2030年德国工业4.0愿景

1、2030 年德国工业4.0 愿景【译者按】 2019 年 4 月，德国联邦经济能源部发布2019 年进展报告：德国 2030 年工业 4.0 愿景（以下简称愿景）。愿景从自主性、互通性、可持续性三个方面描述了全球数字生态应具备的要素，并阐 述了实现愿景的重点任务，旨在为德国各相关方制定下一步计划提供方向。愿景认为，工业 4.0 将重塑全球网络化价值创造体系，并改变价值创造方式。德国应借助灵活的全球网络增值系统，加快数字化商业模式应用， 进一步巩固全球工业 4.0 装备供应商的主导地位。赛迪工业和信息化研究院对该愿景进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。【关键词】 德国工业 4.0数字化愿景一

2、、前言八年前，“工业 4.0”一词问世。八年来，人工智能、区块链、5G 等技术扩展了工业 4.0 的功能，越来越多的全球工业企业将数字化生产、服务和商业模式付诸实践。重新审视工业 4.0 恰逢其时，全球数字价值创造体系是怎样的架构？应该是何种架构？ 过去一年间，工业 4.0 平台的专家共同设想了工业 4.0 未来模型。本报告展示了目前工业 4.0 在未来数字生态体系设计方面的成果及德国现有的设想。去年，德国强化了许多合作关系并建立了新的合作关系，表现出对外交流与合作的强烈意愿。国际合作表明，人类只有全面合作，才能共同应对工业 4.0 面临的挑战。同时，德国在应对信息技术安全、教育培训、商业模式

3、和法律等重大挑战方面，获得了突破性进展；在标准化过程中，也见证了管理机制所取得的成功。下面将具体论述 2030 年德国工业 4.0 愿景。二、2030 年愿景：概述自 2011 年提出最初设想以来，德国在实施工业 4.0 方面取得了重要的基础性进展。与此同时，工业 4.0 仍有巨大潜力尚待挖掘。数字化为德国奠定了坚实的国际竞争地位，并为德国经济和工业发展带来了巨大机遇。德国应进一步巩固全球工业 4.0 设备供应商的主导地位，促进工业价值创造，以确保就业带来社会福祉。然而，要实现这一目标，德国必须不断巩固其现有优势（创造更多工业价值、良好的科学和研究能力、强大的中产阶级、较高的教育水平等）。为巩

4、固国际竞争地位，应为欧洲设想一个多样化、开放和可持续的数字生态体系愿景，并将其作为工业 4.0 创新和应用不可或缺的一部分。这有利于大中型供应商和用户充分挖掘工业 4.0的潜力。我们认为，工业 4.0 的核心由三个密不可分的战略行动领域构成：自主性，这是数字商业模式竞争力的有力保证。互通性，打造合作和开放的生态体系，兼顾多元化和灵活性。可持续性，实现现代工业价值创造，确保高品质的生活。愿景的上述行动领域拥有广泛的社会共识，并为商业、科学、政治和社会各参与方的下一步行动提供方向。愿景将德国的工业和商业视为其国际竞争力的主要支柱，并提供了一个交流平台，期望欧洲和全球合作伙伴就共同设计数字生态体系等

5、问题进行公开对话。本报告首先强调了数字商业模式对全球网络增值系统的竞争力和可持续性具有不可替代的作用；然后，按照愿景的三个行动领域进行阐述，并介绍了相关工作组的成功自主性技术开发安全数字基础设施互通性监管框架 标准和整合分布式系统和人工智能可持续性良好的工作和教育气候保护和循环经济社会参与和贡献。最后，总结了中小企业向工业 4.0 转移的具体做法和国际合作经验。图 1：塑造全球数字生态体系三、数据经济的数字化商业模式价值链越来越多地呈现出全球网络化趋势，基于数据的服务 已成为价值链中不可或缺的一部分。以“基于服务”的模式为例： 轮胎不再通过销售，而是通过一定条款使用。对于客户而言，这 不仅意味

