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探析德国“工业4.0”战略成效与问题

2019-08-08 09:41:31来源:航天云网 阅读量:12366

  【塑料机械网 编辑视角】 随着新一轮技术浪潮的到来以及国际科技竞争的加剧,作为西方工业化强国,德国敏锐地感觉到新机遇、新挑战,为此及时制定并推进促进产业发展创新战略——“工业4.0”。几年来,德国致力于推进该战略的实施并取得了初步成效。
 
  综合举措推动战略实施
 
  2013年4月,德国机械及制造商协会等机构设立“工业4.0平台”并向德国政府提交了平台工作组的最终报告《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》,被德国政府采纳。“工业4.0”被认为是德国旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,落实德国政府2011年11月公布的《高技术战略2020》目标、打造基于信息物理系统的制造智能化新模式,巩固全球制造业龙头地位和抢占第四次工业革命国际竞争先机的战略导向。
 
  几年来,德国主要从如下几个方面采取举措加以推进实施。
 
  其一,建立创新规划指导框架。2013年以来德国陆续出台了一系列指导性规划框架,如2014年8月德国政府通过《数字化行动议程(2014—2017)》,2016年德国经济与能源部发布了“数字战略2025”,2018年10月德国政府发布“高技术战略2025”(HTS 2025),明确了德国未来7年研究和创新政策的跨部门任务、标志性目标和微电子、材料研究与生物技术、人工智能等领域的技术发展方向、培训和继续教育紧密衔接重点领域,创建创新机构(跨越创新署),并通过税收优惠支持研发。
 
  其二,加大研发创新投入。实施“工业4.0”战略需要巨大资金支持。为此,德国政府、州政府、政策性银行和大型企业设置了高科技创业基金,对实施“工业4.0”过程中的创新型企业研发给予风险投资支持。在2018年德国政府财政预算中,教育和科研支出达到175亿欧元(比2010年高出75%),政府承诺将研发支出占GDP比重由2017年的3%提高到2025年的3.5%。
 
  其三,致力推进数字化进程。数字化是“工业4.0”战略的核心内容和基本支撑。继《数字化行动议程(2014—2017)》和“数字战略2025”之后,德国政府在2017年又发布了“数字平台”白皮书,制定“数字化的秩序政策”。在“高技术战略2025”中,将制造业的设备、原材料、产品等制造领域的因素和资源都通过信息物理系统(CPS)连接起来,通过对现有工业生产目标、内容、流程和范式的根本性变革,实现高技术、高质量、个性化定制等多维目标。
 
  其四,打造标准化和示范样板。“工业4.0”战略的落实需要把各种不同产业领域及环节之间的隔阂打通,实现关键技术术语、规格标准等联机语言统一化和标准化。德国在政府、协会、企业等合作基础上制定了8项优先行动计划,其中将标准化排在8项计划的首位。继2013年12月德国电气电子和信息技术协会发布首个“工业4.0”标准化路线图,就“工业4.0”涉及的技术标准和规格为所有参与方提供一个概览和规划基础之后,德国工业界与标准化领域权威机构2016年共同宣布设立“‘工业4.0’标准化理事会”,提出“工业4.0”数字化产品相关标准并协调其在德国和全球范围内落地。
 
  其五,完善“双元制”专业人才培养机制。“工业4.0”战略实施中,数字化的日益普及极大地改变了现有生产内容与工艺流程,并对劳动者知识技能和工作习惯提出新的要求。“双元制”就是由职业学校(应用型大学)与企业通过理论与实践的紧密结合共同培养适合“工业4.0”需求场景的应用型职业人才的一种模式。它完全模拟“工业4.0”智能生产的具体解决方案,并且已形成了较为标准化的适应现代人才的培养模式。
 
