中德论坛——探寻工业4.0时代的联合之路

17.10.2014  09:33

  中德论坛——探寻工业4.0时代的联合之路

  “中国或许是世界工厂,但是德国公司是世界工厂的制造者。”德国管理学思想家赫尔曼·西蒙对中德制造业的现状,一言以蔽之。

    市场调查机构Markit近日发布数据,德国制造业活动继续温和扩张,德国5月制造业采购经理人指数(PMI)初值52.9,至此实现连续第13个月扩张,继续在欧元区一枝独秀。恰恰13个月前,德国政府在汉诺威工业博览会上推出“工业4.0”战略,开展以智能制造为主导的第四次工业革命,建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,以期提高德国工业的竞争力。

    中德两国建交40余年来,在制造业方面的合作已是全方位的。合作初期,德国企业来华投资,尽管有或这或那的困难,但“中国市场吸引力和潜力远远大于困难”,近几年,随着外汇储备的不断增加以及“走出去”政策的支持,中国企业逐步加大对德直接投资,希望取得德国制造“真经”。

  什么是德国制造?自1887年走上工业复兴道路,127年以来,“德国制造”由小变大,由弱变强,秘诀是什么?将于10月15日举行的中德智造高峰论坛,或许将从中德企业家、高级技术人员的口中为您“还原”一个真实的德国制造。

   127年的密码

  “我们至少还在做东西,布莱尔先生。”英国前首相布莱尔曾问德国经济成功的秘诀,德国总理默克尔如是回答。“德国经济成功的秘密是制造业”、“德国制造业像一块热气腾腾的蛋糕”,对于德国制造业的赞誉遍布世界,那么德国制造的最大特点是什么?

  “凡是我们生产的产品都是可以永久使用的,不会坏!”汉斯·赛德尔基金会中国区代表曾表示。汉斯·赛德尔基金会(Hanns Seidel Stiftung)成立于1966年,是多年在德国巴伐利亚州执政的德国基督教社会联盟(CSU)的下属组织,联盟的一些领导人兼任基金会的理事。其总部设在巴伐利亚州首府慕尼黑。

  在与德国当地居民接触中,他们用另外一种方式诠释永久使用,“可以传代”。从德国的汉诺威、科隆、海德堡再到法兰克福,在中国被视作奢侈品的生活用品在德国则是生活必需品。“我们从小使用的都是这些品牌的东西,从来没坏过。”来自德国的一些企业家接受访问时如是说。的确,越来越多的中国人感叹于德国的锅可以用一辈子、德国的刀可以传世、德国的钟可以世代走下去,但是很少有人知道,曾经的德国制造是“偷窃、复制、伪造”的代名词。

    1887年8月23日,英国议会通过了侮辱性的商标法条款,规定所有从德国进口的产品都须注明“Made in Germany”,以此将劣质的德国货与优质的英国产品区分开来。127年来,德国制造从“假冒的低等复制品”逐渐成为“一块热气腾腾的蛋糕”,2008年后,更是成为“一枝独秀”,在专家看来,德国制造之所以誉满全球,秘诀之一是德国拥有稳定的职业教育体系,为德国制造提供源源不断的高素质的熟练劳动力。秘诀之二是国家科技创新体系,该体系迅速将科技成果转化为新的产品标准。

   工业4.0时代

   作为制造业强国,德国提出工业4.0的初衷是什么?

  德国信息技术、通讯、新媒体协会工业4.0部部长东斯特在采访中表示,这是因为在制造工程领域,全球竞争愈演愈烈,德国不是唯一已经认识到要在制造行业引入物联网和服务的国家。“不仅仅亚洲对德国工业构成竞争威胁,美国也正在采取措施,通过各种计划来应对 去工业化 ,促成 先进制造业 的发展。

  “实际上,我们的工作在2011年就已经开始了。”德国机械设备制造业联合会(VDMA)工业4.0部门负责人雷曼曾表示,“当时,由德国工程院和德国政府来提出这项工作。我们三家协会是德国工业4.0里涉及的部门,工业4.0的愿景,正是希望通过通信技术、机械制造和电气等行业来改变工业。

  那么,工业4.0究竟是什么?工业1.0主要是机器制造,机械化生产;工业2.0是流水线,批量生产,标准化;工业3.0是高度自动化,无人化(少人化)生产;而工业4.0是网络化生产,虚实融合。