6、着降低使用成本，还意味着降低融资风险。制造商在负 责相关维护工作的同时，可以记录和评估轮胎的使用数据，更好 地了解客户需求，进而优化报价并相应地调整产品供应，从而获 得更高的利润。增值元素越来越多地从生产转向基于数据的服务。在流程和业务合作中，平台的价值日益凸显。无论企业目前如何成功，数据和服务在价值创造中的重要性呈指数级增长，迫使企业严格审视其传统商业模式，并研究这些传统商业模式在未来的可行性。为了将数据引入价值创造网络，不仅需要收集和共享数据，最重要的是，人们必须认识到数据的价值。（一）相关成就“工业 4.0 的数字化商业模式”工作组成立一年后，便在汉诺威工业博览会上发布报告，重点论述了数

7、字化商业模式面临的机遇和挑战，并收集整理了来自德国工业的 22 个数字化商业模型实例。研究成果和建议包括：数字化商业模式是实现竞争差异化的基础。对数字化商业模式来说，仅靠一家企业将无法实现竞争力。巧妙协调价值创造网络，实现各合作伙伴的多赢合作是获 得成功的关键因素。致力于打造智能产品使用服务。通过智能产品与在线服务的结合，即利用产品使用过程中生成的实时数据，形成新的价值创造模式。新的组织技能对实现技术适应能力和商业模式的实施至 关重要。例如，多头盈利将成为企业的重要能力。自 2018 年 3 月成立以来，该工作组以各种形式推动了相关讨论，如会议论文、新闻文章、视频博客、推文、网站热帖等，并发表

8、了三篇颇有份量的论文：“数字化商业模式创新驱动因素”一文讨论了成功要素。成功的数字化商业模式应能利用技术突破将新的价值主张商业化。因此，公司必须“多头盈利”。在制定数字化战略时，应优化现有业务，并创建数字化愿景，将工作重心放在潜在客户的个性化需求上。在另一份论文中，由弗劳恩霍夫研究所 IMW 领导的专家研究了“企业传统商业模式数字化转型发展路径”。工作组与 50 多家国际工业企业合作，发现了企业在数字化转型过程可以遵循的五条发展途径：数字元素、连通性、将产品视为服务、具体应用和数字平台。在第三份论文中，该工作组分析了德国数字平台现状。在德国，许多工业企业正在扩充其 B2B 平台，但这些平台的规

9、模仍需进一步扩大。（二）未来任务该工作组议程中有三个主题：一是专家需要确定成功实施数字化商业模式的基本要素。二是重点探讨数字化商业模式的融资和收入机制，需要收集具体示例加以进一步分析。三是研究数字化商业模式对领导、组织和合作的新要求。（三）“工业 4.0 商业模式”工作组数据、平台、技术和客户新的预期，所有这些因素正在改变 制造企业的价值创造模式。增值因素越来越多地从生产转向数据 驱动的服务。新的数字化商业模式正在出现。这些商业模式的可 持续性决定了企业的成功。数字化商业模式的发展面临哪些挑战？ 创新的动力是什么？企业的文化和组织如何变革？工作组对上 述问题都进行了回答。工作组设定的目标是，了

10、解数字化商业模 式的架构和动态，并提出行动建议。四、2030 年愿景：自主性作为指导原则的自主性强调市场中所有参与者享有自主、独立决策和公平竞争的自由，包括商业模式的定义和设计，以及工业 4.0 生态体系内个人的购买决策的自主性。（一）全球工业 4.0 生态体系中的自主性要素1、数字基础设施具有价值创造网络的动态配置，甚至跨越企业界限的强大自主性基础设施对价值创造网络起着关键作用。这种基础设施架构必须对所有参与者开放，并且不能有限制性条件。具备自主性的数字基础设施决定了对工业 4.0 生态体系的访问权，保证了市场主体的多元化。作为一项战略资产，具有弹性的基础设施可汇集跨境和跨行业获取、交换、分

11、析和应用数据所需的所有交叉需求和服务。2、安全数据保护、信息技术和信息安全是工业 4.0 的先决条件，也是全球数字生态体系的合作基础，对实现工业和社会价值具有重要意义。在所有相关的挑战中，安全性是工业 4.0 实现高度互信的基石。企业、员工和个人比以往任何时候都更需要保护数据， 并且能够自信地决定他们数据的用途和确保其数据“被遗忘”的权利。3、技术开发在数字化工业体系的核心领域进行基于技术的研究、开发和 创新，是实现工业 4.0 自主性的基本要求。除了技术开发外，在设计理念中必须融入数据保护和安全性，以及可持续性和互通性。同时，应确保价值创造生态体系中的所有参与者都能从技术发展 中受益。（二）

