中国当下的产业界,工业4.0依然是汹涌暑潮,热浪炙面,每个人都不太可能避开这个题,大家似乎已经从德国政府的药箱里,找到了中国制造业升级换代的灵丹妙药。在全民热议、热行之际,一个严肃的问题值得回味:德国产业界,是如何规划工业4.0的?
有鉴于此,我们“德国工业4.0产业研究组”从源头出发,深入研究了德国本土工业4.0的第一手资料,以便吸取其真正的精华。2工业4.0与德国的传统行业工业4.0真的全是技术制胜吗?传统行业,只能焦虑地在站台上徘徊,等着下一趟救赎的列车吗?
纺织行业,曾经引领了第一次工业革命,在这次喧嚣至上的工业升级中,只能空自发出昨日黄花的慨叹吗?
然而在德国,面向独具优势的传统纺织行业,德国一直有条不紊地对德国东部纺织业集群,以及整个纺织行业,进行面向未来的升级改造。近四年最新推出的纺织业国家级战略futureTEX项目, 就是一次优雅的升级。没有狼狈的救场。没有恐慌的焦虑。futureTEX作为一个产学研合作项目,赢得了德国联邦教育与科研部(BMBF)的“2020创新伙伴”项目资助,并成为工业4.0如何助推德国传统产业升级的典范项目。实际上“2020创新伙伴”项目的最主要目标,就是要将科学研究、技术开发和商业界的力量结合在一起,形成战略型联盟,为跨界合作研究树立新的标准。
国家级战略驱动futureTEX项目所在的大背景是,主要是来自低成本国家的廉价产品冲击,来自产品更新换代的需求,使得德国传统的纺织行业近年来一直持续下滑, 而futureTEX项目致力于利用工业4.0的机遇进行产业升级,并且着重扶持德国东部萨克森州/图灵根州的纺织工业发展(此地区是德国纺织业三大重点地区之一),以期产生综合性的社会经济效应。
事实上,中国纺织业(以及许多其它行业)都面临相似的问题:同质化的传统产品,中国制造的成本已很难和越南等国家竞争。与此同时,又缺乏创新性产品去抢占高端市场。这也是 “中国制造2025” 转型升级的压力所在。futureTEX针对的是纺织行业,它只是德国本土工业4.0众多行业应用中的一个。但细细解剖,对中国工业极有启示。尽管德国传统行业面临的压力也不小。然而不同于国内许多行业迫不及待地将工业4.0等同于“智能工厂”,德国对于传统行业有着更加深入的思考。3futureTEX的三大研究方向德国纺织战略futureTEX在项目模块分工和研究方向上,有着无比清晰的描述。futureTEX项目明确提出,它的三大目标是:1)提高资源利用率,推行循环经济 ;2)打造以顾客为中心的柔性价值链 ;3)研发未来的新型纺织品材料。
1.强调循环经济和新材料研发的重要性就“循环经济”而言,futureTEX项目希望在纺织业实现节能、环保的生产流通过程,并且具体提出了“节能”、“提高原材料利用率” 、“可再生性原材料”等话题,并且打算结合印刷电路板制造、碳纤维材料回收等具体的话题进行实践探索。事实上,在《中国制造2025》同样倡导全面推行绿色制造,以符合国家生态文明建设的要求。中国纺织工业联合会从“十二五”到“十三五”规划也都积极推动行业企业绿色制造之路。然而德国的项目描述则细致得多,把节能放在首要地位,兼顾了环境保护和产业振兴,这方面值得我们深度借鉴。
2.未来的纺织材料就新材料研发而言,futureTEX明确将未来重点放在较为先进的“产业用纺织品”上面,利用德国公司这方面已有的市场优势,以及德国众多大学/研究所的强大研发实力,来进一步树立世界范围内的领先地位。
futureTEX和新材料/循环经济有关的创新项目举例如下