  关于工业4.0,《建议》有详细描述:在一个“智能、网络化的世界”里,物联网和服务网将渗透到所有的关键领域。智能电网将能源供应领域、可持续移动通信战略领域(智能移动、智能物流),以及医疗智能健康领域融合。在整个制造领域中,信息化、自动化、数字化贯穿整个产品生命周期、端到端工程、横向集成(协调各部门间的关系),成为工业化第四阶段的引领者,也即“工业4.0”。

  在东斯特看来,工业4.0是一个愿景,或者说是一盏指路明灯,代表的是第四次工业革命,是产品生命周期中整个组织、管理的飞跃。“这样的生命周期以不断增加个体消费需求为导向。它横跨产品最初的设计、生产、发展、配送,再到最后的回收,并包括所有相关服务。

  他介绍,实时网络提供的所有相关信息、价值链的各个部分,以及随时获得最优价值的能力,是工业4.0的基础。也就说,工业4.0想要打造的是整个产品生产链的实时监控,产品配套服务设施之间的合作。而这一切的起点只需要个体消费者的一个需求。

  “未来,工厂的生产是可以做到单件设计盈利的。”雷曼说。

  从第一次工业革命到现在,过去150多年的工业历程中,人类一直追求的是,投入更少的工作,产出更多的产品。未来,这一原则依旧不会改变。根据德国工业4.0的描述,智能工厂中,自动化机器将成为生产重点。那么,德国工业4.0是否意味着未来将不再需要投入更多的人力?

  “工业4.0并不旨在创造减少劳动力的工厂,其将创造更多新的工作,特别是在服务和软件行业。”东斯特表示,跨领域的知识将对未来产品的设计、运行和生产起到重要作用。“熟练的工人和拥有跨领域背景的劳动力是我们所急需的。

   西门子已达3.X

  “如果说,工业4.0时代的到来还要20年,那么,西门子目前已经到达了‘工业3.X’。”这是西门子(中国)有限公司高级副总裁王海滨的自我打分。作为德国制造的“优等生”,西门子167年的发展史几乎可以被视为近现代工业进程的一个缩影。从一个小作坊发展至今,西门子所缔造的超级工业帝国已成为“德国制造”当仁不让的代名词。

  从指针式电报机起家,到以信息技术为业务主动脉,西门子踩准了以电力、信息化为标志的前两次工业革命的关键节点。基于信息物理融合系统的工业4.0概念诞生之初,西门子再度嗅到了新一轮工业革命的气息。瞄准物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术,西门子集成了目前全球最先进的生产管理系统,以及生产过程软件和硬件,如西门子制造执行系统软件Simatic IT、西门子产品生命周期管理软件、工业工程设计软件、全集成自动化、全集成驱动系统等等。对于正从“中国制造”向“中国创造”跨越的中国而言,或许能从西门子通往工业4.0的路线图中解读出更多线索。

  在工业4.0时代,虚拟世界将与现实世界高度融合。通过计算、自主控制和联网,人、机器和信息互相联接,融为一体。现有的技术和创新将被全部整合到一个数字化企业平台中。生产还未开始,产品开发流程和生产流程中的所有环节便可以并行模拟进行。简而言之,工业4.0的愿景就在于,让设备和设备开启对话,产品和生产设备之间相互沟通,建立虚拟世界与现实世界之间的对话窗口。正如德国工业4.0的路线图——《德国工业4.0战略计划实施建议》所描述的,在未来智能工厂中,人类、机器和资源能够互相通信,就像社交网络中一样自然。智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的用途。它们将主动地对制造流程,回答诸如“我什么时候被制造的”、“对我进行处理应该使用哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。

   工业3.X”的中国范本

  事实上,西门子已经将“工业3.X”的范本带到了中国。

  以宝马集团全球最先进工厂之一的华晨宝马铁西工厂为例,有了西门子LIS超宽带实时定位识别系统的辅助,该厂的总装车间取消了原来专门用于扫描车辆条形码的工位。车辆每到一个工位,车型、车辆识别码,根据车辆的不同配置,需要装配的各种零件等信息会自动显示在工位前方的操作屏上,甚至会自动提供图片及装配辅助指令,直接引导工人完成相应工作。

  这一流程被视作定制式生产的基础。现在,一款汽车需要上千人设计,设计人员设计3年、生产模具1年、建设工厂4年,至少需要8年的时间。而在未来工厂,制造高度灵活,一条生产线能同时生产多个车型;用户根据个人喜好选择的车型、车辆配置,甚至可以实现当月定制,下个月就生产出来。

