全面解读德国工业40与中国制造202068
德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示
德国“工业4.0”战略对中国制造业的启示德国是世界制造业强国，为了提高其工业竞争力，提出了“工业4.0”战略，这被德国学术界和产业界认为是以智能制造为主导的第四次革命。
目前，我国制造业存在着总产能过剩，结构不合理，缺少高新技术制造支撑，能耗高，制造业总体低水平徘徊等问题。
因此，借鉴德国“工业4.0”战略，提出我国制造业转型升级的发展路径。
标签：德国“工业4.0”战略；中国制造；发展启示doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.08.005近年来，我国积极推进制造业的工业化与信息化的深度融合，借鉴德国“工业4.0”战略的基本思路和实施机制，借助于正在迅速发展的新产业革命的技术成果，有利于加快我国制造业的转型升级。
1 德国“工业4.0”战略的内涵德国“工业4.0（Industry4.0）”战略是德国政府确定的面向2020年的国家战略，代表着一种新的生产技术与生产方式，是人、机器和数据相互连接而构成的信息物理融合系统（Cyber-Physical System），是一种生产要素互联环境下的智能生产。
其以“智能工厂”和“智能生产”为重点，基础是分布式、自发式的生产流程与大规模、单件生产趋势的日益融合，不断进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新，这种变革不仅体现在生产工艺的自动化提速或效率的提升，也体现在从设计研发、生产到运输配送、售后服务等产品全生命周期的智能化，以最小的资源消耗获取最高的生产效率，以及供应链高效对接、消费者积极参与等。
2 我国制造业发展的困境新一轮的工业革命对于中国制造业来说，是极为严峻的挑战。
首先，西方发达国家经历了去工业化与产业空心化的危害后，重新提出再工业化，制造业回归本土，并与数字化、智能化紧密相连，我国制造业水平与其有不小的差距。
比如美国提出“工业互联网”，英国提出“英国工业2050战略”，欧盟提出“欧盟2020战略”。
其次，在低端制造业领域，东盟国家、越南、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍，他们以更低的成本向劳动密集型产业转移，我国人力资本丧失了优势。
从“工业40”看中国制造
在漫长的信息化发展进程中，企业发展前 期很难在可持续发展的信息化规划下构建信息
系统，通常情况是对需求迫切的部门，先在相
“工业４．０”路线更清晰，值得我国制造业借鉴
参考。我国是世界制造业的重要中心，身处国
际舞台，无法躲避全球化竞争，必须积极应对 这一趋势。而未来工业竞争的关键在于谁能够 尽早将技术与关键业务融合，让技术充分服务 于业务，才能率先掌握技术推动发展的真谛， 获得竞争优势，建立战略高地。 当前存在的技术瓶颈 “工业４．０”实现的关键问题还在于如何 能确保网络安全，如何防止网络间谍、黑客等 网络犯罪所造成的侵害，以及是否应该普及到 所有行业，等等。这些都是避不开的话题，具 体来说有以下几个层面：
Ｂｏｕｎｄａ ｒｉｅｓ
Ｍａｃｈｉｎｅｓ［ｇ］．ＯＥ，２０ ２（６） ［２］陈志文．“工业４．０”在德国：从概念走向 现实［Ｊ】世界科学，２０１ ４（５）， 作者单位 刘文栋刘小辉牡丹江师范学院 陈建伟南开大学经济学院
理提议推销中国的云计算服务。
制造业已经进人大数据时代， 智能制造需要高性能的计算机和网
生产性信息技术、销售物流、零部件产业、商
随着生产系统与其他系统连接起来，整个 系统变得复杂，管理也随之变得越来越困难。
制造系统正在日益变得复杂，适当的计划、描
述和说明模型（模块化）可以为这些复杂系统 提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模 型而进行更多的模块化研究，包括方法创新和
工具应用。
业信息技术等领域都将链接到一起。数字世界 和现实世界日益融合，网络安全挑战却越发严
２．标准化和参考架构的构建
关键词：工业４．０制造业大数据物联网
“工业４．０”于２０１ １年在德国汉诺威工业
博览会中被首次提出，并在２０１３年得到迅速 发展。实际上，工业４．０概念与我国２０１１年４ 月我国工信部联合科技部、财政部等五部委发 布《关于加快推进信息化与工业化深度融合的
“工业4.0”与“中国智造”
“工业4.0”与“中国智造”作者：方晓东张延伟王维来源：《山东工业技术》2016年第19期摘要：“工业4.0”是一场新的工业革命，是科技及工业发展的必然结果，它的到来给我国制造业的发展带来了历史性机遇，符合国家发展趋势。
