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德國:工業4.0將把製造業帶往何方?

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 07:44:16 來源:北京大學光華管理學院

導讀: 德國率先提出了國家工業4.0戰略,繼而引發了美國製造業智能製造聯盟和中國智能製造2025的積極響應。與此同時,中國互聯網+掀起了一波熱潮讓很多製造型企業陷入困惑和迷茫。

2008nianquanqiujinrongweijibaofa,deguoyishitizhizaoyeweizhudaodejingjiyizhiduxiu,yinfalerenmenduizhizaoyediweihejiazhidezhongxinsikao,yeweichixuxiangfuwuyehexunijingjizhuanxingdejingjitidailailehenduoqifa。

2014年,德國率先提出了國家工業4.0戰略,繼而引發了美國製造業智能製造聯盟和中國智能製造2025的積極響應。與此同時,中國互聯網+掀起了一波熱潮讓很多製造型企業陷入困惑和迷茫。

在這種趨勢下,製造業為核心的實體經濟的生存空間和未來前途到底在哪裏?

它在整個經濟結構中的戰略地位是否發生了變化?

德國的隱性冠軍是否還有存在價值?

德國工業4.0與中國智能製造2025會有哪些不同?

工業4.0為什麼發生在德國?

德國作為全球信息化強國,走的是一條信息化、數字化、自動化和智能化與實體經濟深度融合的發展道路。德國工業4.0是一個演化的、漸進式創新過程,它不是革命。

在德國的製造企業中,工業4.0的概念實際上是在物料管理係統、ERP係統、裝配和包裝係統及物流係統基礎上逐漸、集成整合和優化基礎上,通過數據一致性、數據集成、數字建模與仿真、車間控製、生產自動化與控製、規gui劃hua與yu預yu測ce等deng信xin息xi化hua應ying用yong漸jian進jin式shi發fa展zhan而er來lai。這zhe種zhong連lian接jie將jiang促cu進jin端duan到dao端duan的de信xin息xi流liu動dong和he信xin息xi分fen享xiang,加jia速su對dui客ke戶hu需xu求qiu的de交jiao付fu速su度du,增zeng強qiang滿man足zu大da規gui模mo定ding製zhi的de要yao求qiu和he生sheng產chan的de柔rou性xing化hua能neng力li,降jiang低di供gong應ying鏈lian的de協xie同tong成cheng本ben,從cong而er增zeng強qiang產chan業ye體ti係xi、集群的整體競爭力。

德國信息化戰略的核心與製造業深度融合啟動在1997年,從建設網絡工廠開始(工廠有IP地址),到2001年E-工業服務(在規定時間遠程對設備進行維護);2009年的自組織生產(對設備狀態進行監控,由機器決定何時對設備進行服務);到2014年的工業4.0(從管理者駕駛艙、產品的虛擬設計、虛擬生產、並行混合工程,從設計、模塊到車間的整體雲控製平台建設),德國工業信息化經過近30年的努力和持續的漸進式創新,建立了一套不斷完善的工業互聯網體係。

這個體係的核心原理是連接,即將人-物-服務和流程不同要素進行關聯協同,使得這些要素之間具有讀寫、信息處理、數據交換、決策優化的能力。是其工業體係從信息化、數據化、自(zi)動(dong)化(hua)到(dao)智(zhi)能(neng)化(hua)發(fa)展(zhan)曆(li)程(cheng)的(de)延(yan)續(xu)和(he)漸(jian)進(jin)式(shi)創(chuang)新(xin)的(de)升(sheng)級(ji),通(tong)過(guo)上(shang)述(shu)要(yao)素(su)的(de)連(lian)接(jie),持(chi)續(xu)推(tui)動(dong)管(guan)理(li)和(he)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua),將(jiang)分(fen)布(bu)式(shi)的(de)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)和(he)客(ke)戶(hu)進(jin)行(xing)橫(heng)向(xiang)和(he)縱(zong)向(xiang)的(de)組(zu)合(he),增(zeng)強(qiang)要(yao)素(su)之(zhi)間(jian)整(zheng)體(ti)協(xie)同(tong)的(de)能(neng)力(li),降(jiang)低(di)企(qi)業(ye)分(fen)散(san)式(shi)布(bu)局(ju)、客戶大規模定製和快速交付所帶來的管理複雜性。

對於像西門子、Festo,歐寶,博世這樣的世界級企業來說,工業4.0將進一步增強德國製造業靈活性、透明度、柔性生產和快速響應能力,確保其對國際市場的出口能力和競爭力,這是在全球範圍內,德國製造業最重要的比較優勢。

工業4.0將把製造業帶往何方?