新材料项目示例(持续更新中)纺织材料的触角已经大为延伸,重要的是:跨界!这已经远远超出了一般产业制定者甚至是行业跟踪者的视野范畴。例如Norafin公司牵头的TexPCB是致力于制造柔性印刷电路板,通过可再生材料,告别传统的原材料思路;而大名鼎鼎的弗劳恩霍夫牵头的PhotoTEX,则指向了太阳能纤维。
3.强调“价值链”而非“智能工厂”在futureTEX项目中,提出要构建以顾客为中心的柔性价值链,并设定了四大研究方向:未来的纺织品工厂、数字化制造过程、大规模定制和新的商业模型。这里,中国国内通常讨论的“智能工厂”似乎在这几个方面都有所提及,然而细究起来,战术实践走向并不相同。在“数字化制造过程”方向中,futureTEX要探索数字技术和3D打印/喷墨打印在生产制造中的应用,从而实现纺织工业的个性定制化。项目计划中提出了极有意义的见解:首先,新技术可以将不连续的生产过程变为连续的生产过程,从而彻底改变了生产模式;其次,3D打印将重塑未来供应链的结构,改变全球的的产业布局;再次,通过将各种新技术结合在一起,可以塑造既定目的的产业链。
显然,这些构想已经大大超出了“智能工厂”的范畴。事实上,德国有不止一个工业4.0项目在研究产业链重塑的问题。如阿迪达斯牵头的Speedfactory项目,在德国联邦经济与能源部(BMWi)的支持下,致力于将亚洲廉价劳动力地区的制鞋工厂转移回欧美发达国家,并且已开始付诸实践。
在“新的商业模型”这一方向中,futureTEX提出非常现实的问题,对于纺织业的中小型企业(实体经济中不容忽视的一个部分)来讲,以客户为中心的柔性商业模式几乎还不存在。
那么面临定制化和数字化的趋势,中小企业如何很好地控制成本?
主要的盈利模式与传统模式有何区别?
企业需要怎样的组织形式和架构?这些都是亟需回答的。企业毕竟是要靠盈利而生存,而不是为了数字化而数字化。现代商业竞争不再单纯是工厂与工厂的竞争,而是产业链与产业链的竞争,乃至于模式之间的竞争。因此,如何以更加全面的观点来看待价值链的升级,是纺织业等传统制造业不能忽略的一个问题。
4人呢?教育呢? 德国所有的国家战略,都不会没有“教育体系”的伴随。
这是我们最为惊叹的信服。
工业升级来自什么,来自知识管理,来自“人”的作用。
在重视商业、技术这些“务实”方面的同时,futureTEX项目也没有放过“教育”的部分。一方面,它要为纺织业打造一个高效的知识管理和创新体系;另一方面,要打造人员管理和培养制度。工业革命所有的知识基础,需要从上游的教育系统抓起。从知识管理和创新的角度来说,德国纺织业面临的问题是:虽然科研院所有着大量的创新想法,企业也有很强的意愿来开发新产品,但是纺织业创新活动却很缺乏效率和系统性。为此, futureTEX项目从“创意管理”、“开放式创新”和“知识转化”三个方面入手,力求建立一个高效的体系来进行创意的识别、开发和商业转化。
futureTEX项目的知识管理与创新研究从人员管理和培养的角度来说,futureTEX项目注意到了两大关键问题:一是人机交互的模式在工业4.0时代有了新的内涵,二是德国持续的人口老龄化对于产业的影响。为此,futureTEX专门立项,来为德国纺织业解决如下问题:如何应对离散化、去中心的人力资源组织趋势?在人力资源管理中如何把人的身心健康和持续学习、提高生产率等话题相统一?工作组织方式和教育培训体系在老龄化的背景下,如何更好地为工4服务?用工业4.0改造一个行业,如纺织业这样的传统行业。许多需要做的事情,一股脑地爬上了优先级别清单,如节能降耗、材料研发、智能工厂、价值链重塑、人才培养等等。每一个环节当然都很重要。那么决策者应该如何做长期规划?如何设置不同的工作优先级,是否应该先提高纺织业的产品质量、自动化程度和节能减排水平,然后再逐步实施智能化制造?这样的战略性问题摆在每一个相关决策者面前,需要严肃地回答。至此上篇结束之际,我们在细细审读futureTEX的目标设置的时候,也是不能完全冷静地看待德国政府工业4.0的真实意图,或者是暗自深忖我们是不是误读了工业4.0的本意。中国最热衷的“智能工厂”(smart factory),只是一个目标模块而已。传统行业如纺织,有着自身独特的行业发展特征,单纯的设备和技术升级并不能独自回答这些问题。而我们在此倾注了最大的热情和最饱满的斗志。