  亚洲最大的纸浆和纸张制造商之一的亚洲纸浆纸业集团(APP)在浙江省宁波市的造纸厂是另一个范本——借助全集成驱动系统,能源消耗和二氧化碳排放量大减。由此,该造纸厂每条生产线年均节省数千万元的开支,年均停机时间被保持在最低的12.5小时。

  此外,汽车生产设备制造商柯马(上海)工程有限公司采用西门子的产品生命周期软件,借助虚拟仿真技术发现设计中存在的缺陷及问题,在投产前就加以校正,使得设计与规划实现“所见即所得”(生产线模拟的精准度为98%),把产品上市时间缩短了20%——30%。

  王海滨表示,从硬件专业提供商到系统解决方案的“大管家”,西门子在工业4.0道路上正在探索的,是一条软硬件结合的道路。

  他提出:“软件有很大程度上能够定义硬件的功能。我们谈到工业4.0,肯定要往这个方向发展。但这条路还是很长的。有人说这是第四次工业革命,有人说不是革命,是一个渐进的过程,可能要七八年,可能是十年甚至十几年时间才能实现。那么,对于西门子来说,今天的软件硬件已经在这个方向上走了,未来我们会在软件上投入更多。

  无论是中国制造业2025,还是德国工业4.0,甚至美国工业复兴,本质上都是趋同的。不管概念的具体阐述如何,这些大国都逐渐认识到,制造业仍然是经济可持续增长的发动机,将信息物理融合系统应用到制造业中,正在引爆第四次工业革命。中德两国的国情不一,制造业发展阶段也不同。但他山之石,可以攻玉。

   中国投资客

  德国经济学家弗里德里希·李斯特说,生产财富的能力比财富本身更为重要。中德建交40余年,两国无疑具有巨大的互利合作空间,在德国推出工业4.0战略之时,中国正走在从“制造”向“创造”迈进的路上。

    当前,中国制造业面临着两面夹击的困境,上有高端成熟的日韩产品,下有大量同质化的本土产品。因此,中国企业希望利用“德国制造”提高产品质量,以此走好制造业的“最后一公里”,所以近几年中国企业在德国投资趋势上升。据中国商务部最新统计的数据,2013年中国在德直接投资金额达6.9亿美元,较去年同期上涨37.7%。

    “2013年中国是在德投资项目数量第三大的国家,有139个项目,与第二位的瑞士仅差1个项目,与第一位的美国只差9个。”德国联邦外贸与投资署的总经理约尔根·弗里德里希透露,“总结来看,汽车制造、机械工业以及电子行业是中国企业看中的行业,比如机械制造与电子技术方面,北京第一机床厂和上工申贝分别在科堡和比勒费尔德有投资。信息通讯技术方面,华为西欧业务中心设立在德国杜塞尔多夫,华为技术德国公司现在有3个子公司,20个分支机构和6个研发中心,超过1500名员工;中兴欧洲总部也设在杜塞尔多夫。

  德国安永股份有限公司最新发布的报告显示,2013年中国投资者共收、并购120家欧洲企业,达历史最高水平,其中以德国及英国企业为最多,各占25家。据德国《世界报》报道,截至2014年上半年,中国企业对德国企业完成了总价值超过350亿美元的98起收购和合并,其中82%的收购案发生在机械、汽车和化工等制造业领域。

   记者手记:

  以上是记者在走访、调查、探寻中得到的关于德国制造与中德合作前景的一种解读。对于化工橡胶行业而言,更深入、更细腻的一种声音是:中国将于技术和营销两端,在国际合作和国际产业布局中找到新位置……2014年10月15日,在橡博会期间召开的中德高峰技术论坛中,来自德国汉斯·赛德尔基金会、德国法兰克福莱美两河地区国际投资促进会、西门子(中国)有限公司、戴姆勒大中华区投资有限公司的企业家与行业专家将就近年来收集到的行业数据做出分析,为实现中国制造的转型升级,论坛以德国工业4.0:智造、创造为主题,探讨中国智造的发展方式与路径,助推中国制造业的转型升级,提升中国制造产业链的附加值,为中国制造业提供更广阔的发展空间,这或许将为中国企业揭开未来合作的通路密码。