工業4.0：德國國家戰略 歐洲復興法寶

「工業4.0」概念最初在德國學界和產業界的建議與推動下形成，並上升為德國的國家戰略。如今，「工業4.0」已風靡全球，成為投資者耳熟能詳的熱詞。

「工業4.0」概念誕生於德國並非偶然。德國是全球製造業最具競爭力的國家之一，擁有強大的機械和裝備製造業、佔據全球信息技術的顯著地位。德國提出並推動「工業4.0」戰略，旨在通過打造智能製造的新標準，穩固全球製造業的龍頭地位。包括西門子、菲尼克斯電氣、倍福和庫卡機器人等多家德國企業都在「工業4.0」時代全速前進。而遭受金融危機和債務危機重創的歐洲，也希望「工業4.0」能為歐洲經濟的重新崛起帶來新的動力。

智能製造主導產業升級

2013年4月，德國在漢諾威工業博覽會上首次發布了《實施「工業4.0」戰略建議書》；德國電氣電子和信息技術協會同年12月發布了「工業4.0」標準化路線圖。2014年漢諾威工業博覽會的主題「融合的工業——下一步」很好地契合了「工業4.0」概念。德國學界和產業界認為，「工業4.0」概念即是以智能製造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。該戰略旨在通過充分利用信息通訊技術和網路空間虛擬系統-信息物理系統(Cyber-Physical System，簡稱CPS) 相結合的手段，將製造業向智能化轉型。

「工業4.0」戰略主要分為三大主題，一是「智能工廠」，重點研究智能化生產系統和過程，以及網路化分散式生產設施的實現；二是「智能生產」，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動及3D技術在工業生產過程中的應用等；三是「智能物流」，主要通過互聯網、物聯網、務聯網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方能夠快速獲得服務，得到物流支持。

簡言之，虛擬網路-實體物理系統就是將互聯網技術運用於各行業，其核心是通過應用信息通訊技術和互聯網，將虛擬系統信息與物理系統相結合的手段，完成各行各業的產業升級。

德國《明鏡》周刊指出，「工業4.0」發出了革命性訊號。首先，工業生產的出發點將發生變化。未來工業制勝的秘訣在於如何在提高生產率的同時盡量縮短產品從創意到上市的周期，及如何滿足更複雜、個性化的產品需求。其次，虛擬與實際的界限將被消除。工廠中所有生產程序均可提前在計算機中模擬模擬，可在虛擬世界中完成生產的分析與優化。其三，人工將被機器智能取代。德國弗勞恩霍夫就業經濟研究院院長威廉·鮑爾認為，未來人力將集中於創新與決策領域。此外，「工業4.0」將產生大量數據，而這些數據將創造嶄新的商業模式。

回顧前三次工業革命，實際上是應用機械、電氣和信息技術等越來越先進的工具逐步將人力從生產中解放，從而提高生產效率、降低生產成本的過程。而對於即將到來的第四次工業革命，更偉大的工具——互聯網將深度參與生產過程，從而將製造業對勞動力的依賴和生產成本的優化帶到一個新高度。

東方證券研究報告指出，與前三次工業革命相比，第四次工業革命的進步在於利用互聯網激活了傳統工業過程，使工廠設備「能說話、能思考」，同時實現三大功能：降低製造業對勞動力的依賴、滿足用戶個性化需求，並將流通成本降到較低。從長期看，「工業4.0」時代，對於智能工廠的投入將遠超過一般工業，但項目盈利能力也將顯著提高。無論在何種經濟體，「工業4.0」都將是製造業發展的必由之路，是未來製造業較大的一波「浪潮」。

德國企業搶佔先機

在推動「工業4.0」戰略的過程中，德國人創建了新的生產環境，提供了新的智能生產裝備和新的技術手段。這些推動著德國的機器人、成套裝備、信息技術、控制技術等核心產業的變革，確保了德國製造業的未來。

德國國家科學與工程學院、通信行業科學發起人集團發言人、研究聯盟和工業4.0工作組聯合主席孔翰寧稱：「工業4.0為德國提供了一個機會，進一步鞏固其作為全球生產製造基地、生產設備供應商和信息業務解決方案供應商的地位。」