发展“工业4.0”不能闭门造车，必须联合以德国为代表的欧美发达国家，既要发挥我国的现有优势，又要吸收发达国家先进技术和现代化管理经验，互惠互利、各取所长、共同发展。
我国从事制造业及相关行业应抓住机遇，尽快地投身到“工业4.0”这场促进生产力变革之中去。
关键词：工业4.0；工业革命；要素驱动；全要素生产率DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.19.1970 引言“工业4.0” 是一场即将到来的对工业届乃至整个社会的颠覆性革命，它是改变现行制造业思维、生产模式甚至整个社会的创新模式。
1 “工业4.0”概念“工业4.0”也称为第四次工业革命。
近代工业发展史已经经历了三次工业革命。
第一次工业革命发生在18世纪60年代，起源于英国，其标志为：蒸汽机的发明；第二次工业革命发生在19世纪后半叶，其标志为：电气化的广泛应用；第三次工业革命发生在二次大战之后，其标志为：微电子技术的发展和应用。
第三次工业革命利用电子和信息技术（IT）提高了制造过程的自动化程度，随着科学技术尤其是网络技术、自动控制及机器人技术的迅猛发展，物联网、大数据、云计算概念的出现，促成了对“工业4.0”概念的构想。
“工业4.0”概念源于2011年汉诺威工业博览会，德国人起初只是构想通过物联网媒体来提升他们的制造业水平，保持其制造业的国际领先地位，随后，德国成立了“工业4.0 工作组”，并于2013 年4 月发布了报告《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0 战略的建议》，在德国工程科学院等德国学术界和产业界的建议和推动下，德国联邦教研部与联邦经济技术部同年将“工业4.0”项目纳入了《高技术战略2020》的十大未来项目中，从而将“工业4.0”提高到国家战略的高度[1]。
中国制造与德国4.0的异同
中国制造2025”与“德国工业4.0”的异同∙ 1. 德国工业4.0主要特点德国工业4.0可以概括为：一个核心，两个重点，三大集成，四个特征和六项措施。
一个核心：互联网+制造业，将信息物理融合系统（CPS）广泛深入地应用于制造业，构建智能工厂、实现智能制造。
两个重点：领先的供应商策略，成为“智能生产”设备的主要供应者；主导的市场策略，设计并实施一套全面的知识和技术转化方案，引领市场发展。
三大集成：企业内部灵活且可重新组合的纵向集成，企业之间价值链的横向集成，全社会价值链的端到端工程数字化集成。
四个特征：生产可调节，可自我调节以应对不同形势；产品可识别，可以在任何时候把产品分辨出来；需求可变通，可以根据临时的需求变化而改变设计、构造、计划、生产和运作，并且仍有获利空间；四是过程可监测，可以实时针对商业模式全过程进行监测。
六项措施：实现技术标准化和开放标准的参考体系；建立复杂模型管理系统；建立一套综合的工业宽带基础设施；建立安全保障机制和规章制度；创新工作组织和设计方式；加强培训和持续职业教育。
∙ 2.中国制造2025“中国制造2025”与德国“工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。
比较两个战略可以看出各有特点，除了技术基础和产业基础不同之外，还存在战略思想等方面的明显差异。
德国工业4.0为德国工业发展描绘了细致的发展蓝图，反映了德意志民族特有的认真与严谨，在战略思想、基础研究、技术教育、政策机构和措施方面有很多值得我们学习和参考。
3.比较①战略思想的差异比较德国工业4.0与中国制造2025，一个重要的区别在于，德国工业4.0战略是一个革命性的基础性的科技战略。
其立足点并不是单纯提升某几个工业制造技术，而是从制造方式最基础层面上进行变革，从而实现整个工业发展的质的飞跃。
因此，德国工业4.0战略的核心内容并不拘泥于工业产值数据这个层面上“量的变化”，而更加关注工业生产方式的“质的变化”。
「德国工业 4.0」和「中国制造 2025」有什么区别？
中国制造2025≠工业4.0≈互联网+工业中国制造2025≠工业4.0自2014年10月中国总理李克强访问德国，并发表《中德合作行动纲要》以来，“工业4.0”的概念在我国迅速走红，一时间，“工业4.0”“智能制造”的战略地位迅速提升。
可以说，《中国制造2025》在一定程度上的确受到了德国“工业4.0”的影响，核心思路与“工业4.0”也有很多相似之处。
比如《中国制造2025》强调的一个主攻方向是“智能制造”，这也是“工业4.0”的核心思想；此外，《中国制造2025》中提及的作为智能制造基础的信息物理系统（CPS），也是德国“工业4.0”所强调的核心概念。