  其六,强化国际创新合作。顺利推进“工业4.0”战略不仅需要德国自身努力,还应借助和拓展与欧盟及其他国家的教育与科技合作。2017年2月德国政府通过的教育、科学和研究国际化战略把移民运动、数字化、欧洲研究区的继续发展、原有科研基地以外的新的全球创新中心等结合起来,并首次涉及职业教育国际化内容。2017年6月,德国“工业4.0”应用平台、法国未来工业联盟和意大利国家“工业4.0”计划三家机构就生产数字化开展三方合作行动方案达成一致。2017年,德国教研部为国际合作投入超过8.5亿欧元。2018年1月1日,德国经济部(BMWi)发布新修订的中小企业创新核心计划(ZIM)即“国际化模式探索”项目。2019年3月22日,德国政府发布指南,支持德国高校、科研机构和企业设立国际人工智能实验室,并给予每个获批项目为期三年不超过500万欧元的资助。
 
  进展与成效明显
 
  作为德国高科技战略的有机组成部分,“工业4.0”已成为塑造德国创新体系和提高创新能力的重要措施,也是革新产业结构,促进新兴和尖端产业发展的引擎。几年来的实践取得了明显进展和成效。
 
  首先,政府、学界和企业对“工业4.0”战略及其落实重要性、迫切性已形成了基本共识,越来越多的企业、教育组织及其他机构参与到“工业4.0”系统中来。截止2018年已经有300多个重要项目得到资助并在运行之中。其次,相关战略及法规体系与金融、人才培育、引进等政策支持体系逐渐完善。再次,支持平台架构逐渐建立。德国政府确立了以高科技平台(Hightech Forum)、创新对话机制(Innovations dialog)和德国研究与创新专家委员会为基础的三大专家咨询机构。最后,“工业4.0”战略取得初步成效。“工业4.0”战略的实际应用案例已经出现在德国许多地区。数字化呈现出蓬勃发展之势,从企业生产数字化,到宽带网络扩建以及相关法律制定都有实质性的推进。包括西门子、菲尼克斯电气、倍福和库卡机器人等企业都在“工业4.0”时代奋力前行,力图抢占行业领先地位。如西门子工厂端到端数字化系统实现从订单、设计、生产到物流的高度自动化、高速化、高效化和高精度化,产能提高了8倍,合格率提高到99.9988%,制造执行系统SimaticIT和全集成自动化解决方案(TIA)能够将产品及生产全生命周期进行集成,缩短50%的产品上市时间;德国“工业4.0”合作平台成为德国政府决策层、商界、学界、工会等行为者合作协调的桥梁与促进德国“工业4.0”国际合作的平台,也是迄今世界上最大、最成功的制造业企业数字化转型的平台之一。
 
  尚有改进空间
 
  尽管“工业4.0”战略在德国紧锣密鼓地推进并初现曙光,但也有一些问题需要研究解决。比如,大学和科研机构的研究活动与企业推出的以需求为导向的产品存在脱节现象。德国不同区域在“工业4.0”战略落地、发展方面存在不平衡,在已有“工业4.0”案例中巴登—符腾堡州和北莱茵—威斯特法伦州等发达地区的数量远远领先诸如梅克伦堡—前波莫瑞州、石勒苏益格—荷尔斯泰因以及萨克森—安哈尔特州等经济较为落后的联邦州。不同企业主体对落实“工业4.0”战略的态度及力度不一致,中小企业对“工业4.0”战略的接纳度较低。根据德国国家科学与工程院的报告,有近38%的中小企业认为数字化和“工业4.0”机遇和风险各占一半,认为数字化和“工业4.0”纯属风险的中小企业比重也远高于大企业。中小企业实施“工业4.0”战略面临包括软硬件设备落后、专业人员不够以及测试条件和环境不佳的约束。虽然已经有了一些政府行业指导,但对具有未来前景的具体技术还难以准确清晰界定。网络保护和数据安全在日益网络化、自动化和智能化生产背景下愈发紧迫,“工业4.0”数字化进程中遭遇到的网络攻击不断增多,而网络防护措施还未完善,安全形势严峻;“工业4.0”对社会结构也造成了冲击,人与机器协调、实际能力与所需技能差距以及劳动者之间的数字与技能“鸿沟”等均有增大趋势。

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