德国工业4.0对河南建设先进制造业大省的启示.docx

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德国工业4.0对河南建设先进制造业大省的启示

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德国是全球制造业最具竞争力的国家之一，占据着信息技术能力的显著地位，其装备制造业的技术、设计、品质及可靠性在世界领先，特别是在嵌入式系统、自动化和管理复杂流程方面有很强的能力。为了在新一轮工业革命中再占先机，在德意志国家工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议推动下，“工业4.0”项目于2013年4月在汉诺威工业博览会上正式推出，旨在继续保持制造业的独特优势，支持新一代革命性工业技术的研发与创新。一年多来，工业4.0在欧洲乃至全球引起了极大关注和认同。那么，这一全新的产业概念及实施设想究竟描绘了什么样的工业愿景，对于处于转型发展中的中国和致力于建设先进制造业大省的河南意味着什么，有什么样的借鉴意义，值得密切关注和认真探究。

一德国工业4.0的概念要义及前景

（一）德国工业4.0有关概念

众所周知，前三次工业革命分别源于蒸汽机应用与机械化、内燃机与电力技术、电子与信息技术。现在，随着信息技术的深入普及和提高，物联网和服务网的广泛渗透，以及功能强大的、自主的微型机（嵌入式单元系统）相互之间或者与互联网以无线方式互联，人类将有史以来第一次将资源、信息、物品和人进行普遍互联，从而迎来以“信息物理融合系统”（CPS）为基础，以生产高度数字化、产业网络化和机器自组织为标志的第四次工业革命。基于未来的CPS系统，制造业领域中所有的因素和资源之间将形成全新的社会—技术互动关系，其主要特征是智能机器、储存系统和生产设施的各个环节能够相互独立地自动交换信息、触发动作和进行交互控制，机器自组织网络可以根据业务流程的不同方面，如质量、时间、风险、价格、鲁棒性及生态友好性进行动态配置，进而从根本上改善包括制造、材料、工程、供应链、服务及生命管理周期的整个工业过程。

正在兴起的智能工厂将采取全新的生产方法，任何一个智能产品都可以用独特的方法在任何时候、任何状态下被识别，嵌入式制造系统和M2M（机器对机器）通信可以在各个制造环节和企业之间的业务流程上实现纵向网络连接，在分散的价值网络上实现横向连接，可以进行从下订单到外运物流的实时管理，对原料或供应链进行连续微调。由于动态业务和工程流程使得生产在最后时刻也可即时变化，也有能力代表供应商对生产过程中的干扰和失灵做出灵活反应，因而会在很大程度上改善小批量生产和产业链低端的盈利能力，现有经济学理论假设技术条件不变情况下的“规模经济”，以及经济地理学“集聚”作为产业优势必要条件的经典分析范式，也许被改写。工业4.0作为未来的主流产业模式和智能化、网络化世界的核心内容，将具有巨大的开拓潜力，它所形成且要求的端到端工程贯穿整个价值链，使个体顾客的需求也能得到充分满足，意味着即使生产一次性的定制化产品也有利可图；它还会创造许多意想不到的新商业模式、新就业模式和新的价值实现方式，尤其为那些初创企业和势单力薄的小企业提供发展良机和系列服务，如B2B（企业对企业）服务等；物联网和智能制造一体化过程提供的端到端工程的透明度，还有利于优化决策、实时管理和调整布局。

（二）前景展望

显然，如果工业4.0的构想能够成为现实，将极大地有利于解决当今世界发展中面临的一系列严峻挑战，如资源短缺和能源利用率，城市过快膨胀与城市病，人口结构性变化和劳动力多样化供给等难题。基于CPS系统，资源生产率提升和效率增益会贯穿整个价值网络，生产组织安排将会充分考虑人口结构和社会因素，增强机器、产业、资源、环境与人、社会组织之间的协调性和友好性。从工业活动促进人的发展角度而言，智能辅助系统将更大程度地使个体工人从执行例行任务中解放出来，去专注于创新和增值活动，更好地把他们的工作与个人生活结合起来，进行更高效的职业发展，人们的职业生涯可能会更长，有利于解决技术工人短缺，不同年龄、性别和文化背景的人都可能获取新的职业机会。

在竞争日益激烈的制造业领域，德国不是唯一地认识到应当在制造业中引入物联网、服务网的国家。近年来，伴随科学技术的突飞猛进，无论是发达国家还是新兴工业化国家，基于不同国情的工业革命思潮及各种预测纷纷出台，不仅美国等其他发达国家积极采取各种措施促进先进制造业回归和应对去工业化，提出了“工业互联网”等新概念，甚至一些新兴工业化国家也正在或已经对德国工业构成竞争威胁。德国之所以提出工业4.0这样一个全新的计划和方案，不仅因为有世界科技革命和产业革命的宏观背景，还与德国特殊的国情、强大的产业基础和强烈的创新冲动有关。比较这一工业项目与世界其他新工业革命构想的区别，有三点非常值得关注。一是更具有广泛性和前瞻性。虽然德国工业4.0构想与美国学者里夫金所倡导的“第三次工业革命”的基本方向大体一致，都包