与“工业4.0”不谋而合的是，对于国内工业的转型升级，工业和信息化部早在三四年前就开始筹备未来十年期的制造业发展规划：《中国制造2025》。
如今，这项规划将借鉴德国“工业4.0”，学习德国的智能制造，为我国发展成现代化工业强国描绘出清晰的路线图。
“工业4.0”是一个发展的概念，《中国制造2025》也弱化了以往规划中为期五年的时间限制，规划年限扩展到2025年，更注重中长期规划，主要围绕我国工业有待加强的领域进行强化，力争使我国在2025年从工业大国转型为工业强国。
以前，我国制造业技术含量不高，一直处于国际产业价值链的低端环节。
在工信部的积极推动下，工业化和信息化的深度融合（“两化深度融合”）为制造业的网络化、智能化发展奠定了坚实基础。
毫无疑问，新一轮工业革命将更快地带动两化深度融合：信息技术向制造业的全面嵌入，将颠覆传统的生产流程、生产模式和管理方式；生产制造过程与业务管理系统的深度集成，将实现对生产要素高度灵活的配置，实现大规模定制化生产。
这一切都将有力地推动传统制造业加快转型升级的步伐。
从目标上来看，德国期望借助“工业4.0”继续领跑全球制造业，保持德国制造业的全球竞争力，抗衡美国互联网巨头对制造业的吞并。
而在ꊮ2015年3月的全国“两会”期间，工业和信息化部部长苗圩首次公开披露了《中国制造2025》的制定情况，表示中国大约需要用三个十年左右的时间，完成从制造业大国向制造业强国的转变，并提出了“三步走”的战略。
对工业4.0和智能制造2025的了解
对工业4.0和智能制造2025的了解整体内容上，工业4.0突出了行动策略，也就是供应和市场的双重战略。
中国制造2025，突出了战略、指导思想和基本原则。
两个核心文件都有明确的工作目标、行动的方向或基本策略、重点或优先发展的领域、支撑或保障体系。
虽然德国的目标是要保证制造业的领先地位，中国则是要跻身世界制造强国行列，但二者均是在对国际、国内产业发展形势进行研判后作出的决策，均指向先进制造业。
德国工业4.0定义了德国的地位：德国是全球制造业最具竞争力的国家之一，机械和装备制造业的自动化水平在全球领先，占据全球信息技术的显著地位。
中国制造业的定位：中国是制造大国而非制造强国，制造技术较之先进国家有较大差距; 自主创新能力不强，关键技术或核心技术缺乏; 能源利用效率低，环境污染严重;基本也就是和德国和中国的政府地位匹配。
中国想要发展的战略，往往都是中央提出战略思想，集中力量。
而德国则是更多中小企业作为市场和技术的基础，要跟多的以市场为导向，政府规划战略、引导。
工业4.0要建立CPS为基础的智能工厂，包括智能的生产机器、数据资料存储介质、生产资料和生产设备从入厂到出厂的整合、物流过程的数字化、信息技术的端对端等多个子系统。
中国则较注重体制机制的改革以及政府的组织实施。
前者主要集中于制造业生产模式、生产环境、安全保障、制度建设、员工培训等; 而后者则主要集中于生产制造的一些重要行业，并且这些行业多数是于2010 年公布的应重点发展的战略性新兴产业。
因此，从重点突破的领域看，“工业4. 0”已经不再把技术、品牌等作为发展目标，而是转向生产模式、生产管理、生产安全等更高层面的制造理念。
在德国，制造业已达到一种新境界; 在全球，德国制造已是一个符号、一种象征。
“工业4. 0”追求的是以网络化、智能化为主要特征的新工业革命生产模式。
这一模式不仅要在制造技术上实现革命性的突破，还要引致生产组织方式和社会经济方面的深刻变化，引致人类生产力的巨大飞跃。
德国工业4.0对中国制造的启示
工业 ４ ． ０信 息 物 理 融 合 技 术
通过通信 网络 ， 将工厂 内所有设备互联 为“ 智 能工 厂” 就是其 中最 好的一个体现。德 国制造 业中 的所有行业正在实施该项 目的研究 ， 并计 划为此投入 ２ 亿欧元 。智能工厂或者说是“ 工业 ４ ． ０ ” ， 是从
嵌入式 系统 向信息物理融合 系统 （ ｃ Ｐ ｓ ） 发展的技术进化。作为未来 第 四次工业 革命的代表 ， 工业 ４ ．
回顾 ： 工业４ ． ０ 进 化 历 程
工业革命 １ ． ０ ： １ ８ 世纪末期 始于英 国的第一 次工业革命 ， ｌ ９世纪 中叶结 束。这次工业革命 的结
果是 机械生 产代替 了手工 劳动 ， 经济社会从 以农业 、 手工业 为基础 转型 到 了以工 业以及机械 制造带 动经济发展的模式 。 工业革命 ２ ． ０ ： 第二次工业领域 大变革发生在 ２ ０ 世纪初期 ， 形成 生产线 生产 的阶段。通 过零部
有强 大的设备 和车间制造工 业 ， 在世界 信息技术领域拥有 很高 的能力水 平 ， 在嵌入 式系统 和 自动化