德国人用实际行动纲领www.cechina.cn,隐隐地嘲弄了中国建设智能工厂的热情。它引导了我们,却一笑而过。
德国国家纺织业战略futureTEX项目给出了一个清晰的行业规划路线图,那就是工业4.0规划需要考虑三大维度:行业维度、机构维度和产业集群维度。
1、工业4.0的行业维度
近距离观察德国产业革命,给笔者留下的最大印象就是,各行各业都在深入研究工业4.0如何结合在所在行业。相关的理论和实践,是在各种行业全面铺开。而纺织业突出的表现,超过了一般人的想象。futureTEX哪方神圣?从何而来?它是基于德国纺织学会2012年整整一年作出的“2025远景分析”(Perspective 2025),再由萨克森地区纺织研究中心(STFI,Schisches Textilforschungsinstitute)牵头立项,通过向政府申请而获得了德国联邦教育与科研部(BMBF)的专项资助。
“2025远景分析”是由德国纺织工程学会组织80多位专家(如图1)用整整一年时间从提出的250多个创意和方案中反复论证后提出的,目的是基于德国2025年的社会经济的全景,倒推出对纺织工业的需求和发展趋势。
各领域专家开了五次大型的集中研讨会,为2025年的德国纺织业精选出133个创意、以及为纺织材料提出了120种新的应用可能,并且为这些创意和设想评估了其技术成熟度和市场应用领域。
这种扎实的基础CONTROL ENGINEERING China版权所有,使得当工业4.0提出来的时候,德国纺织业已经做好了准备,直接入列,在工业4.0的实践中占得先机。能够对一个单独的行业下如此扎实的功夫,作专注的规划www.cechina.cn,这是目前中国产业转型最为欠缺的功课之一。
在2025远景分析中控制工程网版权所有,德国纺织业专家提出如下的行业定位:“要让纺织行业持续成为德国最有创新活力的行业之一”。对于具体的创新发展议题,又设立了十大具体突破领域:建筑、服装、能源、食品、健康、出行、生产/物流、未来城市生活和人口变化、资源稀缺性和气候变迁。在每一个领域,纺织行业的创新(包括纺织机械、纺织材料等)都大有用武之地。专家们指出,纺织产品的应用绝不仅限于服装生产,而是已经扩展到医学、建筑、交通等领域。例如,就“传感地毯”(有传感器功能的地毯)这一研究项目来说,可以在医学领域用于健康检测、也可以在建筑领域用于安全监控。这些富有远见的探索领域,使得德国许多百年老厂焕发青春。而有些项目,如阿迪达斯的Speedfactory,已经成为德国高科技战略项目Autonomik之一,在技术和商业领域探索出一条新路。在这里还需要提到德国联邦政府的两个重要部门:联邦经济与能源部(BMWi)以及联邦教育与科研部(BMBF)。这两个部门在德国工业4.0的研究中起到了主要领导作用,并且与各大行业(汽车行业、纺织行业、机械制造行业等)紧密合作,催生出了大量有价值的创新课题。Speedfactory和futureTEX就分别是两大联邦部门鼎力支持下的产物。在后续研究中,继续关注德国各个行业协会在4.0规划中的作用,以及了解各个行业与政府部门是如何互动的,无疑也是很有意思的话题。
