
德國制造業的發展,從最初的技術模仿到自主創新,從追趕英美到跨越式發展,呈現從中低至高端的演進路徑,最后形成了以質量和品質取勝、集中于工藝技術密集型產品生產的德國制造模式。在機械制造業的31個部門中,德國有17個占據全球領先地位,處于前3位的部門共有27個。德國的汽車、機械、醫療設備等都是世界級產品,都具有高技術、高利潤、高回報率等特征。
當下,德國大力推進工業4.0戰略,通過在制造業領域大力應用物聯網以及服務互聯網技術,在向工業化第四階段的邁進過程中先發制人,搶占新一輪技術與產業革命的話語權。工業4.0代表著未來工業的發展方向,也是德國裝備制造業發展經驗的集中體現。根據我們的理解,德國裝備制造業發展經驗可以總結為引擎、骨干、基石和支撐四個層面。
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引擎:工業4.0戰略引領制造業升級
在制造業領域,德國擅長把各種創新融合到各種零件、裝置和設備上去,通過設備和生產系統的不斷升級,將知識固化在設備上。在通用裝備制造方面,關注精密機床、模具設計等基礎件的技術研發;在專用裝備制造方面,關注驅動系統、傳輸系統等核心領域的技術研發。進入工業4.0時代,基于CPS信息物理系統,建設自動化智能工廠,發展個性化智能生產,集成價值鏈、供應鏈、生產鏈多維信息,實現高度靈活的智能制造模式。
德國在企業生產管理的信息化、生產線的自動化和集成化等方面,一直處于全球領先地位。工業4.0是德國制造模式的新一輪升級,是實現人、機器和數據相互連接的生產和服務方式。德國工業4.0的核心內容可以總結為:建設一個網絡(信息物理系統)、研究兩大主題(智能工廠、智能生產)、實現三大集成(橫向集成、縱向集成與端對端集成)、推進三大轉變(分布式生產組織、規模化定制生產、客戶全程參與)。
其中的核心目標是通過向智能制造的轉型,大力推進制造業服務化。一是實現生產由集中向分散的轉變,規模效應不再是工業生產的關鍵因素,工業生產的基本模式將由集中式控制向分散式增強型控制轉變;二是實現產品由大規模趨同性生產向規模化定制生產轉變,未來產品都將完全按照個人意愿進行生產,甚至將是自動化、個性化的單件制造;三是實現由客戶導向向客戶全程參與的轉變,客戶不僅出現在生產流程的兩端,而是廣泛、實時參與生產和價值創造的全過程。
德國通過工業4.0戰略,積極推動裝備制造業服務化轉型,從提供制造業產品發展到提供一體化解決方案。在產品提供方面,主要出口產品包括汽車整車、電氣設備、運輸設備、電子產品等成套裝備,以及精密機床、機械模具、基礎零件等細分產品。在一體化方案方面,針對全球不同客戶意見及要求,提供產品研發設計-生產制造-終身維修-系統更新等一體化解決方案。
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骨干:大企業+中小企業構成的產業生態體系
德國裝備制造業的發展,不是單靠體量大的企業來支撐,更多是靠大中小企業間建立起緊密的分工合作體系。除了西門子、博世、奔馳、寶馬、大眾、巴斯夫、蒂森克虜伯、基恩、ABB、GEA等大企業外,德國還有世界上數量眾多、品質優異的中小企業,尤其是一些具備創新活力和行業競爭力的“隱形冠軍”企業。
大企業依托核心技術積累深耕全球專業細分市場,比如克諾爾公司在軌道交通裝備領域,已擁有包括制動系統、門系統、暖通系統(HVAC)、輔助電源、控制元件、雨刷系統、摩擦材料、轉向架診斷系統、司機輔助設備和仿真駕駛設備等完備的產品譜系。大企業也是基于核心技術開展多元化經營,比如博世瞄準未來出行的藍圖,深耕電氣化、自動化和互聯化交通領域,從零部件智能化制造到系統化集成,目前正大力研發燃料電池動力總成等技術;同時基于核心技術積累,拓展起動機與發電機、電動工具、家用電器、傳動與控制技術、熱力技術和安防系統等產業領域。