12、自主性领域工作组开展的相关工作和讨论1、全球安全数据交换下述设想颇为诱人：客户可以在在线配置器中自己设计跑鞋， 包括颜色、大小、脚形等。当客户点击“购买”，即在生产者的数字平台上开始拍卖：鞋品牌将订单授予具有能力并出价最低的工厂。鞋品牌将相关生产数据（CAM 数据）直接传输到工厂的机器人和 3D 打印机。这就需要合作伙伴之间建立信任。“网络安全系统”工作组正致力于解决 4 个关键问题，旨在确保全球工业 4.0 生态体系中的信息技术安全：安全的生态体系：无论在哪个国家和地区，全球生态体系都需要为所有参与者提供全面的安全架构。这需要统一的安全策略和适用于所有相关方的监管框架。工作组致力于将设计安全

13、作为首要原则，并与来自企业、计划和各国政府的国际合作伙伴通力合作，使技术、组织和监管要求具有互通性。安全通信：在行业、人力、机器和软件应用程序组成的网络中，可实现大规模交互和数据交换。但只有在技术交流机制确保所有参与者能够进行安全通信的情况下才能实 现上述设想。工作组制定了安全通信的技术要求，并勾勒和评估了解决方案。安全身份：为了安全实现数据交换，必须清楚了解数据的发送者和接收者的真实身份，并了解他们有权发送和接收相关信息。该工作组概述了安全身份的基本要求，并从政府和行业获得了行动建议。可信赖性：数据交换和参与者互动的基本前提是建立互信。只有在可信赖的合作伙伴之间才能促成数据交换。在整个价值链

14、中，可信度成为企业活动的定性决策标准。工作组研究了如何证明或评估数据的可信度，以及系统和流程的正确性、不变性和完整性如何推动可信赖性等问题。工作组的专家研究了工业 4.0 中人工智能安全方面的问题。他们强调指出，人工智能有利于改善工业网络的安全性，但也讨论了人工智能带来的新的安全风险。最后，与会者为制造商、集成商和运营商以及政府决策者提出了行动建议。基于应用场景 “状态监视和参数化”，人们开发了用于跨企业通信的 OPC 统一架构（OPC UA）的安全使用要求。平台专家及其合作伙伴提出并评估了潜在的解决方案。国内生态体系通信身份可信赖性信任中心软件认证机构CA机器人工企业跨企业国家A.信息技术安

15、全相关的法规国家B.信息技术安全相关的法规A国的跨企业网络B国的跨企业网络国际图 2：国内和国际工业 4.0 生态体系中信息技术安全的四个核心领域2、未来任务在“参考架构、标准和标准化”工作组配合下，基于结构原理，需要创建用于管理层交互的应用程序编程接口（API）。另 外，还应对必要的基础结构元素加以描述。到 2020 年，在日本的机器人革命计划（RRI）的验证计划中， 将尝试在两大洲客户和供应商之间建立业务联系。在此之前，必须确定自动签订合同和数据交换的条件，并讨论潜在的解决方案。在“基于价值的服务”的应用场景中，中国信息通信研究院制定了安全要求，以实现中国和德国在工业 4.0 方面的沟通与

16、合作。3、“网络系统安全”工作组来自世界各地的生产商、供应商和客户在网络化生产中将进行大规模的数据交换。实现这一目标的核心前提是信任：只有建立互信的合作伙伴才有意愿交换数据。这使信息技术安全成为工业 4.0 的前提条件，也是企业重要的品质特征。拥有可验证的信息技术安全措施的企业才能成为数字生态体系中可信赖和受欢 迎的合作伙伴。因此，决策者必须牢固树立信息技术安全意识，并按照国际标准将这一内容纳入员工考核。在开发和运行网络化生产方面， 必须将信息技术的安全性作为重要的质量特征。为推动网络化生产流程的实施，工作组提出了相关解决方案、行动建议和具体应用示例。五、2030 年愿景：互通性将不同参与者灵

