淺析德國(guó)工業(yè)4.0與中國(guó)制造的現(xiàn)狀及發(fā)展

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，世界制造業(yè)的格局將進(jìn)入新的調(diào)整期。我國(guó)工業(yè)制造從業(yè)人員對(duì)下一階段工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)認(rèn)識(shí)還比較膚淺。德國(guó)推出的工業(yè)4.0戰(zhàn)略能給中國(guó)制造將來(lái)的發(fā)展帶來(lái)一些啟示和幫助。文章對(duì)德國(guó)工業(yè)4.0進(jìn)行了介紹，對(duì)比中國(guó)制造業(yè)目前所面臨的突出問(wèn)題，對(duì)“中國(guó)制造2025”的實(shí)施過(guò)程中將面臨的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了自己的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；中國(guó)制造；產(chǎn)業(yè)升級(jí)

1 概述

工業(yè)1.0是以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，以蒸汽動(dòng)力取代人類勞動(dòng)力，從而使手工業(yè)從農(nóng)業(yè)中分離出來(lái)，進(jìn)入工業(yè)時(shí)代。工業(yè)2.0是以電氣化被廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械取代蒸汽動(dòng)力，工業(yè)也進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代。工業(yè)3.0是以廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)為標(biāo)志，使生產(chǎn)制造業(yè)的自動(dòng)控制能力大大提高。工業(yè)3.0即第三次工業(yè)革命從20世紀(jì)70年代發(fā)展至今，工業(yè)生產(chǎn)能力已經(jīng)超過(guò)了人類的消費(fèi)能力，眾多工業(yè)產(chǎn)品已進(jìn)入了產(chǎn)能過(guò)剩時(shí)期。以中國(guó)服裝制造業(yè)為例，2015年4月公布的數(shù)據(jù)顯示，2014年中國(guó)生產(chǎn)299億件服裝，國(guó)內(nèi)消費(fèi)90億件，剩余200多億件無(wú)市場(chǎng)，賤價(jià)外銷(xiāo)80億件，去年一年庫(kù)存120億件，服裝行業(yè)近幾年累計(jì)的庫(kù)存保守估計(jì)至少在500億件以上。工業(yè)3.0以來(lái)，傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)一直占據(jù)制造業(yè)的重要地位，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的弊端已顯露出來(lái)，如生產(chǎn)效率低下、資源浪費(fèi)、企業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)信息掌握不全等問(wèn)題，都制約著制造業(yè)的發(fā)展。因此傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)迫在眉睫，第四次工業(yè)革命呼之欲出。

2 德國(guó)工業(yè)4.0

德國(guó)于2011年初步提出工業(yè)4.0概念，2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出，工業(yè)4.0概念漸漸引人注目。其意在堅(jiān)守德國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而在新一輪的工業(yè)革命中從新引領(lǐng)全球制造業(yè)，搶占市場(chǎng)先機(jī)。德國(guó)工業(yè)4.0是一個(gè)跨時(shí)代的新興概念，它的戰(zhàn)略框架可以用“1438”模型闡述。包括：“1”個(gè)網(wǎng)絡(luò)、“4”大主題、“3”個(gè)集成、“8”項(xiàng)優(yōu)先行動(dòng)計(jì)劃。[1]

“1”個(gè)網(wǎng)絡(luò)是指CPS（信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）；CPS的任務(wù)是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算與通信、準(zhǔn)確控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自治等功能。

“4”大主題是智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流、智能服務(wù)；智能工廠是工業(yè)4.0智能基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分，著力實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)分散生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。“智能生產(chǎn)”主要是將人機(jī)互動(dòng)、3D打印等頂尖技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)靈活性與個(gè)性結(jié)合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)制造。[2]智能物流是指在網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)上利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)物流過(guò)程的高效率的優(yōu)化管理。在功能上要實(shí)現(xiàn)6個(gè)正確：即正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)、正確的商品、正確的質(zhì)量、正確的數(shù)量、正確的價(jià)格。智能服務(wù)是應(yīng)用多方面信息技術(shù)，以客戶需求為目的跨平臺(tái)、多元化的集成服務(wù)。

“3”個(gè)集成是橫向集成、縱向集成、端到端集成；“3”個(gè)集成能讓通信設(shè)備通過(guò)信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人和機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)和服務(wù)雙方交互聯(lián)通，達(dá)到橫向、縱向及端對(duì)端的高度集成，集成是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

