圖2VDE實驗室内正在進行網絡安全測試的家電2016年11月6〜20日,筆者參加了工信部組織的“家用電器行業智能制造高級培訓班”,此次在德國為期兩周的培訓,令人印象深刻,收獲很大。
正如此次培訓的德國合作方——吉森大學的Bohnet教授所說:“當代中國和德國有很多相似的地方,比如中華人民共和國和聯邦德國都是1949年建立,中國和德國都有國土分裂的經曆,兩國都有當代經濟騰飛的突出階段。”也許正是因為種種相似之處,中國人特别願意從德國工業發展過程中找到一些值得借鑒的方法,以期助自身成功。
通過此次培訓課程,特别是對德國社會、政治和經濟體制的框架性認識,以及對德國工業4.0概念的提出過程和實際操作的大緻了解,筆者對中國向德國的學習産生了另一個維度上的認知:中國在研究德國工業的時候,不能隻抱着一種copy(複制)的态度,更不能内心隻以最短的時間和路徑獲得成功為目标。
我們在觀摩和鑒賞“他山之石”時,不是為了造出一把“一模一樣”的工具,而是應該總結和提煉它之所以能被德國鑄造出來,并且幫助德國“開疆擴土”的環境、條件和過程,通過尋找内在的邏輯,進而考慮中國是否可以創造一個适合自己的“攻玉之匙”,并且讓它造得順利、使得順手。
事實上,在去德國之前,筆者進行了充分的思想準備和心理建設,要通過培訓實現兩方面的收獲:一是全面了解德國工業4.0提出的背景和目标;二是盡可能的收集關于德國工業4.0提出至今,德國在工業企業中推進智能化改造的進展,特别是相關标準和技術方面的最新信息。
但是,經過兩周的培訓,筆者發現,要想找到這些問題的答案并不容易。
首先,德國提出工業4.0的核心目的是保持或者提升德國工業制造的全球競争力。
2011年,漢諾威工業研究院第一次提出了工業4.0的概念。2013年4月,在漢諾威工業博覽會上,工業4.0正式以德國國家戰略的形象出現在世界面前。
德國自19世紀中期确立了從農業向工業化改革的發展道路,并自此建立了工業立國的核心戰略,150多年以來,德國一直将工業制造視為最重要的競争要素。
由于德國長期形成的嚴謹行為風格,在不斷夯實工業基礎的同時,也給本國工業界帶來了“過于保守”的氣質,德國工業界乃至政府都認為這樣的思維方式逐漸限制了德國制造業的創新意識、創新能力和創新空間,從而影響到德國制造的全球競争力。
如果不能充分理解德國國情,就無法真實了解其提出工業4.0的目的。但是,不要以為德國工業“落後”了,德國人是要通過信息技術為制造業插上“想像的翅膀”,以保證他們在未來繼續和永久性地領先。
在這一點上,中國的情況則完全不同。中國的工業基礎相對差很多,所以在針對“智能制造2025”的升級中,很多中國企業可以用“推倒重來”的形式,利用最先進的自動化工業技術全新設計工藝流程,打造新一代制造業。當然,這也是中國的優勢,中國制造業曆史包袱更少,彎道超車的可能性更大。
中國與德國工業基礎的起點不同,這決定了德國目前針對工業4.0所做的具體工作(比如大量的基礎性研究),并不是中國企業最迫切的。如果中國企業想通過從德國的工廠或者生産線上直接copy一套标準,就直接完成自身向先進制造轉型升級,非常不現實。
其次,現階段,德國正将更多的精力投入基礎理論和關鍵問題的研究上。
德國工業基礎相對紮實,特别是在機械化和自動化的程度上,綜合水平較高。因此,目前德國工業界對于工業4.0的實施,并沒有如中國一般大規模地進行生産線改造。
據了解,在政府層面上,德國聯邦政府目前主要是組織研究機構在工業企業範圍内展開調查,研究怎麼樣通過有效的資助方案,推動和促進工業4.0的發展。比如,弗勞恩霍夫研究院正在開展一個項目,共有661家德國企業參與其中,進行實驗,提出各自對工業4.0的需求、意見和建議。
從企業層面,由于并沒有統一的生産線改造标準,德國制造企業多根據各自身産品的特點和發展需要,在完善工業自動化的基礎上,進行個性化的工業4.0升級改造。
從技術層面上,此次專門安排了與德國電子工程師協會(VDE)的交流。據介紹,VDE的實驗室正在全面開展物聯網家電在通訊安全上的測試。而安全,也是德國民衆和社會最關心的。
作為康德和黑格爾的故鄉,德國最不缺少的就是批判與辯證思維,他們對待工業4.0也是如此。萊茵美茵應用科技大學的Fechter教授介紹說,工業4.0有3個層次的發展目标。第一層是運用信息物理系統技術(CPS)實現産品的智能化;第二層将CPS技術運用到生産制造系統,實現制造智能化;第三層則是通過互聯網和雲計算、雲平台,實現企業運營、服務和物流的全面智能化,最終形成新的需求和服務。Fechter教授說:“這些目标連同工業4.0的概念,一提出就受到很多批判。工業4.0中提出了過多的建議,但實際可操作的應用内容很少。工業4.0提出的終極目标中,智能産品和智能生産線的自我管理,以及訂單和需求的自動形成等,目前都是無法實現的。與前三次工業革命相比,所謂第四次工業革命,尚無結果就先給出了定義,如果現在按照‘定義’去落實,未來的結果存在很多不确定性(可能實現,也可能實現不了)。”所以,Fechter教授認為,現階段進行充分的基礎性研究非常重要。