经济部与教育部联动显然“行业维度”作为工业4.0规划的一个重要角度,其研究与实践正在德国本土如火如荼地进行之中,如能将其理解透彻,必定有益于中国的产业规划和升级改造。
2、机构维度
在以futureTEX为代表的传统产业升级改造中,德国产学研各界的参与机构之多、分量之重、分工之细致,对我们很有启发。
让我们来看一些数字。德国参与futureTEX项目的机构数量:(仍在持续增加中)?共有179家机构,分布在德国14个州?有118家企业参与,大多数是中小企业(许多是隐形冠军) ?有47家研究机构(大学/研究所)?有14家协会和其它组织这些组织之间有着紧密的合作关系:
申请流程一方面,各家参与futureTEX的公司/机构井然有序地安排着日常研究工作;另一方面,研究项目的提交和经费申请也有着严谨的流程。项目组还专门成了一家“futureTEX管理有限公司”来负责具体事务。在整个项目里,STFI研究所是学术研究的牵头机构,而futureTEX管理有限公司则承担商业运作和日常组织工作。
除了组织架构本身的严谨性之外,参与futureTEX项目的成员名字也令人印象深刻。让我们来看看这个纺织业项目的顾问委员会名单:
futureTEX顾问委员会专家名单这份名单值得玩味之处:首先,专家们来自截然不同的行业,大众汽车等名字赫然在列,足见德国人对于纺织业问题是用跨界人才来解决“传统行业”的新问题。实际上,纺织产品的应用领域早已不局限于服装产品,在汽车、玩具甚至军工等行业,纺织材料的创新都发挥着极其关键的作用。其次,纺织行业所用的技术和思想也越来越呈现融汇贯通的趋势。人工智能、循环经济等概念对于行业的重塑和催化作用,正在实实在在地发生着。在低一级别的管理委员会,其成员也都由知名机构的商业领袖/学术带头人组成www.cechina.cn,确保工作质量和评审的专业性。在甄选管理委员会的九位成员时,futureTEX项目的原则是“五位来自商界,三位来自学术界,一位来自政界”,从而能够让相关的社会各方参与到讨论中去。事实上,即便是顾问委员会的清一色教授/博士,也往往都有深厚的产业实践背景,并不是纯粹的理论家。总而言之,futureTEX项目拥有强大的参与者阵容、严密而合理的组织架构,在德国纺织业的振兴中充分展现出了产/学/研的机构组合优势。这还仅仅是一个行业而已;在德国,有许许多多这样的项目,汇聚各方力量有条不紊地推进着各行各业的进步。对于有着“集中力量办大事”传统的中国来说,德国纺织业的做法,值得借鉴。 3、产业集群维度德国人将futureTEX这个纺织业升级改造项目定在东部的萨克森州/图灵根州一带,是经过深思熟虑的。
一方面,这里本来就是德国传统三大纺织业地区(萨克森州/图灵根州、北莱茵威斯特法伦州、巴登符滕堡州)之一,有着良好的传统以及大量相关的产业城市,也有许多纺织领域的科研院所(如STFI这样的高水准研究所);另一方面,将重点放在萨克森州/图灵根州,也有着“振兴东德”这一更深层次的考虑。因为历史原因,东德地区的经济发展目前落后于西德地区,所以德国政府长期关注这一地区的经济振兴。振兴东德地区也是德国国家战略目标。想想中国的振兴东北,这似乎是最好的示范,正在闪亮着迷人的光芒。
此次德国联邦教育与科研部资助FutureTEX项目的“2020创新伙伴”项目就是一个专注于东德地区的创新计划,致力于将科学研究、技术开发和商业界的力量结合在一起,在树立学术新标杆的同时对社会经济产生积极的影响。futureTEX项目是在通盘考虑历史基础和地区振兴战略之后,在德国工业4.0大棋局上落下的重要一子。像这样一个地区内通过集中上百家企业和科研院所,来实现的产学研合作与工业4.0的机遇,可以为中国特别是上海等地区产业技术的集中突破,带动产业集群的发展,具有深度考量的意义。