“8”項(xiàng)優(yōu)先行動(dòng)計(jì)劃是標(biāo)準(zhǔn)化及參考架構(gòu)、復(fù)雜系統(tǒng)的管理、一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施、安全和保障、工作的組織和設(shè)計(jì)、培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展、監(jiān)管框架、資源利用效率。[4]

以德國(guó)力士樂(lè)公司利用工業(yè)4.0在智能制造的應(yīng)用為例，位于德國(guó)洪堡的工廠在原有生產(chǎn)線上進(jìn)行改造，構(gòu)建了工業(yè)4.0生產(chǎn)線。一條多功能生產(chǎn)線可生產(chǎn)出200種液壓閥的組裝產(chǎn)品，并且不需要更換工裝，產(chǎn)品切換時(shí)間降為零。生產(chǎn)線將產(chǎn)品與人及設(shè)備智能聯(lián)接起來(lái)，由九個(gè)智能、自主的工作平臺(tái)組成。通過(guò)射頻芯片產(chǎn)品由生產(chǎn)線獨(dú)立控制，每個(gè)工作平臺(tái)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(chǎn)線的效率提升10%。工作平臺(tái)上的物料架只提供產(chǎn)品所需零件，讓庫(kù)存減少30%。同時(shí)利用生產(chǎn)線糾錯(cuò)、偏差管理的APP提升可操作性，只需一臺(tái)智能手機(jī)或平板電腦就能操作。每個(gè)工作平臺(tái)根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別員工，同時(shí)能根據(jù)工人的要求調(diào)整工作區(qū)域、語(yǔ)言、資質(zhì)及偏好的字體大小?；?dòng)制造系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集，分類篩選生產(chǎn)數(shù)據(jù)。員工可以實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)數(shù)據(jù)快速做出相應(yīng)的解決方案，有效地節(jié)省了時(shí)間，同時(shí)大大地提高了生產(chǎn)效率。此生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)、物、網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)互聯(lián)。

3 中國(guó)制造的現(xiàn)狀及發(fā)展

2010年中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出占全球19.8%，第一次超越美國(guó)的19.4%。把美國(guó)保持了100多年的“全球最大制造業(yè)國(guó)家”的頭銜攬于懷中。但是隨著我國(guó)勞動(dòng)力成本上升，勞動(dòng)力缺口日益凸顯。越南等其他發(fā)展中國(guó)家卻擁有龐大的勞動(dòng)力人口，勞動(dòng)力成本僅為中國(guó)的一半。我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的利潤(rùn)面臨進(jìn)一步被稀釋的威脅，并且已經(jīng)出現(xiàn)逐漸被取代的趨勢(shì)。2015年前3季度浙江溫州已有4成企業(yè)面臨倒閉，廣東佛山80%的企業(yè)資金吃緊，10%的企業(yè)處于“關(guān)門(mén)不倒閉的狀態(tài)”。有著世界工廠之稱的東莞，工業(yè)增加值在今年上半年多處出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。[6-7]如果我國(guó)企業(yè)一方面喪失生產(chǎn)制造優(yōu)勢(shì)，另一方面在技術(shù)、服務(wù)等方面后勁不足始終落后于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，那么，我們會(huì)在國(guó)際制造分工中陷入兩難境地。中國(guó)制造業(yè)在近些年雖然取得了巨大的成績(jī)，同時(shí)也面臨著諸多亟待解決的問(wèn)題，迫切需要實(shí)現(xiàn)我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

“中國(guó)制造2025”的提出讓中國(guó)制造業(yè)在未來(lái)十年有了明確的戰(zhàn)略指導(dǎo)及重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。包括新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車(chē)、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等十大重點(diǎn)領(lǐng)域成為改革著力點(diǎn)。這些領(lǐng)域需要投入大量的創(chuàng)新研發(fā)資金，需要軍工企業(yè)、大型國(guó)企、高?？蒲袡C(jī)構(gòu)通力合作。同時(shí)，中國(guó)的中小企業(yè)是中國(guó)制造業(yè)最有潛力的組成部分，它的數(shù)量占到了所有企業(yè)的99%，創(chuàng)造了中國(guó)60%的GDP。根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)中小企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)造是超過(guò)大型企業(yè)的。中國(guó)65%的專利來(lái)至于中小企業(yè)，75%的發(fā)明創(chuàng)造來(lái)自于中小企業(yè)，80%的新產(chǎn)品也來(lái)自于中小企業(yè)。中國(guó)制造的未來(lái)不僅是要依靠大型企業(yè)，更需要中小企業(yè)的創(chuàng)新和活力。

參考文獻(xiàn)

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