林学军：以德国的智能制造经验振兴中国的实体经济

 
文|林学军
 
长期以来，德国非常注重智能制造，以信息产业改造制造业，这是德国制造业在世界上保持竞争力的一个重要原因。沃道里斯等（Voudouris etal.,2012）[1] 指出，在新一轮产业革命和信息技术得到迅速发展的新环境下，德国积极将先进适用的信息技术应用于机械和装备制造业，在嵌入式系统和自动化工程领域获得了显著成效。德国学术界和产业界普遍认为信息技术与工业制造相融合的“工业4.0”时代到来了。格鲁伯(Gruber,2013) [2] 指出工业4 ． 0 是工业生产方式的新一轮革新，是继第一个自动纺织机、第一条流水线和第一个可编程逻辑控制器(PLC) 诞生之后，互联网、大数据、云计算、物联网等新技术给工业生产带来的革命性变化。学术界依次将机械化、电气化、信息化等前几次重大发明分别定义为工业1.0 、工业2.0 、工业3.0，那么这次信息技术与传统制造业相融合的工业重大变革即为工业4.0 。“工业4.0”战略是以智能制造为主导的第四次工业革命，或者说革命性的生产方法，旨在通过充分利用信息通讯技术和网络物理系统等手段，将制造业向智能化转型。拉西等(Lasi etal., 2014)[3] 指出该战略是在德国学术界和产业界的积极建议和共同推动下形成的，很快被德国政府接受并迅速上升为国家战略。
 
德国信息技术与传统制造业相融合的具体措施概括起来就是：智能工厂、智能生产、智能网络、智能服务[4]。智能工厂如赛勒(Sailer,2014)［5］所述， 德国工业4.0 战略的信息物理系统包括智能机器、存储系统和生产设施等，它们自动交换信息、触发动作和控制，从入厂物流到生产、销售、出厂物流和服务等各个环节，实现数字化和端到端集成。智能工厂使企业尽量多地采用智能机器人、可编程序的智能化加工生产设备，减少人工，降低工人的劳动强度，降低能耗与污染，提高工作效率，提高产品质量，避免次品废品，减少浪费，最终达到降低成本，提高经济效益的目的。
 
智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动及3D 技术在工业生产过程中的应用等[6]。根据生产过程的不同方面，对生产过程进行动态管理，如：自动安排生产流程，智能控制产出数量与质量，根据市场需求或指令合理安排生产时间与进度，保障生产安全，做到节能降耗等。生产中的原料和零配件供应可以实现自行调整，使制造流程更加灵活，生产工艺更加精致，产品供应更加及时。还可以根据市场供需的情况对生产进行及时调整，实现定制化、个性化智能生产。从而有效利用资源，为顾客提供更加个性化服务，不断拓展市场机会。
 
智能网络就如徐莉(2014)[7] 所指出的，德国工业4.0 的智能网络主要包括三个方面：一是垂直一体化，即通过物联网、信息物理系统，把设备和生产系统及业务系统联结起来；二是通过网络技术把产品的生命周期的各个阶段，包括设计、生产、物流、销售、售后服务等各个环节联结起来；三是利用互联网把合作伙伴，如：供应商、生产商、经销商、客户等联结起来。形成一个产供销信息通畅，反映灵活的智能网络。
 
智能服务是德国工业4.0 发展出全新的商业模式。这些模式可有效满足客户的个性化需求，有利于满足中小企业资金短缺，技术缺乏，无力独立地负担信息服务与软件系统，但却能利用这个商业模式创新、创业，经营自己的业务。全新的商业模式有利于企业充分了解顾客和竞争对手情况，为企业制定竞争战略，寻找合作伙伴提供有效解决方案，通过技术与信息共享，促进平等竞争，提高整个行业的劳动生产力。
 
以智能制造振兴实体经济的策略
 
（1）加强基础研究，提高信息技术水平。我国的信息技术总体水平不高，虽然我国生产了全世界大部分的电脑和手机，然而大都是加工产品，一些关键的零部件仍然依赖进口。我们要创建智能工厂、智能生产，就需要有智能的“芯”，因此要自主研发核心的芯片、微处理器、高速计算机等等，以满足研究开发智能机器人、数控机床、智能生产流水线等工业设备。一方面，我们要以官产学相结合，组成技术创新联盟，研究关键的零部件，提高我国信息技术的整体水平。另一方面，要加强技术的应用与推广，加速信息技术在各产业的融合与渗透，推动其他行业的发展。
 
（2）我国信息产业基础设施建设落后，难以满足智能化、网络化的网络高速公路的要求。近年来，我国的互联网和移动互联网虽然有大的发展，城市的网络建设相对能满足流量大，频带宽，速度快的需求，但是农村的网络建设还比较落后，存在数据传输慢，信号不稳定、覆盖不广泛等问题，严重制约信息经济的深入普及应用。国际电信联盟评估认为，我国电信综合水平在全球排在80 位以后，严重滞后于互联网流量的“指数式”增长。同时，由于信息技术水平和运营体制的原因，我国互联网资费较高，制约了我国移动互联网的快速发展，不利于挖掘信息经济新的增长点，不利于信息产业加快发展。因此，我国要加速做好网络的基础设施，特别是加强农村的网络建设，还要改革网络的运营体制，打破垄断，鼓励竞争，降低资费水平，提高网速，提高服务质量。
 
