他山之石：德国工业4.0

如果说在经历2009年席卷全球的经济危机之后，有什么共识在全世界逐步形成，我想有一个答案是经得起推敲的，那便是工业在经济结构中扮演的角色的问题。

在全球经济结构的版图中，大约有三股力量在相互融合制约：以美国为代表的经济体决定了世界经济的基本格局，以德国、日本和韩国为代表的传统工业强国，维持这个世界工业体系的精密运转，而以中国为代表的新兴经济体，则在不断冲击旧有的世界经济秩序。

这三股力量相互交融博弈，构成了当前世界经济的基本格局。而在全球经济危机之后，经济实力最为强大的美国首先提出了要让制造业回流的战略，德国与中国则适时地提出了工业4.0计划与制造2025战略规划，新一轮全球经济的竞争格局已经开启。但在竞争的同时，全球化的趋势也让国与国之间的协作分工更加精细、更加紧密。

事实上，在国家治理的技术层面，中国师从德国的地方很多，就连我们日常生活所熟悉的基本交通规则最早也是从德国引进。而在工业领域，德国这个拥有百年传统的工业强国，至今依然值得我们肃然致敬和学习。

德国教研部部长万卡曾表示，德国针对工业4.0开展了大量研究，主要是为了帮助中小企业实现互联生产。试验点的设立有助于中小企业测试他们的新想法和新技术。

自2011年在汉诺威工业博览会上首次提出，德国工业4.0的内涵正不断的演化和发展。此后历年，汉诺威工博会的主题也与工业4.0概念结合得更加紧密，工博会也成为观测德国工业4.0进展的重要窗口。

今年4月底，21世纪经济报道记者随团来到汉诺威工博会。来自75个国家的5000多家参展企业展示了数字工厂、能源、工业供应商、研究与技术5个方面的最新工业发展成果，并带来了100多项工业4.0的应用实例。

在数字化工厂等展厅内，工业4.0成为众多参展企业的宣传标语，参展企业根据实际应用中的不同切面，创造性的为工业4.0做出新的解释。

从工业4.0纳入了《高技术战略2020》到“工业4.0平台”的成立，德国联邦政府及民营企业在推动工业4.0方面可谓不遗余力。今年工博会期间，德国工业界与标准化领域权威机构共同宣布，将正式设立“工业4.0标准化理事会”，以提出工业4.0数字化产品的相关标准，并协调其在德国和全球范围内落地。

在工业4.0概念不断流行的今天，标准化的工业4.0数字化产品能否引领德国甚至全球工业的产生新一轮革命，带动全球生产力的进一步发展，答案还未可知。

“N＋4.0”

“工业是德国经济的引擎。当今世界正处于将”数字议程“融入工业生产的特殊时期。机械、汽车等行业产生大量数据，数据经过处理产生附加值，并催生智能系统，给工业发展带来了全新机遇。”在今年工博会开幕式上，德国总理默克尔如此阐述了她理解的德国工业。

实际上，在“工业4.0”内涵的讨论下，“传感4.0”、“传动4.0”、“机床4.0”、“物流4.0”等“子概念”也在不断提出。本届汉诺威工博展上，来自75个国家的企业根据实际应用中的不同切面，不断阐释工业4.0的内涵，并应用入企业日常生产中。

SICK是德国一家传感器家族制造企业。这家拥有70年历史的中小型企业在工博会的8号展厅，以5个模型场景分别展示传感器在completely transparent production(完全透明的生产)、high level of factory availability(工厂的高可用性)、dynamic and flexible production(动态的弹性生产)、human-robot collaboration(人机合作)、optimization of resource consumption(资源消耗的优化)等工业4.0典型特征中的应用。

“动态的弹性生产要求生产线在不停产的情况下，根据各个订单的不同要求随时调整参数，生产出差异性、个性化的产品。”SICK高级工程师穆勒在镂空切割汽车前网的机械臂对21世纪经济报道记者表示，“这上面安装的传感器不光是相机，而已经是一个智能集成的传感单位，在拍摄收集数据之后能根据客户的需求自行分析，并直接给机器下达命令，下一步应该怎么做、进行怎样的切割。”

而在人机合作场景中，SICK使用的机器人则来自全球顶级机器人制造商库卡。库卡市场部主任艾伯哈特在汉诺威表示，“光凭机器人已经不能在市场上立于不败之地。更重要的是数据，而通过物联网就可以赢得大量宝贵的数据。”