德國工業4.0的de戰zhan略lve目mu標biao是shi進jin一yi步bu強qiang化hua和he優you化hua製zhi造zao業ye整zheng體ti競jing爭zheng優you勢shi,通tong過guo信xin息xi與yu通tong信xin技ji術shu軟ruan件jian與yu工gong具ju,實shi現xian從cong客ke戶hu端duan到dao客ke戶hu端duan整zheng體ti鏈lian條tiao中zhong所suo有you核he心xin要yao素su的de連lian接jie,從cong而er達da到dao降jiang低di關guan聯lian交jiao易yi成cheng本ben,提ti高gao智zhi能neng化hua水shui平ping,優you化hua決jue策ce能neng力li,提ti供gong設she備bei診zhen斷duan預yu警jing服fu務wu、增加附加值的目的。

我們從拜訪的企業中看到,通過在工業設備、shengchanchejianheshengchanguochengzhongqianruxinxixitong,jianshewangluohuadezhinengshebei,shishebeijuyouganzhihetongxunnengli,duiqitadewupinfahaoshiling,shixianwupinzhijiandezhinenglianjie。duiyucongquanxinshebeikaishizuodezhinengqianruhelianjiebeichengweilvdixiangmu,duiyuzaixianyouliuchengheshebeishangjinxinggaizaoshengji,beichengweizongdixiangmu。

在訪談中,無論是德國教授還是企業管理者都特別談到工業4.0的核心目標不是降低勞動力的數量,而是給工人賦能,一方麵增加個人的工作幸福感,使其有更多的時間陪伴孩子和家人;另一方麵,提升個人的工作效率,不是用人工支配機器,而是機器告訴人如何有效地工作。

如在不同工作環節的個人可以下載不同的APP用於接受操作指令。這種Everything as a service應ying用yong具ju有you很hen大da的de靈ling活huo性xing,幾ji天tian就jiu可ke以yi部bu署shu完wan畢bi。我wo們men在zai弗fu勞lao恩en霍huo夫fu研yan究jiu所suo看kan到dao該gai所suo為wei殘can疾ji工gong人ren提ti供gong的de智zhi能neng生sheng產chan設she備bei,通tong過guo投tou影ying技ji術shu提ti示shi零ling件jian的de形xing狀zhuang,個ge人ren根gen據ju投tou影ying形xing狀zhuang選xuan擇ze相xiang關guan的de零ling配pei件jian,以yi減jian少shao失shi誤wu的de比bi例li。另ling外wai一yi個ge案an例li是shi當dang設she備bei出chu現xian問wen題ti的de時shi候hou,工gong人ren可ke以yi對dui壞huai了le的de設she備bei進jin行xing拍pai照zhao,在zai線xian呼hu叫jiao維wei修xiu人ren員yuan並bing進jin行xing遠yuan程cheng診zhen斷duan,同tong步bu溝gou通tong解jie決jue方fang案an,通tong過guo軟ruan件jian和he通tong訊xun技ji術shu,讓rang硬ying件jian設she備bei有you更geng好hao的de控kong製zhi能neng力li。

西門子的數字化轉型

在(zai)德(de)國(guo)管(guan)理(li)技(ji)術(shu)學(xue)院(yuan),德(de)國(guo)西(xi)門(men)子(zi)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)業(ye)務(wu)部(bu)數(shu)字(zi)化(hua)項(xiang)目(mu)技(ji)術(shu)負(fu)責(ze)人(ren)賽(sai)奇(qi)女(nv)士(shi)向(xiang)我(wo)們(men)介(jie)紹(shao)了(le)如(ru)何(he)把(ba)曆(li)史(shi)悠(you)久(jiu)的(de)企(qi)業(ye)轉(zhuan)型(xing)為(wei)數(shu)字(zi)化(hua)企(qi)業(ye)的(de)艱(jian)難(nan)曆(li)程(cheng)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)知(zhi)名(ming)企(qi)業(ye),西(xi)門(men)子(zi)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)的(de)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)複(fu)雜(za),很(hen)難(nan)實(shi)現(xian)大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan),利(li)用(yong)數(shu)字(zi)化(hua)使(shi)企(qi)業(ye)減(jian)少(shao)管(guan)理(li)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)並(bing)從(cong)工(gong)業(ye)4.0中獲益,是企業轉型的重要課題。

