近年来，美国、德国以及日本等发达工业国家都先后提出了“再工业化”的发展战略，一场借助工业互联网和制造业深度融合提升国家工业竞争力的激烈角逐已经展开。中国是世界制造业大国，在“新常态”下，如何抓住机遇推进两化融合，通过智能制造实现弯道超车，完成向制造业强国的飞跃，具有迫切的现实意义。德国是全球“工业4.0”革命的领头羊，在自动化技术领域优势凸显，双方之间的合作前景广阔。
“工业4.0”
大幅提升工厂效率
发达国家纷纷掀起的以重振制造业为核心的“再工业化”浪潮，注重信息技术、数字化制造技术与制造业深度融合。其中，德国更是将这场变革视为机械化、电气化和信息技术之后的第四次工业革命，将之命名为“工业4.0”。2013年德国大选之后，现任执政联盟便将“工业4.0”上升为其重要的国家高科技战略之一，拨出4.3亿欧元的五年期专项资金，用于推动其工业自动化和智能化的升级，以确保德国制造业在全球的领先地位。
“工业4.0”的核心是建立智能工厂，即在充分工业化和自动化的基础上，借助信息物理系统（Cyber-Physical System），将人、资源、产品和机器互联在一起，建立高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。智能工厂能够自行组织运转，产品可以告诉机器如何加工；机器可以自行组织生产，将本单元加工完成的中间部件自行输送到下一加工单元； 工厂可以根据现有的库存和订单自主及时地安排订货和生产，减少库存，降低等待期。另外，设计人员可以事先在虚拟工厂的模型上模拟生产流程的运行、预测和分析未来的生产结果。在实际运行过程中，工程师可以不受地域限制、通过网络实时地在线跟踪工厂的状况，节省了时间和资源。总之，智能化生产可以极大地提高生产效率，降低生产成本。据德国国家科学与工程院Acatech预测，成功实施“工业4.0”升级之后，企业的生产率将可以提升约30%，从而使得在工业装置上进行大规模个性化定制成为可能。德国工业联合会（BDI）认为，实施“工业4.0”可以带来巨大的市场需求，智能生产和智能产品产生的大数据还可以创造一个全新的智能化服务行业，彻底改变人们的生活方式，仅此一项就可为德国带来至少1.7%的经济增长。
德国智能制造领衔全球
德国的生产装置和工业产品上普遍引入了先进的嵌入式系统，这种嵌入式技术赋予了德国进一步借助信息物理系统发展智能化生产得天独厚的优势。当然，实现“工业4.0”也不是一蹴而就的事情，这将是未来5～10年甚至更长时期的目标。不过，越来越多的德国企业（特别是中小型企业）已经着手准备“工业4.0”的布局，计划在2～3年内尝试开发和建设智能示范工厂。最新的研究报道显示，未来5年中德国制造业的数字化、自动化水平和普及率将得到迅速发展。其中，采用高端的数字自动化技术辅助生产的德国企业数量占比将由目前的29%跃升至79%。德国政府预测，最迟在2025年，目前流水线上只能完成单一加工职能的操作工人和机器设备将全部被淘汰，取而代之的则是胜任数职的工业机器人。它们可以根据产品上的条码或者射频传感器发出的指令自行选择合适的加工材料，按照加工流程的规定自动更换工具，精确无误地完成“车、削、刨、铣“等一系列加工操作。
为更好地促进“工业4.0”的应用，德国在联邦财政、州政府、银行和社会基金等多个层面推出了一系列灵活的金融措施，资助德国的企业和研究机构开展智能制造领域的应用尝试。同时，德国还成立了不少与“工业4.0”相关的行业协会和企业联盟，强强联合，资源共享，形成了较好的智能制造产业创新集群。其中，成立于2013年汉诺威工博会的“德国工业4.0平台”为德国最大最权威的“工业4.0”联盟之一，隶属于德国信息通信协会BITKOM、德国机械工程协会VDMA和德国电子电气协会ZVEI，拥有诸如西门子、博世和ABB等位于产经研各界的大咖会员近6900家。该联盟以提高德国智能制造竞争力为宗旨，负责制定德国“工业4.0”的发展路线图，并负责向各类研发基金组织提供资金分拨的建议和方案。另外，德国北威州地区的工业联盟“it’s OWL”也是在“工业4.0”领域非常典型和成功的例子之一。该联盟由位于德国西北部的174家知名的企业、大学和研究所组成，融资1亿欧元（其中德国政府出资4000万欧元）。该联盟致力于开展自动化和智能化的技术升级，以及提高当地能源和水资源的使用效率。目前该联盟成功地管理和运行着46个与德国西部发展密切相关的工业项目。
在德国“工业4.0”工作组的努力下，2015年3月，德国正式提出了“工业4.0”的参考架构模型RAMI4.0（Reference Architecture Model Industry 4.0），是从产品生命周期/价值链、层级和架构等级三个维度，分别对“工业4.0”进行多角度描述的一个框架模型。它代表了德国对“工业4.0”所进行的全局式的思考。有了这个模型，各个企业尤其是中小企业，就可以在整个体系中，寻找到自己的位置。
尽管工业机器人将人从繁琐和重复的劳动中解放了出来，但这并不意味着智能工厂就是无人工厂。事实上，智能生产对人提出了更高的要求，越来越多的劳动者在未来将转型到编程、设计、研发和质量控制等岗位。近年来，由德国工商总会牵头在各州召开了一系列的以“People 4.0”为主题的研讨活动，针对在建设智能工厂的过程中员工的“再培训”和“再就业”问题进行了广泛的讨论。