17、活地纳入到价值网络是工业 4.0 中数字化业务流程的核心内容。为设计这种复杂的、分布式价值网络，实现所有参与者的互通性是关键。一方面，只有实现了高度的互通性， 生态体系的所有合作伙伴才能充分参与，并确保实现跨企业和跨行业的直接运行和流程组网。另一方面，具有互通性的结构和接口使制造商和客户能够无障碍地参与数字增值网络，并最终催生新的商业模式。（一）全球工业 4.0 生态体系中的互通性要素1、标准和整合工业 4.0 中，为实现个人与系统解决方案的全球整合，很大程度上取决于人们能否全面而持续进行标准的制定。统一标准能极大地促进全球整合，并为互通性提供基础。重要的是，人们必须利用这种统一标准的核心竞争

18、力，并根据数字生态体系的要求加以进一步发展。对数字化世界来说，不仅应具备跨行业的参考架构并建立管理层，还需要进行进一步简化和巧妙设计，从而不断迈向“工业 4.0 的标准 USB”。2、监管框架在一个开放的生态体系中，为确保所有参与者在公平和平等条件下建立联系、互动与合作，需要制定国家、欧洲和国际层级监管框架。重要的是确立治理规则并进一步发展创新体系，同时也要兼顾数据的自主性和安全性，以及员工和个人的利益。3、分布式系统和人工智能具有嵌入式智能的分布式自主系统在工业价值创造（B2B） 的数字生态体系中比在 B2C 业务模式中更为重要。在具有标准化架构的良好网状生态体系，透明地使用和链接各种机器和

19、用户数据，有助于借助人工智能技术开发新的商业模式。（二）标准和整合：为互通性系统创造基础自动叉车能在货架上存放货物，智能机器能独立协调生产过程并订购消耗品。当人、机器和产品直接联网并在数字生态体系中灵活平稳地协同工作时，就会涌现多功能的数字商业模式。但前提条件是整个生产和价值链中具有互通性的系统。因此，工业平台正在努力实现工业 4.0 生态体系内的连通性。例如，该平台开发的工业 4.0 参考架构模型（RAMI 4.0），已成为德国工业标准和国际标准。该平台还通过试点项目和规范引入了管理层的概念。1、相关成就：奠定工业 4.0 生态体系的基础在过去 12 个月里，“参考架构、标准和标准化”工作组

20、及其现有的 8 个分组一直在努力开发开放化的标准，并取得巨大成功。2018 年 11 月，工作组构建了工业 4.0 生态体系的基础平台，并描绘了资产智能网络的蓝图。借助一系列出版物，该平台的专家详细介绍了企业如何借助管理层实现资产（生产中的硬件和软件） 组网。该平台为构建数字生态体系奠定了基础，使所有资产都具有了互通性。企业和开发人员可以自己设置管理层并创建其资产的虚拟副本。在该出版物中，工作组描述了一种技术中立的 UML 模型，其中包含所有必要的信息，XML 和 JSON 中的第一种交换格式，以及满足网络安全所需的访问概念。2、观点：系列出版物“管理层详解”第一部分只是一个开始在一系列出版物

21、中完整介绍了管理层这一概念。第一部分公开出版物将在未来几个月内逐步加以完善。该出版物的完整标题是：“行政管理层详解（第一部分）：工业 4.0 价值链中合作伙伴之间的信息交流；发布版本 V1.0”。该出版物介绍了如何准备和结构化管理层中的信息，以便将其作为一个涵盖所有信息的文件包，从一个伙伴传递到另一个伙伴。（三）纵览：使用生产中的数据：管理层概念的实地测试这一年，工业 4.0 平台在现场测试方面也取得了成功。 “参考架构、标准和标准化”工作组已经成功地将管理层及其子模型进行了示范性演示，该演示装置分两个阶段开发，每个阶段都展示一个场景，并以此激发工业 4.0 所有先行者的灵感。应用场景配有详尽