該企業向工業4.0的轉型是棕地項目,也就是在整合已有信息化應用的基礎上,從數據一致性、數據建模、車間控製、規gui劃hua預yu測ce到dao製zhi造zao運yun營ying管guan理li自zi動dong化hua過guo程cheng的de演yan化hua和he升sheng級ji過guo程cheng,這zhe個ge演yan化hua過guo程cheng要yao整zheng合he和he優you化hua現xian有you的de係xi統tong應ying用yong,因yin此ci是shi一yi個ge艱jian難nan的de組zu織zhi轉zhuan型xing過guo程cheng。

西門子燃氣汽輪機部門專門成立的技術創新部門來推動這個轉型,具體的轉型路徑包括:

第一步,思想統一。公司高層不斷談及數字化轉型的重要性,使員工對此有共同的認識

第(di)二(er)步(bu),分(fen)析(xi)企(qi)業(ye)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)到(dao)底(di)能(neng)夠(gou)帶(dai)來(lai)哪(na)些(xie)價(jia)值(zhi)。在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong),企(qi)業(ye)員(yuan)工(gong)不(bu)斷(duan)從(cong)企(qi)業(ye)整(zheng)體(ti)價(jia)值(zhi)鏈(lian)的(de)角(jiao)度(du)研(yan)討(tao),數(shu)字(zi)化(hua)實(shi)際(ji)是(shi)在(zai)原(yuan)有(you)信(xin)息(xi)化(hua)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)不(bu)斷(duan)向(xiang)上(shang)遊(you)推(tui)進(jin),在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong),各(ge)個(ge)部(bu)門(men)需(xu)要(yao)對(dui)IT架構保持開放心態,具有全局視野

第di三san步bu,實shi現xian軟ruan件jian的de統tong一yi,在zai企qi業ye建jian立li一yi個ge集ji成cheng和he通tong用yong的de模mo型xing。以yi前qian,很hen多duo部bu門men都dou要yao自zi己ji的de產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi管guan理li係xi統tong,每mei個ge部bu門men都dou有you自zi己ji的de數shu據ju體ti係xi,各ge自zi獨du立li,但dan企qi業ye數shu字zi化hua進jin程cheng要yao整zheng個ge各ge個ge部bu門men的de不bu同tong係xi統tong,重zhong點dian解jie決jue企qi業ye舊jiu模mo式shi中zhong信xin息xi孤gu島dao、信息的不一致和員工要用大量時間尋找信息的問題,通過SAPdetongyihuahejichenghua,zhengheyuanyoudexinxixitong,zaizhegeguochengzhong,qiyeyiwangcainadexinxixitongdouyaoyouhuadaoyigetongyideruanjianzhong,yongfeipohuaixingdeceshiyuansu,jiangyewuliuchengheshujuyizhihuaheyitihua,shideqiyejianliyigecongshejidaofankuidebihuan,shixianshujudeguanxi

第四步,推動數字化轉型。將設計-用3D模型開發零部件-提出最終設計模型-工程-製造材料的整個環節,實現信息的整合和共享,從線性流程轉化為並行流程,從而提高企業的流程效率。

第五步,通過數字化轉型企業可以做到:

·設計師不用畫草圖,可以直接采用數字化設計

·設計師和後麵的工序直接可以實時反饋修改意見,同步調整

·質量保障和評估體係可以用算法實現,排除了用人工的不確定性和疏忽,比人工檢測更加可靠準確

·產品開發周期從16個月降低到6個月,降低了運營成本,公司原有的成本80%來自外部供應商,通過3D檢測設備,替代了以前依靠人工檢測的工作,使得檢測的精準度得到提高

