè)信息化建設的若干啟示

■ 宋大曉　韓龍寶　龍 舟

德國工業(yè)4.0對國防科技工業(yè)信息化建設的若干啟示

■ 宋大曉韓龍寶龍 舟

2011年以來，德國工業(yè)4.0得到學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認同，并由民間概念逐漸發(fā)展為一項國家戰(zhàn)略。本文從分析工業(yè)4.0提出的背景及其內(nèi)涵入手，結(jié)合國防科技工業(yè)的現(xiàn)狀，研究提出了工業(yè)4.0對國防科技工業(yè)信息化建設的若干啟示。

一、引言

在2011年的漢諾威工業(yè)博覽會上，德國相關(guān)協(xié)會提出了“工業(yè)4.0”的初始概念，目的是將物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應用于制造業(yè)。此后德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會發(fā)布了德國首個“工業(yè)4.0”標準化路線圖，組建了由協(xié)會和企業(yè)參與的工業(yè)4.0平臺，并在2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會上向政府推出德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議，目的是支持德國工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。德國電子電氣工業(yè)協(xié)會預測：工業(yè)4.0將使工業(yè)生產(chǎn)效率提高30%。

2013年，德國政府正式將工業(yè)4.0納入《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》十大未來項目之一。該項目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部支持，共同出資2億歐元，并將工業(yè)4.0目標設定為：德國成為先進工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的供應國和主導市場，引領(lǐng)制造業(yè)向高度信息化、自動化、智能化方向發(fā)展，提升德國工業(yè)的核心競爭力。

我國在2013年啟動并開展了“制造強國戰(zhàn)略研究”項目，提出“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃。2014年10月李克強總理訪問德國期間，中德雙方發(fā)表了《中德合作行動綱要：共塑創(chuàng)新》，提出在工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化（“工業(yè)4.0”）方面開展廣泛合作。

本文從分析工業(yè)4.0提出的背景及其內(nèi)涵入手，結(jié)合國防科技工業(yè)的現(xiàn)狀，研究提出了工業(yè)4.0對國防科技工業(yè)信息化建設的若干啟示。

二、工業(yè)4.0提出的背景及其內(nèi)涵

（一）工業(yè)4.0提出的背景

德國在歐洲乃至全球都具有強大的工業(yè)基礎，不僅在機械和裝備制造業(yè)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)導地位，在工業(yè)自動化、工業(yè)信息感知與處理、通信等領(lǐng)域也擁有較高技術(shù)水平。德國歷來重視制造業(yè)，將其視為重要支柱產(chǎn)業(yè)，而為什么會在2013年提出工業(yè)4.0的發(fā)展戰(zhàn)略，主要有以下幾方面原因：

從全球競爭分析，2008年金融危機后，歐美等傳統(tǒng)發(fā)達國家重新認識到實體經(jīng)濟尤其是制造業(yè)的重要性，特別是美國計劃發(fā)展以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的先進制造業(yè)，加上中國等發(fā)展中國家對中低端甚至部分高端領(lǐng)域制造業(yè)市場強力爭奪，對德國制造業(yè)形成雙重擠壓。

從其國內(nèi)現(xiàn)狀分析，歐洲人口結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本等內(nèi)在因素的嚴重制約，較低的出生率以及較好的醫(yī)療條件使得適齡勞動力比例大幅減少，勞動力短缺現(xiàn)象嚴重，加之能源、資源的緊缺大幅推高生產(chǎn)制造成本，更進一步削弱了德國傳統(tǒng)制造業(yè)競爭力水平。

在此情況下，為適應信息化時代去人工化、大規(guī)模定制生產(chǎn)、全球化資源配置等新發(fā)展趨勢，在未來制造業(yè)競爭中占據(jù)制高點，德國政府提出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，這個戰(zhàn)略是基于其在先進自動控制技術(shù)、復雜制造體系管理等方面的領(lǐng)先優(yōu)勢和先進經(jīng)驗而提出的。

（二）工業(yè)4.0的內(nèi)涵

工業(yè)4.0主要是利用信息和自動化技術(shù)把產(chǎn)品、機器、資源和人有機結(jié)合在一起，通過虛擬和現(xiàn)實的互聯(lián)，建立以智能工廠和智能制造為主題的新的生產(chǎn)模式。它的主要意義在于：以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎，進行產(chǎn)業(yè)鏈的橫向整合、網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的縱向整合以及端到端的生產(chǎn)流程整合，從而激發(fā)新的價值鏈和商業(yè)模式。它的核心在于實現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)化：一是生產(chǎn)制造從基于產(chǎn)品分析到基于數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)化，通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化生產(chǎn)決策過程，提高產(chǎn)品資源配置效率；二是從單純產(chǎn)品型產(chǎn)銷到基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的服務型產(chǎn)銷的轉(zhuǎn)化，滿足個性化生產(chǎn)需求，通過開辟新服務提升產(chǎn)品的賦予價值。

