保障德國製造業的未來(十四)

　　——關於實施工業4.0戰略的建議

　　保障德國製造業的未來(一) 　　 

　　保障德國製造業的未來(二) 　　 

　　保障德國製造業的未來(三) 　　 

　　保障德國製造業的未來(四) 　　 

　　保障德國製造業的未來(五) 

　　保障德國製造業的未來(六) 

　　保障德國製造業的未來(七) 

　　保障德國製造業的未來(八) 

　　保障德國製造業的未來(九) 

　　保障德國製造業的未來(十) 

　　保障德國製造業的未來(十一) 

　　保障德國製造業的未來(十二) 

　　保障德國製造業的未來（十三）

　　美國

　　美國政府重新重視機械工程領域。美國政府正在探索一條積極的工業政策，鼓勵製造業企業重返美國，為本土創造就業機會。2011年夏天，美國總統歐巴馬啟動高端製造業合作夥伴計劃（Advanced Manufacturing Partnership，以下簡稱AMP），以私有部門為主，聯合高校、企業和政府部門代表，共同尋找「新興技術發展的深化與投資」的道路。

　　AMP指導委員會由麻省理工學院、加州大學伯克利分校、史丹福大學、卡耐基·梅隆大學、密西根大學和喬治亞理工學院等美國頂級工程院校的校長及卡特皮勒、康寧、陶氏化學、福特、霍尼韋爾、英特爾、強生、諾斯洛普·格魯門、寶潔和聯合技術公司等美國大型企業的CEO組成。

　　2012年7月，AMP指導委員會在報告中詳細列出16條建議，包括建立覆蓋全國的製造業創新機構網絡（National Network of Manufacturing Innovation Institutes）。這些機構採取官辦和民辦相結合的形式，意欲成為「區域優秀製造業中心」，提升美國企業在全球市場上的競爭力，吸引製造業設施投資。

　　另外，歐巴馬政府還為製造業研究提供大量研發資金。2013年美國政府預算當中，高端製造業撥款增長19%，高達22億美元。美國標準化工作主管部門美國國家標準與技術研究所（NIST）獲1億美元資金為本土製造行業提供技術性支持、研究設施和專業知識。

　　美國國家標準與技術研究所還負責建設和維護高端製造業門戶網（Advanced Manufacturing Portal）。高端製造業門戶網是在AMP的建議下建設的，旨在幫助美國機械工程領域的政府主管部門、高校和企業加強聯繫。美國政府還通過就業和創新加速挑戰計劃（Jobs and Innovation Accelerator Challenge Initiative）為10個公私合作的地方集群發展項目投資2000萬美元。

　　信息物理系統和物聯網技術從美國政府獲得資金支持已有多年。實際上，早在2006年，美國國家自然科學基金委員會（National Science Foundation）已經確立信息物理系統為關鍵研究領域。

　　但是，信息物理系統在製造業上的具體應用卻開展得很少。網絡和信息技術研發計劃（Networking and Information Research and Development Programme）為18個不同的研究機構提供框架，協調各自在IT領域不同方向的研究計劃，包括人機互動和信息管理等。2011年，網絡和信息技術研發計劃的可支配預算超過30億美元。

　　中國

　　中國也在大力發展機械工程行業。十二五規劃的目標要求減少對外國技術依賴程度，追求全球技術領導力的目標，大力發展高端裝備製造和新一代信息技術等七大戰略新興產業。到2015年，中國政府為實現這些目標將提供總額1.2萬億歐元的資金，並通過補貼、減稅和其他金融手段鼓勵和刺激供需。

　　中國政府還將提高研發佔GDP的比重從現在的1.5%提高到2015年的2%。工具機領域的發展的重點包括智能製造裝備行業、智能控制系統和高端數控機器，而IT領域的重點包括物聯網及其在工業控制和自動化等方面的應用。

　　2010年起，中國政府越來越重視物聯網。從2010年開始舉辦一年一度的物聯網大會，中國的第一個物聯網中心在首屆物聯網大會期間成立了。這一研究中心獲得了1.17億美元的資金研究物聯基礎網技術和相關的標準。

　　另外，早在2009年，大連理工大學軟體學院就成立了研究小組，研究目標之一即是信息物理系統在自動化工程當中的應用。中國還在江蘇省無錫市建立了「物聯網產業基地」，已有300多家企業落戶，7萬多名員工上崗。中國領導人正計劃在十二五期間向物聯網行業投入總額達8億美元的資金。

　　歐盟

　　歐盟通過研究第七框架計劃（2007-2013），大力支持物聯網技術的發展。研究第七框架計劃向信息通訊領域撥款90億歐元，是該計劃中最大的單項資金。框架計劃中包括多個推廣物聯網在製造業應用的跨行業項目。

