1.3　德国：工业4.0

2013 年开始，德国大力推行工业4.0，主要有以下三个原因：

一是德国是以工业品出口为主的国家，但是2013 年之前的工业品出口产值停滞不前（见图1-5）。为了应对工业品出口停滞的问题，德国需要改变之前只卖设备和产品的策略。

图1-5　全球主要工业体出口工业总值对比

（资料来源：VDMA，2012 年12 月）

二是德国依托工业装备的优势，想在此基础上提供工业服务来扩大工业品盈利能力。德国提出了“供应和市场相融合、定制化、可重构的生产系统，生产流程透明化，设备状态可监控，自主决策自动化，智能运营维护”等概念。

三是除了非洲及东南亚地区的部分国家，全球主要国家基本都完成了工业化进程，对工业品的整体需求不再那么旺盛，对服务的需求开始迫切起来，这也坚定了德国走工业服务的路线。

以上三个原因叠加的结果就是德国要走工业4.0 之路。于是德国根据自身在制造业中的优势，尤其是在装备制造业和生产自动化方面的优势，从产品的制造端提出了智能化转型升级解决方案。其核心是利用物联网和CPS 等技术，为生产过程中的每个环节建立信息连接，实现设备、制程、订单、生产计划、设计、排程、人力、供应链、库存、分销、公司资产管理等一系列环节的整合和信息的高度透明。

将整个商业流程拆分为客户需求、商业流程、生产过程、产品、设备、人员及供应链七个部分，德国工业4.0 在整个商业流程中各个部分的目标和技术如表1-1 所示。

表1-1　德国工业4.0 在整个商业流程中各个部分的目标和技术

在这个商业流程中，满足客户的定制化需求是总驱动力，为此需要强大的软件平台来管理整个商业流程，以智能化的生产方式灵活满足客户需求，还要让产品在全生命周期内可视、可追溯，这些都是德国企业的优势所在。德国工业4.0 的三个重要推手是博世、西门子和SAP。以下以博世为例，阐释德国工业4.0 的现状和运作模式。

博世的定位是：既是工业4.0 的生产者，又是工业4.0 的消费者，还是工业4.0 的服务者。

作为生产者，博世贯彻了德国人直面问题、解决问题的策略。针对实现工业4.0 过程中的难点问题，博世的策略是一个一个地攻克，因此制定了“三步走”策略（见图1-6）：

第一步是试点，主要目的是攻克难点技术。博世在全球挑选了50 家实验工厂，找出执行工业4.0 的难点，然后逐个击破。如图1-7 所示展示了博世工业4.0 部分难点的突破性技术。

博世工业4.0 策略以建立智能工厂为导向，主要关注“人、机、料”及质量控制和能源管理，如图1-7 所示，针对需要人工作业的工位，人的熟练程度会对整个生产过程产生重要影响，为了解决这个问题，博世开发了智能手套：只要熟练作业者戴上智能手套，手套上的传感器就会自动记录作业者的全部动作及动作要领，并将这些信息发送至配套的软件系统，系统做出标准作业指导书，对不熟练的员工进行指导；当不熟练的员工戴上智能手套后，如果动作做得不到位或者要领错误，系统会自动提示该员工的哪些地方需要改进及如何改进，从而极大地提高了训练员工的效率。

图1-6　博世工业4.0“三步走”策略

图1-7　博世工业4.0 部分难点的突破性技术

第二步是针对大批量生产的产品，将工业4.0 技术应用到整个价值链上。实现了这一步就预示着单个工业4.0 工厂成为现实，实现对工业4.0 技术的综合应用。

第三步是建成互联工厂。如果把第二步看成建成智能工厂，那么第三步就可以看成建成智能供应链。如果能将不同的工厂互联互通，那么就可以将此技术应用到各行各业的产业链中，实现产业链上下游企业间的互联互通，标志着智能时代正式到来。

作为工业4.0 的消费者，博世先将研发出来的工业4.0 技术应用到自家工厂，然后逐步导入其他工厂。如在中国苏州的博世汽车电子工厂就成了博世在全球的50 个试点工厂之一，从2013 年到2015 年，博世所有的工业4.0技术及在市场上集成的其他企业的技术都能在该工厂中看到。2015 年之后，博世将苏州的汽车电子工厂的工业4.0 实践经验辐射到在中国的其他工厂，如无锡的柴油喷射系统工厂、长沙的汽车电子驱动工厂、苏州的汽车底盘工厂、常州的博世力士乐工厂等。

作为工业4.0 的服务者，博世在业务拓展部里设立了工业4.0 部门，主要对接内外部资源、开拓智能制造服务市场。另外，在内部组织了来自自动化部门、传感器部门、工业软件部门的专家们，针对客户个性化需求定制开发解决方案。如2015 年博世和秦川机床签订工业4.0 战略合作协议，为秦川机床提供工业4.0 工厂升级改造服务，这是博世作为工业4.0 服务者在中国的首个工业4.0 服务项目，受到了社会的高度关注。

博世这种“三合一”的角色定位——既是工业4.0 的生产者，又是工业4.0 的消费者，还是工业4.0 的服务者，越来越受到市场的认可，国际上很多企业以博世为标杆，纷纷效仿。