·企業可以對產品做到預測性回顧,設備具有了自我回顧的能力

·降低了生產過程的能耗,增強了工程實例

·提升了管理水平,數字化轉型彌補了以前對工廠設計生產過程的不足,增加了公司大規模定製的靈活性和遠程調控能力,將3D打印等新技術嵌入到了生產過程,將新的管理思想融入到技術架構的整合,大大提升製造企業的軟件能力和產品性能。

筆者在與賽奇女士的交流中,她也談到企業數字化是一個組織轉型過程,期間充滿了很多的衝突、矛盾和困難,但是,企業的競爭對手數字化進程非常迅速,也迫使該企業向數字化推進,在這個過程中,一把手的支持是非常重要的。

SAP的數字化創新

在美麗的波玆坦城一個寧靜的湖邊,我們參觀了SAP創新中心,該中心成立四年來已經吸引了700mingnianqingrenzaizheligongzuo,zhenggezhongxindejiansheliyongleshejisiweidefangfatichulehenduoyouliyuchuangxinhesixiangjiaoliudebangonghuanjing,cainalenianqingrentichudehenduojianyi:如可移動式的桌子可適應不斷變換的項目組團隊、可移動和組合的牆,隨時可以寫創意的白板、可自由交流的開放式茶水間,展現員工技能和專業背景的白板等。

創新中心目前工作重點集中在四個方麵:

·成為管理思想的領先者,關注企業未來所麵臨的挑戰和問題

·發展軟件工程,關注智慧城市和未來個人化醫療的發展空間

·探索發展機器學習技能

·鼓勵內部創業,柏林作為德國的創業企業最聚焦的地方,SAP創新中心通過吸納年輕人,保持和年輕精英的密切聯係。

SAP創新中心重點招收工作經驗少於2年nian的de年nian輕qing人ren,讓rang他ta們men在zai沒mei有you任ren何he包bao袱fu的de狀zhuang態tai上shang從cong事shi具ju有you挑tiao戰zhan性xing和he創chuang新xin性xing的de工gong作zuo。在zai這zhe裏li,我wo們men不bu僅jin看kan到dao充chong滿man活huo力li的de年nian輕qing人ren,還hai看kan到dao了le為wei了le支zhi持chi企qi業ye數shu字zi化hua所suo展zhan現xian的de“數字董事會”和“數字黑板”,該創意源自SAP自身在開董事會時,一位董事提出為何不用財務數字呈現SAP經營業績的過去與未來,用數字呈現企業過去收益、未來收益和預警,同時還可以利用數據進行決策模擬。

基於此創意,目前有70多位年輕人從事數字董事會的開發,可以實時動態地發現企業的現實問題,這將把對HANA數據的深度分析變成數字化企業的真實體現。公司在推進工業4.0進程中是非常重要的力量。為了支持企業的數據化和智能化進程,它開發了“從創意到業績”全quan景jing式shi的de業ye務wu管guan理li來lai增zeng加jia產chan品pin和he服fu務wu績ji效xiao,通tong過guo獨du特te的de場chang景jing實shi現xian對dui從cong設she計ji到dao服fu務wu整zheng個ge生sheng命ming周zhou期qi的de管guan理li,支zhi持chi端duan到dao端duan的de集ji成cheng,規gui劃hua到dao生sheng產chan過guo程cheng的de基ji礎chu,製zhi造zao業ye成cheng為wei創chuang新xin和he變bian革ge的de空kong間jian,可ke預yu測ce的de新xin技ji術shu。

在此基礎上,SAP將提供響應性製造功能(Responsive Manufacturing),企業所連接的整體設備將以客戶需求驅動為驅動、利用機器與機器(M2M)的(de)通(tong)訊(xun)數(shu)據(ju)提(ti)升(sheng)資(zi)源(yuan)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)管(guan)理(li),在(zai)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)基(ji)礎(chu)上(shang),企(qi)業(ye)管(guan)理(li)者(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)獲(huo)取(qu)獲(huo)得(de)分(fen)析(xi)洞(dong)察(cha),大(da)大(da)提(ti)高(gao)物(wu)資(zi)需(xu)求(qiu)計(ji)劃(hua)能(neng)力(li),使(shi)規(gui)劃(hua)和(he)運(yun)行(xing)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)提(ti)升(sheng)50%。

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