在德國企業中，西門子已憑藉全集成自動化(TIA)和「數字化企業平台」搶佔先機。西門子的「工業4.0」行動計劃包括，首先，持續推進數字化企業平台的開發。其次，進一步開發可無縫連接、企業資源規劃和自動化生產環節的製造運行管理系統。第三，繼續在所有生產製造設備上推行即插即用的靈活組合理念，為實現高水平的自動化及驅動解決方案提供支持。

在今年4月舉行的漢諾威工業博覽會上，西門子展示的新一代汽車生產線吸引眼球無數。在該生產線上，車體與機器人邊「對話」邊組裝。其工作原理為在車體內嵌入集成電路標籤，記錄汽車型號、必要零部件及組裝順序等信息。車體接近機器人時會發出指示，機器人會按照指示進行作業。

被譽為德國「工業4.0」模範工廠的西門子安貝格電子製造廠，只有三座外觀簡樸的廠房，但卻擁有歐洲最先進的數字化生產平台。工廠主要生產可編程邏輯控制器和其他工業自動化產品。在生產過程中，無論元件、半成品還是待交付產品，均有各自編碼，在電路板安裝上生產線後，可全程自動確定每道工序；生產的每個流程、數據都記錄在案可供追溯；更重要的是，在一條流水線上，可通過預先設置控制程序，自動裝配不同元件，流水生產出各具特性的產品。由於產品與機器間進行了通信，生產過程為實現信息控制進行了優化，生產效率大大提高，只有不到四分之一的工作量需人工處理，主要是數據檢測和記錄；工廠每年生產元件30億個，每秒鐘可生產一個產品，可做到24小時內為客戶供貨。由於實時監測並分析質量數據，次品率大大降低，該廠產品質量合格率高達99.9988%。

此外，德國還有多家企業在推動「工業4.0」浪潮。菲尼克斯電氣正開發Profinet工業乙太網項目。倍福公司正實施「科技自動化-系統化工程」與「極速控制-標準加工設備能效提升」兩個項目。

歐洲欲借「工業4.0」東風

歐洲多國計劃通過對「工業4.0」戰略的持續投入，在2030年前將製造業佔GDP之比從目前的約15%提升到20%以上，重拾競爭優勢。

從德國放眼整個歐洲，歐洲新一輪工業革命具有鮮明特點。首先，「工業4.0」的興起是技術推動與應用帶動並舉的產物，且應用帶動的作用更突出。圍繞經濟復甦、提升競爭力、維護能源安全等需求，歐洲多國正通過信息、可再生能源、新材料等技術的廣泛融合和深度應用，培育新產業、新業態、新模式，實現經濟發展方式的轉變和產業結構調整。

其次，歐洲強調合作創新，重視提供系統性解決方案，歐洲各國政府、企業、消費者間的關係緊密，扁平化結構、分散合作式商業模式普遍。例如，圍繞法國智能社區建設，法國電力集團、施耐德電氣、阿爾斯通、布依格集團等企業發揮各自優勢，緊密合作。巴黎充電基礎設施建設由法國電力、施耐德、雷諾汽車、勒克萊克超市、萬喜集團、威立雅環保集團等共同推進。西班牙巴塞羅那在智慧城市建設中，採用公私合作夥伴方式，充分調動政府、企業、非營利組織的積極性。

第三，各國政府大力支持新技術的應用、新產業的發展和新商業模式的形成。法國政府把發展電動車視為重中之重，出台了一系列鼓勵措施。如每購買一輛電動車最多可得7000歐元獎勵。政府撥專款用於12個大中城市及周邊電動車配套設施建設。巴黎推出電動車租賃公共服務項目，電動車租賃系統遍及巴黎，電動車總數超過1750台，充電裝置超過4000個。在巴黎西南的IssyGrid智能社區，電動車的電源來自屋頂的太陽能發電。德國政府為鼓勵創新型中小企業發展，2013年僅針對創新型中小企業的創業投資基金達5億歐元。

第四，跨國公司主動適應發展趨勢，加快轉型。誕生於1937年的德國大眾是第二次工業革命的產物，為適應「工業4.0」時代汽車生產模塊化、消費需求個性化的趨勢，大眾力推模塊化建設和3D列印應用。2012年大眾開始實施全新研發的模塊化MQB戰略，目前該公司主要將3D列印技術應用在試製階段外形設計檢驗等工序，以縮短研發流程，降低研發成本。