　　由西門子負責的「IoT@Work」項目獲得580萬歐元的預算，研究即插即用概念在實際環境的應用。ARTEMIS技術平臺獲框架計劃24億歐元注資供平臺中8個子項目開展研發工作，子項目包括生產和製造自動化和物理信息系統。

　　另外，框架計劃還撥款12億歐元支持公有部門和私有部門的合作項目「未來工廠」（Factories of the Future），未來工廠每年將對外徵集智能製造業的項目。其中，由SAP負責的「ActionPlanT」項目最近提交了《製造業2.0願景》報告，供第八框架計劃——2020地平線（2014-2020）討論未來的資助研究項目。地平線2020的預算為800億歐元，是世界上最大的研發資助項目。

　　印度

　　資助創新是印度五年規劃（2012-2017）中的核心任務之一，規劃要求將共有部門和私有部門的研發投入佔GDP的比重提高到2%。2011年，印度通訊和信息技術部正式啟動「信息物理系統創新中心」，開展包括人形機器人在內的多個領域的研究。

　　此外，博世於2011年11月在班加羅爾成立了信息物理系統研發中心。該中心的顧問包括弗勞恩霍夫應用研究促進協會和印度多個一流研究中心。這項合作計劃總額高達228億歐元，旨在為未來的IT專家提供最佳研究和工作環境。印度今後還會通過研究合同的方式向產業和研究領域提供支持。根據Zebra Tech公司的最新調查，即使今天，印度企業使用物聯網技術的水平也位於世界前列。

　　德國的許多競爭對手已經意識到物聯網將越來越多地應用到製造業當中，並且正在通過多種制度和金融的手段推動這一趨勢的發展。工業4.0工作組認為，德國有實力成為工業4.0時代的全球領袖。工業4.0平臺應定期接受評估，保證德國在計劃和實施中走在世界的前列。

　　應用示例5：生產商因不可控因素突然更換供應商

　　生產商在遇到不受自身控制的情況時，如自然災害或政治危機，往往需要在生產過程中臨時更換供應商。通過模擬對下遊服務的影響，工業4.0可以幫助生產商順利地在變動中過渡，評估不同供應商，從中做出最佳選擇。

　　現在：

　　現有條件下，如果供應商不能及時供貨，製造商很難評估對當前生產和下遊服務造成的影響並及時做出反應。突然斷貨會導致大量額外成本，推遲生產周期，從而對公司業務造成巨大風險。製造商需要迅速作出決定考慮替代供應商、解決在產品的物流問題、當前庫存的維持時間、在產品是否已經使用前一家供應商的零部件以及現有供應商是否具備所需的能力和技術按時提供所需供貨能力。目前的IT支持還不能解決上述全部問題。

　　未來：

　　工業4.0可以模擬生產流程中的全部步驟，並確定各個步驟對生產的影響。模擬包括存儲水平和運輸物流，還能跟蹤已經投入生產的零部件的使用記錄，提供零部件壽命信息。通過這些數據，可以計算出不同產品的起模成本，用最節約的方式重新分配生產資源。工業4.0還可以評估相關風險。這樣就能模擬出使用不同供應商的成本、利潤和環境影響。廣泛連接製造系統可以實時動態分析供應商的供貨能力，同時在供應雲的安全渠道中直接與供應商溝通聯繫。

　　7 前景

　　德國有潛力成為工業4.0時代全球領先的市場和供應商。為此，除了攻克技術難關，不同行業的企業和員工要攜手合作，共同造就發展。工業4.0平臺是確保工業4.0的創新潛力能夠被各行各業充分利用的重要一步。

　　實現工業4.0的美好願景需要漸進式的發展，發展的速度在不同的領域和不同的公司不盡相同。因此，我們需要建立示範項目，儘快向市場推出新產品。

　　落實願景應採取雙軌戰略。現有的基礎技術和經驗需根據製造工程的需要進行調整，並迅速大範圍推廣。同時，還要為新製造地點和新市場研發創新方案。如果雙軌戰略能夠成功實現，德國將會成為工業4.0的領先供應商。打造全球領先的市場還將使德國成為具有吸引力的製造地點，保護國內製造業。

　　2011年初，產學研究聯盟（Industry-Science Research Alliance）提出了工業4.0戰略。預計2013年4月，BITKOM、VDMA和ZVEI等製造工程行業協會，將與企業、專家和公民社會一道，共同確保工業4.0戰略的漸進發展和連貫落實。

　　用系統的辦法讓所有的利益相關方參與其中、互相交流技術和社會創新將為這一領域的成功合作打下良好基礎。

編譯：工業和信息化部國際經濟技術合作中心

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