22、的介绍，以方便人们理解并自我实验。相关资料总结了管理层的关键方面，并讲解了用户如何自己开发通用、用于特定资产和自由子模型。除了管理层结构之外，具有标准化内容的子模型是企业必须满足的先决条件，以便在其生产中和其他领域创建互通性的综合系统。同时，该出版物为演示装置提供了部分规范，并服务于工业 4.0 平台，以验证和实施“管理层详解”描述的指令和定义的结构。在传送带上可传送不同形状的物品。传感器可以识别这些物品并将其分类到特定订单的分拣箱。简单的物流方案所包含的内容远不止看上去那么简单。演示装置的所有组件以及分拣系统本身都有一个管理层。该演示分为两个阶段，并在 2018 年和 2019 年的汉诺威工

23、业博览会上展出。场景 1：传感器和定位系统（电机）的管理层可在后台显示和汇总相关流程数据并计算关键绩效指标。这些数据又被转送给传输带的管理层并用于状态监测。在管理层中，定义了通用（标识、文档） 和自由子模型（过程数据）。场景 2：协商场景展示了在没有更高级别、全知系统（例如 MES）情况下，分拣系统的管理层如何独立处理订单和与客户协商。例如， 分拣系统接受新订单，考虑已有订单，处理这些订单并根据情况创建报价。资产智能网络（AIN）SAP Leonardo（物联网解决方案）TM：识别资产TM：技术数据表TM：文档资产（VDI 2770）TM：识别资产TM：技术数据表TM：流程数据资产TM：文档资

24、产（VDI 2770）边缘网关光纤距离传感器（测量距离）超声控制分拣箱分拣箱TM：识别资产现场总线模块TM：识别资产TM：流程数据资产电动导流板定位机械输送带TM：识别资产TM：流程数据资产TM：识别资产TM：技术数据表TM：TM：功耗TM：识别资产TM：技术数据表TM：状态监测TM：文档资产（VDI 2770）图 3：管理层实际运行原理示意图1、“参考架构、标准化和标准”工作组行业标准化并不是一种全新概念。然而，工业 4.0 带来了一个重大变化，部分用于规范生产的标准已不再足够。由于实现了网络化生产，因此标准必须包括硬件和软件、用户和供应商行业， 以及从产品设计到回收的整个过程。只有这样，数

25、字生态体系中的不同组件才能顺利地实现协同工作。 “参考架构、标准和标准化”工作组为统一、开放的标准奠定基础，并将其理念带入国际标准化进程。（四）实现工业 4.0 的权利1、引言佩特拉（ Petra） 女士在网络工厂工作。她的任务得到了Max-3000 这个半自动机器人的帮助。Max-3000 的屏幕总能准确显示佩特拉现在需要的信息。这个机器人陪伴着她完成各个工作步骤。佩特拉喜欢这样的工作配合。她不知道的是，Max-3000 存储着有关她工作速度和工作质量的信息。数据驱动的辅助系统可以减轻人们日常工作的负担。收集的信息不仅可以优化生产流程，实现跨企业的网络化，并使其越来越具有自主性。但这也提出了

26、一个问题：谁拥有这些数据？谁有权使用这些数据？如何保证个人信息的安全？“法律框架”工作组试图解答上述问题。2、相关成就过去一年中，“法律框架”工作组主要着眼于应对反托拉斯、区块链和人工智能的问题。三份研究论文从法律角度阐述了这些问题带来的挑战，同时提出了行动建议。概述如下：反托拉斯：谁与谁能进行合作，以及合作条件是什么？拥有数据访问权对增强市场竞争力有什么重要意义？何时 可能存在误用？谁负责自主学习系统与反托拉斯相关的 行为？区块链：在国际背景下参与区块链的法律规范是什么？智能合约在区块链范围内可以发挥什么作用？权利和货物如何通过区块链传输？区块链中的个人数据必须满足哪 些数据保护要求？人工智

27、能：是否有必要引入一个拥有自己权利和义务的新法人实体？鉴于人工智能系统的使用及其在工业 4.0 中的进一步发展，欧盟通用数据保护条例需要进行哪些适 当调整？谁负责证明由人工智能（因果关系）造成的损害？ 人工智能是否有可能创作出涉及版权层级的精神产品？2019 年 3 月 14 日，工作组还与德国联邦经济事务与能源部一起组织了一个专家交流日。以“工业 4.0 与法律”为主题，约130 名来自各行各业的专家讨论了人工智能对现行法律的影响以及未来律师面临的挑战。3、下步计划接下来，工作组将讨论可持续性问题。专家们从法律角度论述可持续发展和工业 4.0 问题。4、“法律框架”工作组工业 4.0 应用正