三、德國工業(yè)4.0與我國兩化深度融合的比較

為應對全球信息化技術(shù)迅猛發(fā)展帶來的新工業(yè)變革和挑戰(zhàn)，我國針對自身工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀提出了兩化深度融合的戰(zhàn)略，促進工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)相融合，務求以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化。兩化深度融合是以產(chǎn)品整合（產(chǎn)品信息化）、業(yè)務集成（研發(fā)制造環(huán)節(jié)信息化）為主要切入點，通過協(xié)同創(chuàng)新，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型、新興產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。兩化深度融合與工業(yè)4.0戰(zhàn)略都強調(diào)將信息技術(shù)廣泛應用到整個產(chǎn)品的價值鏈和業(yè)務鏈，并將信息技術(shù)作為工業(yè)重要的支撐力量，應該說，其核心理念和訴求是一致的。

四、我國國防科技工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與環(huán)境分析

發(fā)展現(xiàn)狀：第一，國防科技工業(yè)普遍具有多品種、小批量的產(chǎn)業(yè)特性，武器裝備訂貨批量和周期易受多方面因素的制約和影響；第二，若按德國的四階段劃分，我國國防科技工業(yè)處于工業(yè)2.0（開展以電能為動力基于勞動分工的大規(guī)模生產(chǎn)）與工業(yè)3.0（引入IT和電子技術(shù)的進一步自動化生產(chǎn)）之間，整體水平與德國有較大差距；第三，目前國防科技工業(yè)管理結(jié)構(gòu)尚處于按行業(yè)層級管理模式，且在創(chuàng)新能力、高端人才上存在不足，缺乏復雜信息系統(tǒng)的實施、部署和管理經(jīng)驗。

外部環(huán)境：我國核心技術(shù)、核心器件、高端工業(yè)軟件及系統(tǒng)仍對歐美國家依賴嚴重，對國防科技工業(yè)產(chǎn)業(yè)安全構(gòu)成極大威脅；另外，我國現(xiàn)階段適齡勞動力充足，人口就業(yè)壓力相對較大，過度、過快推行全方位的自動化和智能化也可能會引發(fā)一系列社會問題。

五、工業(yè)4.0帶來的啟示

國防科技工業(yè)需認真學習智能制造的先進理念和先進技術(shù)，但由于發(fā)展基礎與需求不同，也不能照搬硬套，要結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀和需要，推進符合我國國防科技工業(yè)特色的兩化深度融合。德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略對我們啟示有以下幾個方面：

第一，在國家頂層開展標準化和體系框架研究。德國政府把標準化作為實現(xiàn)工業(yè)4.0最重要的一環(huán)，我們也需要在政府有關(guān)部門的主導下，發(fā)展既符合智能化工業(yè)體系建設需要又符合軍工特點和安全可控要求的信息化標準以及體系框架。

第二，要分類、分階段推進。一方面，要充分研究不同軍工行業(yè)及其產(chǎn)品的特性，分類推進；另一方面，要分階段推進，可選取一批基礎比較好的單位進行智能化制造示范，大部分單位仍應把“十三五”工作重點放在深化信息技術(shù)在研發(fā)設計、制造、服務保障等環(huán)節(jié)的應用。

第三，提高軍工能力建設用軟硬件的自主可控水平。建議加大對武器裝備科研生產(chǎn)能力建設用軟硬件自主化的投資力度，并出臺相關(guān)政策鼓勵采用自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。

第四，加強人才隊伍建設。數(shù)字化武器裝備科研生產(chǎn)體系建設離不開人才的支持，需要一方面加強對高端領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)和引進，另一方面著力建設終身學習和持續(xù)職業(yè)發(fā)展計劃幫助產(chǎn)業(yè)工人應對工作和技能的新要求。

1.王喜文.德國工業(yè)4.0本質(zhì)，《進出口經(jīng)理人》，2014（8）:22-23.

2.郭政.標準引領(lǐng)德國工業(yè)升級——德國工業(yè)4.0中的標準化戰(zhàn)略及其啟示，《上海質(zhì)量》，2013, (10):22-26.

3.王喜文.工業(yè)4.0：智能工業(yè)，《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》，2013（12）:3-6.

4.齊治平.德國工業(yè)4.0：制造業(yè)的未來？《決策》2013（9）：71-72.

（作者單位：中國國際工程咨詢公司）