德国工业4.0及高科技战略对我国的启示

德国工业4.0及高科技战略对我国的启示
德国工业4.0为我们展现了全新的工业蓝图，鉴于工业4.0是德国“高新技术战略2020”的一部分，且德国政府出台新的高科技战略，研究德国工业4.0尤其是高科技战略对我国推进工业转型升级具有一定启示。

一、工业4.0为德国2020高科技战略的一部分
2006年起，德国开始实施高科技战略。

高科技战略的具体范围为环境与能源、健康与营养、通讯、移动性和安全性五大需求领域，目前，政府和经济界在研发方面已经投入大量资金。

（一）2020高科技战略――五大领域与十大未来项目
2010年7月，德国联邦内阁通过教研部主持制订更新版的“德国高科技战略2020”，提出战略重点领域将瞄准全球范围面临的重大挑战，即气候/能源、健康/营养、移动工具、安全、通信五大需求领域；这五大需求领域和交叉领域的十四项“关键技术”包括生物技术、电动技术、电子技术、能源研究、信息通讯技术、航空技术、航天技术、航海技术、交通技术、医疗技术、微系统技术、纳米技术、光学技术、产品技术和材料创新、调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，欧咨行业数据库，行业协会，上市公司年报，国家相关统计部门以及第三方研究机构等。

在每一领域，“高科技战略”确定具体“未来项目”，目前五大领域共有十大未来项目，包括：碳中性高能效环保城市；智能能源转换；可再生资源作为石油替代品；个性化药物治疗；优化营养提升健康；老年独立生活；工业4.0；互联网服务经济；安全识别；可持续移动工具。

高科技战略的资金来自各领域的预算，每一需求领域，政府整合科技、产业、教育界力量，形成具体“创新战略”和“行动规划”。

2006～2009年，高科技战略总投资146亿欧元，其中120亿欧元用于17个技术领域的研究和新技术开发，其余27亿欧元用于技术交叉领域。

2010～2013年，德国联邦政府为五大需
求领域和所有需求领域关键技术投资270亿欧元，调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，欧咨行业数据库
（二）工业4.0战略
工业4.0的目标是解决“综合工业”中的尖端技术研发问题。

德国已将“工业4.0”定位为重要的国家战略，借此提高德国在生产基地和研发基地两方面的国际优势，实现为未来制造业技术的领导者。

在2010年7月被列入十大未来项目之一后，2013年由多领域专家组成的德国工业4.0工作组发布了专题报告――《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》。

在德国工程院、西门子和博世两大公司和产业界的建议和推动下，2013年汉诺威工业博览会正式推出《德国工业4.0战略》。

1.工业4.0战略要点与标准化
德国“工业4.0”战略要点为：一个网络（物联网系统CPS）、两大主题（智能工厂和智能生产）、三项集成（企业间横向集成、生产系统纵向集成与端对端的集成）、四大技术前提（标准化和参考架构、有质量保障的网络服务、微电领域的研发、部件间无障碍互通）和工业4.0应用安全、员工参与等前提因素。

为确保各类标准与工业4.0的有效衔接，2014年12月，德国召开工业4.0自动化标准研讨会，确定未来将在现有标准基础上开发新标准，加强标准的关联性。

涉及工业4.0及物联网和服务联网领域有关标准的活动有：1）德国电动委员会（DKE）/德国标准化学会（DIN）的工业4.0标准路线图，工作4.0平台、控制电路工业4.0标准，目前主要集中在无线技术和标准格局的设定及工业4.0标准路线图的实施；调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，欧咨行业数据库2）国际电工委员会IEC/国际标准化组织的自动化技术、信息通信技术、职能和信息技术安全、机器人、语义化界面、设备一体化等标准的制定；德国工程师协会/德国电气工程师协会的测量和自动化技术标准。

2015年3月12日，德国电气电子行业协会（ZWEI）确定工业4.0的参考架构（RAMI4.0）并定义工业4.0组件（Industrie 4.0-Komponente），为企业发
展未来产品和业务模式的基础。

RAMI4.0模型将分阶段融入目前的工业4.0，在价值流层面执行国际电工委员会的工业流程测量、控制和自动化系统及产品生命周期管理标准IEC62890，在水平层面实行企业控制系统集成标准IEC62264和批量控制标准IEC61512；工业4.0的构成则取决于具体应用领域，如汽车、机械和流程工业。

2. 工业4.0平台
2013年4月，德国机械及制造商协会（VDMA）、德国电气电子（ZWEI）和信息技术协会（BITKOM）设立“工业4.0平台”，并确定规范与标准、安全、研究与创新三大主题。

2015年3月16日，德国经济和能源部、德国教育和研究部共同启动升级版工业4.0平台建设，接管由上述三大协会负责的工业4.0平台，并在主题和结构上对其重新改造。

调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，欧咨行业数据库
新工业4.0平台的管理层由德国经济和能源部、德国教育和研究部及经济、工会、科技界代表提供决策支撑，下设指导委员会、六大工作组负责技术实践能力及决策，战略委员会、科技顾问委员会负责政策监管、社会及多部门协作，市场活动由产业财团负责应用成果转化、由德国电气电工信息技术委员会（DKE）等标准化组织负责标准的国际化推广。

其中，由企业、工作组管理者和联邦经济部和教研部代表组成的指导委员会为产业战略制定、技术协调、决策和执行机构；六大工作组分别涉及参考架构、标准和规范，研究与创新，网络系统安全性，法律框架，就业、职业教育与培训，其他需求等主题；战略委员会由政府（总理府、内政部）、协会（机械及制造商协会、电气电子行业协会、信息技术协会、联邦工业协会、汽车协会、能源与水利协会）、工会（金属产业工会）、科技界（弗劳恩霍夫研究所）和指导委员会代表组成。