第三,德國對工業4.0的推進與中國制造業改造升級的着力點完全不同。
圖3在德意志博物館了解高壓輸變電設備
圖4寶馬汽車展廳内展示的寶馬7系轎車雖然此次培訓安排的實際工業生産線的參觀相對單薄,但是憑借與各位教授和講師的交流,以及對MAN汽車生産線、徕卡工廠的參觀,特别是結合中國家用電器協會此前對德國博西家電工廠和海爾、老闆、方太和加西貝拉等國内企業的實際考察,筆者還是明确地感覺到,德國對于工業4.0實施的幾個着力點,與中國企業完全不同。
首先,德國強調能源綜合利用。由于能源相對匮乏,2020年還将關閉全部核電站,德國将制造企業的升級着力點首先放在了能源效率的提高上,無論對生産流程的集成改造,還是自動化程度的提高,都以實現全面節能為重要原因之一。
其次,德國重視對産品質量和生産效率的提升。德國企業的自動化程度本來就高,現在着手進行的智能化改造,通過工業物聯網技術的普及,減少人為幹預環節,進而實現産品質量的穩定性和一緻性,最終提高生産效率。
另外,全面保證勞工的工作強度和相關利益,也是德國實施工業4.0的着力點之一。20世紀50年代,德國聯邦财政部長路德維希提出施行社會市場經濟制度,這一制度模式延續至今。社會市場經濟制度具有3個特征。一是要自由競争(反壟斷),二是員工與雇主共同參與公司決策,三是社會保障必須要健全。所以,工業4.0的提出,最大的任務就是要保證勞動者的權益。通過智能化改造,降低工人的勞動強度和危險性,最終實現減少低效勞動,提高高效勞動比例的目标。
第四,德國為發展工業4.0提供了相對健全的投融資機制、研究機構和項目運作機制、人才培養機制。
工業4.0需要各部門合作進行,這在德國早有共識。德國聯邦政府通過經濟部、教育科技部制定了“高新技術戰略”,要求聯邦政府明确提出戰略要點,以及執行的關鍵點。據了解,目前,德國政府已經通過一系列的項目,與各類協會、機構和大學合作,對工業4.0相關的各個環節展開研究。值得一提的是,政府還對各類基礎研究立項提供免費咨詢,避免項目重複。
在德國開展的這些項目中,無論與德國國家工程院(acatech)或是弗勞恩霍夫研究院合作進行的關于工業4.0的政策性和基礎性研究,還是與大學或者科技機構合作的創新技術研究,再或者是與各類基金會合作的針對各方面的資助項目等,都有一些鮮明的“德國特點”——投融資和責權利非常明确,很少需要擔心利益分配或發生争執。同時,聯邦政府通過工會、協會、科研機構等組織,對整體工業4.0的發展進行協調,保證各方面互相合作,共享研究動向和成果。
根據培訓過程中的信息總結,德國聯邦政府通過頂層設計,在政府層面上對工業4.0的推進分配了3個管理職能系統——技術研究系統、政治系統和市場化發展系統。這3個主管部門聯合之下又分成不同的工作組,涉及标準化、研究和創新、網絡聯接安全化、法律框架和保護、大學教育/職業教育/繼續教育、新需求和研究、示範效應和新成果的發表和共享等。
最後,德國對電子行業的專項人才培養異常重視,這也體現出這個歐洲工業強國對工業發展的遠見卓識。據介紹,早在10年前,德國政府發現本國電子行業的專業人才出現下降和斷層的現象,為此提出了針對高等教育的“雙元制”教育機制。學生、企業和大學之間形成一種三角合作關系:學生入學時即與企業簽訂勞動合同,同時學生在大學進行入學注冊,學校與企業簽訂協議。在“雙元制”體系下就讀的學生,每周有2天在工廠和企業實習,3天在大學上課,畢業後就擁有直接上崗的能力。在這樣的機制下,聯邦政府為高校提供補貼,各高校根據實際情況确定學費标準,學生自主選擇“雙元制”專業。必須要強調的是,德國的高校是典型的“寬進嚴出”,因此,“雙元制”系統下的學生課業負擔和壓力非常大,當課目考試不及格超過規定次數時,将終身無法獲得該專業的文憑。這也是為什麼目前選擇“雙元制”的學生在德國的比例仍沒有超過5%。
以上的種種機制和平台非常有效,對德國工業企業的技術進步有非常大的支撐作用。特别是德國政府在工業管理上的思路和總體規劃設計,缜密而和邏輯性強,值得中國學習。
圖5VDE實驗室内正在進行網絡安全測試的智能家電
圖6在德意志博物館内了解西門子公司發明電報機的過程