28、日益改变着业务流程和业务模式。这意味着许多企业将面临新的挑战：现行法律如何应用于数字化生产？合同、反垄断行为、数据使用和责任方面的模糊不清阻碍企业向工业 4.0 的过渡。工作组旨在确保合法实施工业 4.0。为此，工作组分析了德国和欧洲的法律现状，并提出了政府和企业的行动方案。旨在使企业向数字化转型中，消除法律的不确定性。（五）人工智能有助于应对复杂环境生产链和整个工厂持续在生成新的数据：能耗、机器温度、产品质量等。当大量数据堆积起来且流程变得混乱时，人工智能可以借助大量数据识别内在关系，实现化繁为简。当信息成为结构化数据，知识就能实现增值。1、相关成就人工智能项目组自成立以来一直致力于人工智能

29、对工业生产影响的研究。该项目组汇集了工业 4.0 平台的各种视角，如律师、工程师、安全专家、信息技术专家、人力资源专家等，致力于跨领域问题的研究。此外，来自平台学习系统的专家及对联邦经济事务与能源部技术计划“智能服务世界 II”的研究为项目组提供了相关专业知识。第一个成果是“技术方案：工业 4.0 中的人工智能”。在该文中，专家们论述了人工智能带来的新的可能性。自主化程度描述了借助人工智能从手动到自动的工业流程设计的可能性。自主化程度并非为了评级。相反，自主化程度的差异表明了目前需要采取行动的地方，以及未来将会面临哪些问题。这种分类方式有助于人工智能应用的讨论，并为未来的行动建议提供基础。项目

30、组欢迎企业参与该问题的讨论，以便确定对价值链的影响并做出自己的决策。出版物“工业 4.0 安全方面的人工智能”描述了 2019 年春季上述问题的现状，旨在使行业专家和政府决策者对人工智能技术及其应用有个基本了解。专家强调指出，人工智能有利于工业网络安全，同时也论述了人工智能带来的新的安全风险。最后，向制造商、集成商和运营商以及政府决策者提出了行动建议。“法律框架”工作组还讨论了人工智能的主题。该工作组的专家在其出版物“工业 4.0 背景下的人工智能和法律”中评估了现有法律规范是否足以应对人工智能带来的问题，并提出了行动建议。2、未来任务未来几个月，工业 4.0 平台将探索人工智能如何影响其开发

31、的十种应用场景，并提出切实可行的行动建议。在人工智能与机器学习方面，人力资源工作小组强调，再教育和终身学习在网络化行业中变得越来越重要。人工智能辅助系统可以帮助员工获得必要的技能。3、“技术和应用场景”工作组技术不断发展，并转移到新的应用领域。企业必须保持灵活性，追求不断变化的目标，这是“技术和应用场景”工作组研究的新主题。工作组积极参加专业会议并与专家交流。在此基础上， 他们对各项发展进行了评估并将其整合到工业 4.0 平台中。工作组将人工智能视为重要的研究内容，并在 2019 年汉诺威工业博览会上展示了第一批成果。技术应用场景使抽象概念和重要思想变得可视化，展示了工业 4.0 的技术和各个

32、方面（标准、安全性、工作等）如何相互作用，以及如何给使企业和客户带来收益。级没有自主性，在不借助任何帮助的情况下，人力独立完成控制。级在某些功能商提供协助，人类始终负责并做出所有决策。级自主性具有清晰的禁区，总是人类负责并设定（分）目标。由系统进行环境监测级在更大领域内具有分布式自主性，在出现问题时系统发出警告，对提议的系统解决方案，由人类加以确认或作为后备。在某些限定系统内，系统能主地和自级适应地进行工作，在紧急情况下，人类可以进行监视或采取行动。在所有领域实现自主运行，在不断变级化的系统边界中能够实现合作，可以不需要人工介入。图 4：行业的自主水平六、2030 年愿景：可持续性经济、生态和