（3）建设智能工厂，打造中国制造4.0版。当前，中国制造业的成本正逐年上升，加速升级改造我国制造业，降低成本，提高竞争力，是关系到我国经济可持续发展的重要问题。美国波士顿咨询集团报告分析了全球出口量排名前25位的经济体，以美国制造成本为基准(100)，中国制造成本指数是96，也就是说，同样一件产品，在美国制造成本是1美元，那么在中国则需要0.96美元，可见双方的差距已经极大地缩小了。从这个数据显示，“中国制造”成本已接近美国。
 
我们可以把信息技术与机器融合，形成智能制造。一般的融合只是改变个别的机器生产效率，嵌入融合，可以较大地提高设备的生产水平，而当信息技术与机器设备完全融合，便形成一个新的产业，即物联网产业，那将极大地推动制造业的升级换代，真正实现智能制造。物联网感知制造业发展迅速，研制生产的传感器、无线射频识别器（RFID）让机器能识别产品，听懂指令；物联网通信业，特别是机器到机器（M2M）网络服务，让原先单独工作的机器能相互协调配合；嵌入式系统、软件与集成服务及其他与物联网相关的服务日益增强机器的大脑，提高工业机器的智能化水平。信息技术、物联网技术为改造传统产业打下良好的基础，我们应当广泛采用智能机器人，自动化的仪器、设备，智能化的流水线等等改造我们的工厂，降低劳动力成本，提高劳动效率，降低能耗，促进中国制造业的转型与升级，打造中国制造4.0版，重塑中国制造的辉煌。
 
（4）打造智能化生产，提升整个行业的劳动生产力。智能工厂只解决个别企业的问题，智能生产要促进全行业的升级与改造。在生产社会化、全球化的今天，各个企业的生产高度关联，相互分工又紧密合作，每个企业也许只是生产中的一个环节，如果其中一个环节出现故障，整个行业的生产就会受到影响。因此，如何协调整个生产过程，让生产高效运行是一个重要问题。智能化生产应当涵盖整个行业、价值链的各个环节，做到智能化地生产运作与控制。从订购原材料、零部件，自动地保持生产供给，减少材料库存浪费，到自动安排生产计划，自动进行生产的控制，产品的质量检验，生产过程的安全与环保的管理，制成品的包装、储存、配送等等都可以按照市场供需情况、客户订货合同、管理人员指令等智能化地进行。
 
这就要求建立健全整个生产过程的信息网络。公司网、机器网、人员网，网网相通。智能化、个性化、数字化，实时感知，动态控制，信息畅通，反映快捷灵敏，自动交换信息，触发动作，控制生产的各个环节，实现数字化的端到端的集成。
 
（5）打造智能网络，提升全社会经济发展水平。按照德国版的智能网络，包括了生产的垂直网络，生产的水平网络，产品的垂直网络。生产的垂直网络连接工厂机器设备的生产系统与企业的业务系统。生产的水平网络连接供应商、生产商、批发零售商等商业伙伴。产品的垂直网络连接产品的设计、生产、营销、售后服务整个过程。打造智能网络，就是要真正实现信息技术与制造、生产、销售、售后服务等的完全融合。这个网络已经大大超越了工业的范围，包括了生产和消费，抓住这两个关键环节经济才可能持续发展，工业4.0才能真正实现。
 
（6）创建智能服务，实现智能社会。信息产业不仅可以与工业融合，更可以渗透到社会的各个方面，产生新的行业，这就是“互联网+”。当互联网与社会的生产、分配、交换、消费等方面紧密结合起来，就形成一个智能化的社会，提高整个社会的发展水平。
 
参考文献：
[1]Voudouris I, Lioukas S, Iatrelli M.. Efectiveness of technology investment: impact of internal technological capability, networking and investment’s strategic importance[J], Technovation, 2012,322(6):400-414.
 
[2]Gruber F E.. Industry 4.0 :a best practice project of the automotive industry[J], Digital product and Process Development Systems, 2013,411:36-40.
 
[3] Lasi H, Fettke P, Kemper H G.. Industry 4.0[J], Business & Information systems Engineering, 2014,8(6):239-242.
 
[4] 杜传忠、杨志坤.德国工业4.0 战略对中国制造业转型升级的借鉴[J],经济与管理研究,2015,(7):82-87.
 
[5]Sailer J..M2M-Internet of Things-Web of Things-Industry 4.0[J], Elektrotechnik &
informationstechnik, 2014(2)：3-4.
 
[6] 工业4.0工作组， 德国联邦教育研究部． 德国工业4.0 战略计划实施建议(上) [J]． 机械工程导报，2013,(7-9):23-33.