此次工博会上，库卡推出一款“咖啡4.0”的应用，解释了其对“工业4.0”实践应用的设想。顾客通过扫描咖啡杯上的二维码，在手机定制自己的咖啡，以及牛奶和糖的用量。而机器人能够提取这些存储在云端的数据，与智能咖啡机交流，快速为顾客冲泡咖啡。整个过程中，顾客可以通过集成的增强技术，在屏幕显示器上了解实时生产信息。此外，顾客还可以留下电子邮件地址，系统将会向这个邮箱地址推送咖啡冲泡的进展情况。

寻找应用场景

按照德国工业4.0促进机构--“工业4.0平台”的说法，工业4.0会持续地改变德国工业未来生产及加工的方法，孕育出涵盖产品整个生命周期的智能价值链，灵活的个性化生产将成为新标准，资源消耗降低，生产的经济效益显著提升。

据博览会主办方介绍，本次展会带来了100多项工业4.0的应用实例，涵盖工业自动化、数字工厂、能源、工业供应商、研究与技术5个主要领域。实际上，SICK、库卡等公司的各类工业4.0应用便普遍体现了灵活的个性化生产、资源消耗降低等特征。

而作为德国老牌企业的代表，西门子在本届工博会上展示虚拟世界与现实世界是如何融合成一个更灵活、更高可用性的联网“生态系统”。在这个生态系统内，过程工业和离散工业均可获益于开发数据、生产数据以及供应商数据的全面集成。制造企业可以有选择地满足单个客户的需求，更加迅速地响应市场要求，也更容易制定全新的商业模型。

“不论是大型企业还是中型创新企业，在实现工业4.0的过程中都可以获得西门子最适宜的支持与服务。”西门子股份公司管理委员会成员何睿祺表示。本届工博会，西门子以工业能源、增材制造、汽车和纤维行业为主题的四大系列模块展示其对工业4.0的阐释。

在纤维行业模块，西门子技术支持中心工程师刘锴介绍，“传统造纸行业目前正面临数字媒体等方面的挑战，但我们实际上更愿意将改造后的企业称为纤维行业，通过智能化集成过程自动化解决方案和集成高效驱动系统的配套使用，这个传统的造纸厂能够应对快速变化的市场，根据客户的需求，调整产品生产，使得产品上市速度更快。”

此外，西门子还首次发布了数字化企业软件套件新品Mind Sphere，即为西门子工业云。西门子工业云作为工业数据开放平台，各种数字工厂可以通过数据网关，将关键设备乃至整个工厂的数据连接至Mind Sphere，从而监测其设备群，做到预防性维护、能源数据管理，工厂资源优化等。

推动标准化

实际上，根据此前发布“工业4.0”标准化路线图，除了西门子等大型企业，德国大量中小企业也将是工业4.0的重要参与者。

不过，在德国信息产业、电信和新媒体协会此前一份报告指出，相比于大企业的积极布局，仍有不少德国中小型企业依然对工业4.0有所迟疑。

工业4.0平台雅尼娜认为，“中小企业一个担心的是系统安全，数字化后自己的工业软件会不会遭受攻击，另外，还有高端的升级改造成本问题。”

去年，该平台推出了“工业4.0平台地图”，地图上清晰标注了遍布德国各地的工业4.0应用实例和试验点。向中小型企业展示了当下数字化生产带来的可能性，以及为何值得投资数字化改造。

据介绍，地图上的工业4.0应用实例涉及产品设计、生产、物流、服务等多个领域，试验点则主要针对工业4.0的应用展开研发和测试。借助试验点，中小企业在尝试满足工业4.0要求的升级改造时，可以不必自行投资昂贵的研究设备。

德国教研部部长万卡曾表示，德国针对工业4.0开展了大量研究，主要是为了帮助中小企业实现互联生产。试验点的设立有助于中小企业测试他们的新想法和新技术。

自2011年在汉诺威工博会上首次提出，“工业4.0”近年来在发展得到德国联邦政府的大力支持。

2013年，德国联邦教研部与联邦经济技术部将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，计划投入2亿欧元资金，支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。随后，德国机械及制造商协会(VDMA)等设立了“工业4.0平台”，德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个工业4.0标准化路线图。

今年汉诺威工博会期间，德国工业界与标准化领域权威机构共同宣布，将正式设立“工业4.0标准化理事会”，以提出工业4.0数字化产品的相关标准，并协调其在德国和全球范围内落地。