同時,眾多在國際市場上技術領先的中小企業,數量占到德國企業總數的90%以上,是推動德國出口貿易乃至整體經濟持續發展的主要力量。德國重視扶持中小企業技術創新,通過實行項目資助,推出“中小企業專利行動”資金補貼項目,激勵企業研發專利并盡快實現產品市場化;設立創新基金,用來緩解中小企業自有研發資金不足的問題。
在產業升級過程中,大型骨干企業是產業鏈的引領者,在產品創新和智能工廠發展上領先一步。博世、西門子、大眾汽車、寶馬等大型企業是工業4.0的主要推動者,在這些大型企業的領跑下,德國很多企業在智能工廠建設方面已經領先于其他國家同行企業。
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基石:標準、創新、人才
因為產品優秀的質量和可靠性,使得德國制造擁有非常好的品牌口碑。德國品質的塑造,主要得益于德國制造業科技創新、標準化建立、人才培養的體系保障。
其一,最為堅實的基礎在于德國工業的標準化體系。德國長期以來實行嚴謹的工業標準和質量認證體系,為德國制造業確立世界領先地位做出了重要貢獻。2006年,德國聯邦經濟和技術部啟動了“標準創新計劃(INS)”,確定德國未來標準化研究的重點領域,包括光學技術、能源利用技術、醫藥與健康技術、納米技術、生產技術、材料技術、微系統技術、信息與通訊技術和航空技術等等。
其二,德國十分重視制造業的科研創新和成果轉化。德國著力建立多元化的科研創新體系,包括聯邦和州政府、大學、公共研究機構、企業研究機構和基金會等。德國研發經費約占國民生產總值3%,位居世界前列。德國政府大力支持產學研相結合,全國應用科學大學占高等院校一半以上,資助高校和科研機構建立大量的科技園和技術孵化中心。
其三,擁有卓有成效的“雙元制”職業教育體系。在高等教育方面,對研究型綜合大學和特色突出的單一學科型學院、工業技術大學、應用型職業技術大學進行扶持,采用雙元制職業教育體系,促進校企聯合實踐教學。德國通過大規模、系統化的職業教育,培養出龐大的產業工人隊伍,80%的人通過職業教育走向工作崗位,為其制造業提供長久的發展動力。德國富爾達、ABB等知名公司之所以具有很強的創新力、創造力,與采取“雙元制”方法培訓人才密不可分。
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支撐:文化、制度、服務體系
德國裝備制造業的高水平發展,還根植于德國嚴謹的文化、精細管理的制度和創新的服務體系。
一是作為內在動力的工匠精神。這依賴于質量文化意識的提高、長期積累的技藝經驗,以及德國人專注精神、精確主義、完美主義、秩序主義、厚實精神等的精神文化因素。
二是產業精細管理的制度安排。包括社會市場經濟模式、科研創新制度、知識產權制度、質量管理制度、社會保障制度、職業教育制度等。比如德國引入“學徒、熟練工、師傅”匠人分級制度,規定匠人須考取專業資格證或申請專利才能獲得從業資格。德國重視工程師和技術工人的收入水平和社會地位,建立了完善的社會保障體系。
三是創新的產業創新服務體系。德國重視發揮公共科研和行業協會的橋梁紐帶作用,德國約有30萬個行業協會和聯合會組織,如德國機械制造標準委員會(NAM)、德國電工委員會(DKE)、德國機床標準委員會(NWM)和德國技術監督協會(TUV)等,對行業生產標準和質量進行指導認證,同時在國家制定技術、質量、稅收、環保等經濟政策的制定中發揮重要的作用。
德國政府資助了許多公益性、非營利科研服務機構,以弗勞恩霍夫協會、馬普學會、亥姆霍茲國家研究中心聯合會和萊布尼茨科學聯合會四大機構為代表,這些機構是科研與市場的紐帶,成為中小企業重要的創新伙伴,有力推動了中小企業研發產品。其中最知名的弗勞恩霍夫應用研究促進協會擁有41個研究所,研發人員1.8萬人,采用“合同科研”的方法為企業提供“量身定做”的科研服務,每年研發經費收入達16.5億歐元,可為3000多客戶的1萬多項科研開發項目提供服務。