33、社会可持续性是社会重要的价值取向。一方面， 工业 4.0 中包含了上述内容，另一方面，工业 4.0 能推动可持续发展。实施工业 4.0 带来的创新生态体系为可持续性提供了肥沃的土壤，同时也实现了工业 4.0 本身的可持续性，最终将有助于维持社会生活水平。（一）全球工业 4.0 生态体系中的可持续性要素1、良好的工作和教育工业 4.0 以人为中心，为进一步改善工作条件做出了重要贡献。凭借创新的设备工业和具有国际竞争力的用户，工业 4.0 有助于保持较高的就业水平。溢出效应和倍增机制能带动其他行业的发展。良好的劳动力教育水平为终身学习提供了稳定基础，同时，众多的再教育机会为按需培训创造了条件。人们

34、必须积极推动教育发展，以便能满足不断变化的技能要求。2、社会参与工业 4.0 意味着整个社会的转型，这为每个参与者带来深远的变化。总体目标是，工业 4.0 在工业和社会创新意义上不仅对这些参与者提出了挑战，最重要的是，也开辟了新的机遇。这种社会变革不仅需要企业层面的密切合作，还需要所有利益相关者的参与和共同决策。从个别企业的社会伙伴关系对话开始，在整个社会范围内，实现跨企业和跨部门合作，从而将数字技术和人工智能融入人们的日常生活。3、气候保护工业 4.0 有助于进一步挖掘资源效率的潜力，结合建设性和程序性方式，可以在整个产品生命周期实现材料循环。借助以服务为导向的商业模式，产品成为服务的载体，

35、将得到制造商更多的关注和维护，因此，制造商有动力在设计阶段就能注重并实现产品的可持续性。由此看来，工业 4.0 是实现循环经济及保护环境的关键推动因素。（二）未来的资格认证数字化从根本上改变了工业界的工作方式。工业 4.0 带来了结构性变化，也影响了对员工的要求。在再教育领域需要付出巨大努力，以确保源源不断的技术工人供应，使他们在带来更高的工业增加值的同时，也拥有良好工作环境和安稳的工作。联邦、州和地方政府为员工的资格认证设定了框架，并通过 不同的计划和工具提升人员素质。公共框架，特别是国家培训战 略框架目前仍在论证中。商会和社会各方应参与培训框架的制定， 特别是在职业培训领域，共同参与有助于

36、共识的达成。同时，再 教育也是企业和员工的责任。即使在一个良好的法律或集体协商框架内，也同样需要定性和定量培训的模式。再教育的需求和再教育方法无法依靠外力加以确定和最终优化，这取决于企业决策者的价值观、偏好和目标，以及员工条件。因此，不存在“包治百病”的解决方案。2018 年秋季，“工作、培训和再教育”工作组召开研讨会， 其中分析了与资格认证相关的变化，并兼顾了新的发展变化，以及利益相关者的期望和各利益相关方的行动需求。在这次研讨会上，成立了“再教育 4.0”工作小组。根据众多企业的经验，“再教育 4.0”工作小组确定了数字化行业中可持续教育的成功要素，这具有经济和社会意义。通过六个维度，可以

37、定义成功主要标准，具体如下：组织、文化与指南战略人员规划、能力管理培训组合、提供者管理与形式成为“学习型组织”在工作过程中学习数字基础设施在下一步工作中，该小组将通过访谈，以文件形式发布研究结果。一方面，应与研究咨询委员会联系，以确保不形成双重结构；另一方面，与德国联邦教育与研究部进行总体交流。这有利于开发参考模型 4.0 的长期目标。成功因素包含.员工网络参与导向，并建立激励机制，实行制度 化，良好的沟通、共同决策/改革管理企业/技术战略， 简化职业（数字化）能力培养模型，自我决策外部培训提供者社交学习MA内容，并以交互方式影响学习高管以身作则？准备持续学习用于正式和非正式学习的数字化门户网

38、站创建实验空间引发好奇心容错文化图 5：企业良好再教育的成功因素（三）未来的工作形式工业 4.0 也在改变人们的工作和组织方式。机器人和计算机可以承担的工作越来越多，人类可以做更为重要的事情。为了员工和企业的利益，平台工业 4.0 希望让人们希望灵活地工作，这也能确保德国经营环境的吸引力。灵活的工作必须与员工的专注力和韧性相结合。从这个意义上讲，灵活工作也是健康工作，人们应认识到个人存在的自身限制和现有法规及保护性法规的作 用与价值。“工作、培训和再教育”工作组成立了“智囊团”工作分组。其目标是确定人们希望的新的工作形式。分工作组首先确定了灵活性的三个层次：个人、组织和组织间的合作。通过对这些