在智能工厂中，人、机器和产品可以通过M2M等多种方式进行实时交流，必将产生海量的数据。当今现代化的通信技术和云技术的高度发展，使大数据的存储和处理成为可能。今后，企业之间的竞争将从资源竞争和技术竞争转向大数据的竞争，谁拥有和掌握了信息，谁就可以统筹兼顾，先发制人。因此，信息数据的安全问题是当今德国日益敏感的话题之一，备受德国政府和工业界的关注。
智能制造的浪潮不仅冲击着采用离散型生产工艺的汽车和机械制造业，对于进行流程型生产的能源、采油和石油化工行业也同样影响深远。BDI认为，工厂设计和设备制造、汽车、电子电器和化学工业将是未来智能制造竞争最为激烈的领域。为了应对智能制造大潮对石化行业的冲击，巴斯夫公司成立了“BASF 4.0”项目，统一协调其集团内部跨事业部、跨地区和跨职能部门的智能制造工作。赢创公司建立了数字化战略小组（Digitalization Strategy）, 成员来自不同的职能部门和地区。
中德合作空间广阔
中国是世界制造大国，然而自主创新不足，长期徘徊在制造业的低端。目前世界经济形势总体呈现下行趋势，制造业在成本压力下竞争激烈，低端发展中国家凭借低廉的劳动力和资源不断攫取中国传统的制造市场，高端发达国家凭借先进技术垄断市场并推出再工业化的战略打压中国制造业的生存空间。在这种双重挤压的严峻形势下，中国近年来一直在积极通过数字化、网络化和智能化的生产方式提升中国的制造业水平，追赶工业化发达国家，实现制造业升级的弯道超车。
中国制造业对整个GDP的贡献超过40%，和德国类似（23%），两国经济对制造业的依存度均远远大于世界平均水平，双方在提升其各自全球制造竞争力方面有着诸多共性。在生产自动化和工厂数字化技术方面，很多德国企业扮演着领头羊的角色。德国企业在自动化应用、工厂控制系统、工厂仪器仪表(传感器、运动控制、机器人、机床和机器安全等方面)涌现出了一大批行业的领军企业。在智能生产转型升级的过程中，中德两国可以通过合作共赢的方式携手共进。中国制造业目前面临的诸如行业标准、精益制造技术和产业经验等方面的挑战及短板均可以通过与德国产学研各界的交流，在短时间内迅速提高或者弥补。同时，中国社会和经济发展产生的需求也可以为德国制造业提供巨大的市场空间，双方经济的互补性非常强。
为此，中德双方的高层领导人高瞻远瞩，提出了在两国之间实施“工业4.0”对接和加强智能制造领域合作的指导方针。2014年9月，李克强总理和德国默克尔总理共同签署了《中德合作行动纲要: 共塑创新》，双方达成共识，开展以智能制造为主导的“工业4.0”合作，是两国共同应对、积极把握这一历史机遇的重大战略举措。随后，以中国工信部和德国经济部为主导单位，双方开展了一系列有建设性和富有成效的交流活动和项目合作。
一是健全工作机制。确立了副部长级协调机制，每年在中德两国交替召开副部长级会议，并与科技部、国家标准化委员会等负责的相关合作机制衔接。中方在中国电子信息产业发展研究院成立了中德智能制造及生产过程网络化合作执行平台办公室，德方委托德国国际合作机构（GIZ）作为执行平台。
二是汇聚各方资源。成立了中德智能制造联盟和中德工业城市联盟等跨境协会，以及面向中德中小企业的第三方服务平台、第三方物联网开发平台、众创平台和中德智能制造合作官方门户网站，为政府、行业主管部门、协会机构、企业、科研单位等提供交流、对接渠道和智力支持。
三是丰富合作内容。推进产业务实合作，中德制造业在汽车、光伏、工程机械、电力装备、轨道交通、节能环保等领域建立了良好的合作基础。通过战略合作、股权并购、建立合资企业等形式共同开拓第三方市场，取得了一些突破。
四是开展试点示范。围绕产业合作、标准化合作、示范园区和人才培养合作等方向，积极开展中德智能制造合作试点示范项目遴选工作，共遴选了“中德合作（沈阳）高端装备制造产业园”、“中德合作智能制造上海临港综合示范区”等14个具有引领、带动和示范意义的试点示范项目，涵盖产业合作、标准化合作、示范园区和人才培养四个领域。
五是紧抓标准合作。中德双方在智能制造、工业设计、新能源汽车等领域广泛开展标准化合作，基础领域合作进一步深化。在中德标准化合作委员会框架下成立中德智能制造标准化工作组，在上海组织召开了中德智能制造发展与标准化论坛，会上成立了中德智能制造标准化工作组参考模型子工作组，发布了《工业4.0标准化路线图2.0版》和《智能制造标准体系建议指南2015版》。
作者介绍：
钱旻博士目前就职于库创（上海）企业咨询管理有限公司，担任执行董事和总经理。毕业于德国亚琛理工大学，后在德国美因兹大学深造EMBA。2004年起就职于德国著名的家族集团Oetker，曾经长期担任其化学品业务块的中国区总经理。2012年加盟全球特种化学品制造商科莱恩，担任大中华区研发中心总经理和大中华区商务发展总监。钱旻博士既熟悉欧洲传统家族企业的商业文化，也深谙大型国际股份制公司的运作模式。在项目管理、战略策划、市场分析、投资兼并、商务发展和科研创新等领域拥有丰富的从业经验。