工程 方面也有 很专业 的技术 ， 这些 因素 共 同奠 定 了德 国在 制造 工程 工业 上的领军 地位 。通过 工业 ４ ． ０战略的实施 ， 将使德国成为新一 代工 业生产技 术 的供应 国和 主导市 场 ， 会使 德 国在继 续保持 国
中国制造业及德国工业40比较研究及启示
中国制造业及德国工业40比较研究及启示首先，中国制造业在规模和人力资源方面具有明显优势。
中国作为世界人口最多的国家，拥有庞大的劳动力资源。
这为中国制造业提供了充足的劳动力，使得中国能够以低劳动成本生产大量的商品。
而德国由于人口较少，劳动力资源限制，因此更加注重技术创新和高附加值产品的生产。
其次，德国工业在技术水平和质量标准方面具有明显优势。
德国工业致力于技术研发和创新，注重高质量产品的生产。
德国工业最著名的例子就是汽车制造业，如奔驰、宝马等品牌，在技术、设计和制造工艺上都取得了很高的成就。
而中国制造业在技术创新和质量控制方面还存在差距，需要加大投入和改进管理，提高产品质量和技术水平。
第三，德国工业注重可持续发展和绿色制造。
德国在环境保护和资源利用方面非常重视，致力于实现工业化和可持续发展的平衡。
德国工业在减少能源消耗、降低排放、提高资源利用效率等方面积累了丰富的经验和技术。
中国制造业在可持续发展方面还存在一些问题，如能源消耗较大、环境污染等，需要加大环保投入和技术改造，实现绿色制造。
最后，德国工业注重职业教育和技能培训，重视人才的培养和创新能力的提升。
德国的职业教育体系和学徒制度非常完善，年轻人可以通过学徒制度获得实际工作经验和技能培训。
这为德国工业提供了稳定的人才供应，培养了大量的技术工人和高级工程师。
中国制造业在人才培养和创新能力方面还需要加大投入和，培养更多的高技能人才和创新人才。
从以上比较可以得出一些对中国制造业的启示。
首先，中国制造业可以借鉴德国工业的技术创新和质量标准，提高产品质量和技术水平。
其次，中国制造业可以加大投入和，提升环境保护和可持续发展能力，实现绿色制造。
此外，中国制造业可以加强职业教育和技能培训，培养更多的高技能人才和创新人才，提升创新能力和竞争力。
总之，中国制造业可以通过与德国工业的比较研究，发现自身存在的问题和差距，并借鉴德国工业的经验和做法，加强技术创新、提高产品质量和环境保护能力，并加强人才培养和创新能力的提升，以提升竞争力和实现可持续发展。
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全面解读德国工业40与中国制造 202068
•德国为了保持制造业在全球的领先优势，实时提出工
业4.0，主要是发挥德国在制造技术和制造装备的传统
优势，将制造业和互联网等技术融合，形成工业互联
网，以保持德国在世界领先地位。
•德国：强大的制造业+互联网
•
提出：工业4.0
•美国：创新优势的互联网+优势制造业
全面解读德国工业40与 中国制造202068
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2020/11/5
全面解读德国工业40与中国制造 202068
•背景
• 2008年-2010年，金融危机后，世界都在反思制造 业实体经济的发展。 • 首先，美国要重振制造业，要夺回制造业的领先优 势。 • 美国政府再次赋予机械工业行业更大的优先权。它 目前在努力实行积极的产业政策以创造就业机会和鼓 励制造业回归美国。2011年夏，奥巴马总统推出了先 进制造伙伴计划（AMP），这是一个汇集了来自研究 、商业和政治部门的代表私营机构，来共同描绘“投 资和促进新兴技术发展”的路线。
工业4.0——从智慧工厂Байду номын сангаас智能生产
•基于物联网与服务的智能环境
发展过程
•智能化环境
•嵌入式计算机
•智能工厂
•中央计算机
•PC
•智能手机
智能卡
•90%的计算机 都是嵌入式
•1个计算机： 多个用户
•1个计算机：
1个用户
•多个计算机：1个用户
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
• 设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 • 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的架构
——基于物联网和服务互联网
•服务互联网
•智能物料 •APP平台
•基于语义的PLM、 ERP、QMS、ERP
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
• 产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
•