在2015年汉诺威消费电子、信息及通信技术展(CeBIT)上，德国确定IT峰会的新定位为8个平台和2场论坛，工业4.0平台为德国数字经济和数字化领域
3个平台之一。

4月14日，在2015年汉诺威工业博览会上，工业4.0平台正式启动，并公布现有平台首期成果，在11月的信息技术峰会（IT峰会）上公布新成立工作组的首份报告。

3. 现有工业
4.0平台成果报告
在2015年汉诺威工业博览会上德国政府宣布启动升级版工业4.0平台的同时，德国机械及制造商协会（VDMA）、德国电气电子（ZWEI）和信息技术协会（BITKOM）发布现有工业4.0平台成果报告，详列了三大工作组（研究与创新，参考架构、标准和规范，网络系统安全性）的成果。

工业4.0的实施既涉及跨部门的技术、标准、商业和组织模式，又涉及大学、研究机构与中小企业及工业企业之间合作，核心内容为价值链/网络的数字化，具体涉及法律框架，研究与创新，参考架构、标准和规范，网络系统安全性四方面内容。

研究与创新层面，工业4.0涉及五大主题：（1）价值网络的横向集成；（2）工程全生命周期的通畅；（3）垂直集成和生产系统联网；（4）新的社会基础设施；（5）跨领域技术的可持续发展。

参考架构、标准和规范部分介绍了工业4.0的参考架构模型（RAMI4.0），
工业4.0组建的参考模型，标准化与规范，主题路线图。

而网络系统安全性涉及工业4.0面临的风险，工业4.0的保护目标和安全要求，信息技术安全措施等。

在研究与创新层面，科学顾问委员会确定了实施工业4.0战略所需研究与创新路线图。

2015 2018 2025 2035
层面的网络通信
二、新高科技战略
2014年11月13日，德国内阁通过了联邦政府的新高科技战略。

该战略的
目的是将创新理念迅速转化为具体创新活动，从而保障德国经济增速，提高社会福祉。

鉴于全球竞争不断加剧，德国联邦教研部认为，德国必须稳固在科技和经济领域的领先地位，并成为创新世界冠军；新的高科技战略将把创新理念转化为具体创新活动，为未来提供机遇并创造就业岗位。

2014年，德国政府将投资110
亿欧元，目前立法阶段的研究经费再增加30亿欧元，未来投资还将继续增加。

新高科技战略的要点可归结为五大支柱、六大首要发展领域。

五大支柱具体为：未来重点领域、网络化与转让、加强经济创新活力、营
造创新友好环境、透明度与社会参与。

（1）未来重点领域将提高竞争力，提高社会福祉；（2）网络化与转让旨在加强合作，促进成果转化。

通过区域、国家和国际间的科技与经济联网完善成果转化，资助现有项目的扩建，创新合作模式；（3）加强经济创新活力旨在提高德国经济创新活力，提高增加值，尤其加强对中小企业和技术导向型创业者的支持，从而成为主导未来市场技术进步的领军者；（4）营造创新友好环境为创新提供基础，通过专业人员保障，创新融资和其他社会、技术及法律层面措施优化德国的创新体系；（5）透明度与社会参与层面可吸引人才，加强未来导向。

加强对话可将社会群体纳入高科级战略中，包括加强技术开放、公民参与以及社会创新等重要因素。

德国政府确定的六大未来研究与创新首要发展领域为：数字经济与社会、
可持续的经济和能源、创新工作氛围、健康生活、智能移动和公民安全。

其中，数字经济与社会的核心领域有8个：即工业4.0、智能服务、智能数据项目、云计算、数据联网、数字科学、数据建设、数字化生活环境。

可持续的经济和能源领域核心有：包括能源存储、能源网络和能源效率城市在内的能源研究，绿色经济，生态经济，可持续农业生产，原材料供应安全，未来城市，未来建筑，可持续消费。

创新工作氛围的重点有数字领域工作、创新型服务和能力提高。

健康生活的主要重点有：战胜大众疾病、个性化医药、预防与营养、实现护理领域的创新、加强药品研发、医疗技术创新。

智能移动方面，将构建智能高效交通基础设备，创新型移动理念及网络，电动汽车，机动车、航空航天和航海技术。

公民安全涉及公民安全研究、网络安全、信息技术安全以及安全认证。

三、高科技战略及工业4.0对中国启示
当前，信息通信、新能源、新材料、生物等领域的多点突破，正孕育和催生新一轮科技和产业变革，德国高科技战略及工业4.0为我国工业转型升级、发展先进制造业发展提供了启示：
1. 在规划前景时，从未来的主导市场出发，将着重点放在新的工业革命对需求和供给面的贡献上，而不是看成单纯的工程技术。

科技进步、创新需要社会的支持。

2. 在参与工业4.0的过程中，要充分发挥优势，重视话语权建设。

当新的产业革命正在进行之际，德国没有附和其它国家的规划，而是提出工业4.0战略，其目的就是要充分发挥德国的传统优势。

中国在参与新一轮产业革命的过程中，也要立足于充分发挥中国现有优势，力争在新的科技发展与产业革命中建立自身的话语权。

3. 大力推进标准的国际化建设和产品安全设计，实现生产和服务模式之间的整合，政府应引入相关标准。

为此，我们不仅要在国内加强标准化的工作，而且还要实现标准的国际化，使中国设立的标准得到国际上的广泛支持。

4. 在促进高科技战略实施的方面，立足已有的政策框架和措施，严格项目要求，重视政策协调和适当集中，加强项目监控，努力消除使中小企业无所适从的项目丛林，在实施方法上，采用竞争方式，使最符合要求的企业和联合体脱颖而出，防止不符合要求的搭便车获利。