2.4 德国工业4.0国家战略

工业4.0是德国政府《高技术战略》中十大未来项目之一，被认为是第四次工业革命。工业4.0涵盖了制造业、服务业和工业设计等多方面内容，旨在开发全新的商业模式，挖掘工业生产和物流模式的巨大潜力。

工业4.0战略专家组认为，德国在嵌入式系统方面，特别是在汽车工业和自动化工程方面的强大优势是工业4.0的基础。在此基础上，实现工业4.0还需几大重要因素配合：首先是信息物理系统的应用和发展，如嵌入式ICT系统之间的相互作用和通信等；其次是工业自动化程度的提高、智能监控以及自主决策过程的发展，这些因素对实时引导和优化企业及整个增值网络来说至关重要；最后是包括重要应用领域的新服务，如移动性、健康、气候和能源等。

德国政府通过工业4.0战略支持企业、大学、研究机构联合开展研究，目前资助的项目包括自律生产系统、基于人工智能系统与智能传感器的生产管理等。

目前德国的工业4.0重点是推进标准建立和网络安全。西门子、博世、大众等大企业纷纷推进工业4.0的实践，中小企业的导入也列入企业战略计划之中。

1.制定工业4.0战略

从政府层面来说，2008年、2009年德国提出《高科技战略2020》，这个战略包括移动、能源、安全、通信、健康5个领域的10个项目，并在2010年首次公之于众，这可能就是工业4.0的前身了。在这个战略中，德国政府部门资助了超过2000亿欧元的研究项目，除了政府和制造业之外，经济和能源部也参与进来，提出通过自动化的方式带动企业推动相关项目的进展。

2012年1月德国工业4.0的工作组首先建立，提出对工业4.0的理解是什么、愿景是什么、如何实施。对此德国机械设备制造业协会信息技术、研发和技术创新部部长莱纳·格拉茨补充，其实中国正在进行的中国制造2025跟德国工业4.0非常类似，这个过程非常重要但是不能着急，可能需要几年甚至20年的时间去慢慢推进。

2.组织架构——科学顾问委员会

工业4.0战略是由德国科学委员会制定的，起草的第一份文件是在2013年汉诺威电子展上推出“工业4.0的建议”，是德国政府的战略支柱。该建议提出，针对产业的互联网服务，建立新的增值网络，提高效率，增强竞争力。德国政府也越来越强烈地意识到工业4.0的重要性，对科研项目进行投资，有联邦部门，也有州政府部门，联邦科研教育部投资了63个项目，德国南部的州投资比较多。

3.工业4.0平台的发展

2013年4月，德国机械及制造商协会（VDMA）、德国电气电子（ZWEI）和信息技术协会（BITKOM）设立工业4.0平台，并确定规范与标准、安全、研究与创新三大主题。2015年3月16日，德国经济和能源部、德国教育和研究部共同启动升级版工业4.0平台建设，接管由上述三大协会负责的工业4.0平台，并在主题和结构上对其重新改造。新工业4.0平台的管理层由德国经济和能源部、德国教育和研究部及经济、工会、科技界代表提供决策支撑，下设指导委员会，四大工作组负责战略委员会、标准、研发、安全等方面，由艾纳·安德尔领导的科技顾问委员会负责政策监管、社会及多部门协作，由产业财团负责应用成果转化，由德国电气电工信息技术委员会（DKE）等标准化组织负责标准的国际化推广。

德国工业4.0加入的行业有：协会（机械及制造商协会、电气电子行业协会、信息技术协会、联邦工业协会、汽车协会、能源与水利协会）、工会（金属产业工会）、科技界（弗劳恩霍夫研究所）和指导委员会代表。西门子、IBM等多家名企业构成企业核心，三大协会保证企业的需求，加入VDMA3000的企业有3100多家、ZWEI有1600多家，覆盖德国5000多家企业。

工业4.0平台的局限和困难主要体现在：首先，需要整合成员，比如中小企业、大中型企业，三大协会在其中对话题进行平衡，因而成立工作组，那么，谁来定标准呢？企业之间利益各不相同，需求也不尽相同，希望更多的企业参与讨论。其次，平台范围有限，目前只有三大技术研发、安全、标准，像其他的培训等就不能完整地提供，从而和外部的沟通有限。工业4.0牵扯到方方面面，谁也解决不了所有问题，也没有全球化的战略，他们觉得非常困难。

4.工业4.0的要点

工业4.0平台组织架构包含4个层面：主席、指导委员会、战略工作组、常务工作组，如图2-2所示。

工业4.0战略路线图的五大支柱如下：

（1）横向的集成。

（2）通过价值增长的网络企业之间的连接。

（3）更加无缝地进行信息流动，整个生命周期的无缝沟通使企业能够融入客户产品。

（4）从行业角度来看，我们需要新的资格认证，也需要新的组织。

图2-2 工业4.0平台组织架构

（5）混合技术的持续发展。在工厂有无数的设备，数据的安全、账户的安全，我们的参考架构也是非常重要的，需要分散化和以服务为导向。

把工业4.0的路线图在德国地图上标记出来，可以展示出所有的创新的地点，是互动式的，比如某个城市，可以直接进行连接。

工业4.0的17个概要如下：

第一类，人类。

（1）以人类导向为基础的和以人类为中心。

（2）社会技术系统，知识的获取。

（3）提高教育和学习的能力，比如信息技术技能，开发新的课程来学习。

（4）有助于学习的手段，自动为用户提供功能。

第二类，工业4.0的技术应用。

（5）以技术为导向。

（6）工业4.0新的产品需要新的发展。

（7）对企业联网产生的复杂性，通过建模等寻找解决方案，更快速地得到解决。

（8）现实与虚拟世界的交织。

（9）智能产品是信息的载体，贯穿于整个生命周期。

（10）系统的组件和组成部分可以通过生产过程中获取，支持虚拟规划。

（11）新系统在替代旧系统时不会影响原有功能。

（12）系统的组成部分也为我们提供服务功能。

（13）要创造安全的文化，实现可信、弹性、为社会接受的工业4.0。

第三类：组织。

（14）拥有一体化增值网络，实现不同分工。

（15）合作与竞争，称之为“竞合”。通过“竞合”带来新的组织架构。

（16）系统的结构和业务流程都涉及法律，利用工业4.0技术建立新的商业模式，首先要解决法律层面的问题。

（17）建立定制化的系统来满足不同市场的需求。

德国的工业4.0国家战略已经深刻影响德国乃至欧洲的制造业发展。来自普华永道的调查预计的趋势如下：

（1）工业4.0转型成为企业首席执行官的关键任务。

（2）到2020年，欧洲公司每年会投资1400亿欧元用于工业4.0转型。

（3）在未来5年内，80%的企业将把它们的价值链数字化。

（4）工业4.0将大幅提升资源和生产效率，预计5年内提升18%。

（5）工业4.0将给企业带来集成数据分析的能力（大数据）。

（6）产品和服务的数字化将是企业稳定成长的关键要素。

（7）数字化产品和服务将会每年带来1100亿欧元的收入。

（8）工业4.0造就新的、颠覆性的数字化经营模式。

（9）水平整合将使客户满意度大幅提升。

（10）工业4.0转型者将面临很多挑战，政策制定者和工业联盟可以提供相关帮助。