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产
Ø 智慧工厂 • 重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分 布式生产设施的实现
Ø 智能生产 • 主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、 3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的 应用等
•
提出：先进制造技术伙伴
•发展路径和侧重点不一样，但目标是一样的。
•中国：完备的制造业+互联网的创新
•
（互联网+制造，制造业+互联网）
•
提出：中国制造2025
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•解读德国 工业4.0
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•高精度高品质多品种小批 量的智能产品
•绿色生产：清洁、资源利用 率高的可持续发展
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•智能工厂位于城市的 城市生产
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
——德国高科技战略计划首位
• “工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助 ，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产 业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府 投入达2亿欧元。
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•此外，奥巴马政府正在将更多的研发资金用于制造业 研究。在2013年预算中，先进制造业拨款增加了19％ 至22亿美元。负责标准化的国家标准与技术研究院（ NIST）获得1亿美元资金，通过提供研究设备和技术诀 窍来支持本国制造业。NIST也负责先进制造门户网站 工作，该门户网站是在AMP的建议下成立的，旨在促
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•2012年7月，AMP提出了一份带有16条详细建议的报告 ，包括建立一个全国制造创新研究院网络（NNMII）建议 。这些研究院采取公—私合作形式，试图充当“区域性卓 越制造的枢纽”，旨在提高美国商业的全球竞争力和增加 对美国制造设施的投入。
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 ——德国高科技战略计划首位
•信息物联系统
•复 杂 程 度
•工业革命4.0
•电子、IT、工业 机器人
•工业革命3.0
•蒸汽机
•电力广泛应用
•工业革命2.0
•1784 •18世纪末
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•20世纪初
•工业革命1.0
•时间
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•智慧工厂 •APP平台
•信息物理生产系统
•物联网
•智能产品 •APP平台
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•AMP指导委员会由顶尖级工程大学（麻省理工学院， 加州大学伯克利分校，斯坦福大学，卡内基梅隆大学 ，密歇根大学和佐治亚理工学院）校长和美国知名企 业（包括卡特彼勒公司，康宁公司，陶氏化学，福特 ，霍尼韦尔，英特尔，强生，诺斯罗普·格鲁门公司， 强生公司，宝洁公司和联合技术公司）老总组成。
进该领域政府、大学和私人之间活动的联网。最后， 美国政府的工作和创新加速挑战倡议组织投资2千万美 元在先进制造领域的十个进一步的公共—私营伙伴关 系。
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•CPS和物联网（IOT）已经在美国的公共资助中获益 了好几年。事实上，CPS系统早在2006年就被美国国 家科学基金会（NSF）确定为关键研究领域。然而， 实际上在制造业中很少具体使用CPS。网络信息技术 研究开发计划（NITRD）召集18家研究机构以协调包 括在人机交互和信息管理等不同IT领域的研究。在 2011年，NITRD有超过30亿美元预算供其使用。