39、不同层次具体项目的访谈，记录了存在的障碍和程序，并给出了灵活工作的第一个定义。此外，该工作小组正计划举办一个活动，以便以低门槛的方式尝试和体验新途径，同时确定未来工作形式的关键问题和解决方案。“人工智能与机器学习”工作组与“工作、培训和再教育” 工作组合作，重点研究人工智能对未来工作的影响。例如，人员分析、生产自动化对未来工业企业和管理领域有哪些影响？众包方式对整个社会有什么意义？该工作组希望通过对相关讨论进行客观评估，分析实施案例并确定行动领域。为此，小组确定了一个目标：2019 年秋季召开人工智能会议，通过对实施案例进行分析，揭示人工智能面临的困难和挑战，从而破除人工智能的神秘化，并了解人

40、工智能对当代科学、商业和政府的作用与价值。（四）“工作、培训和再教育”工作组工业 4.0 正在改变着工作的世界。新的工作领域正在涌现， 旧的领域正在发生转变。因此，必须重新设计培训、再教育和就业模式。只有每个人，从企业家到员工，都参与变革过程，向网络化产业的工作过渡才会成功。工业 4.0 平台的专家将企业管理和工作委员会的教育管理者聚集在一起，共同研讨有关工作、培训和再教育的关键问题。“工作、培训和再教育”工作组的目标是，主动塑造即将到来的变革和社会合作伙伴关系。七、向中产阶级转型的具体实践（一）工业 4.0 网络转型1、德国定位：“顶尖”创新能力，积极转型世界经济论坛的全球竞争力报告中德国的

41、创新能力排名第 1 位。然而，在“信息和通信技术的应用”方面，德国却位居第 31 位。特别对中小企业来说，将相关技术转化为应用的范围、效率和速度，是实现创新附加值的关键因素。在这方面，德国仍存在很大进步空间。网络转型是一项重要的经济政策举措，旨在将工业 4.0 创新带来的效率和速度转化为中小企业应用。通过网络转型，联邦经济事务与能源部和联邦教育与研究部积极推动转型和协同效应。 合作伙伴的共同目标是：凝聚力量、共享资源并将更多的中小企业联系在一起。这最终将使所有中小企业受益。工业 4.0 平台通过其自有产品，如工业 4.0 在线地图、在线图书馆或工业 4.0 指南，也在积极为此项工作做贡献。该平

42、台与德国工商总会的合作路线为“Industrie 4.0Mittelstand”，已经进入了第四个年头。全国已进行了 50 多次活动，到 2019 年，将完成 20 多项计划。网络转型正在开发新的协同项目。去年启动了以下新项目：中型企业的大量现场报告，他们将整个转型过程呈现给工业 4.0（“案例研究”）。这些示例能以清晰的方式呈现， 包括照片和视频文档。正在编制工业 4.0 相关技术和转型主题的目录。为此，创建了 100 多个条目，这些条目与示例性应用或科学设施相关联，从而形成网络知识库，例如，为转型参与者提供全面服务，中小企业可以利用这些服务发现新的机遇。联邦各州加强了交流，已汇编 100

43、多个针对具体国家的出资方案，并相互进行交流。由于反响良好，最初仅仅计划进行一次的交流活动将变为持续性活动。最近几个月，网络转型越来越多地专注于专业内容的转型，尤其关注管理层的转移。这为中小企业在全球竞争中将自己定位为创新先锋带来了前所未有的机遇。 然而，问题依然复杂：企业需要哪些信息？需要说服企业哪些内容？企业需要哪方面的支持？对于几个合作伙伴来说，这些问题足以让他们的尝试遇到“瓶颈”。通过总结经验教训，现在开发了适合中小企业的形式和内容，以便将管理层打造成为中小企业战略性创新的核心。经验丰富的合作伙伴正与研究咨询委员会共同研讨如何通过现有机制和形式进一步实现转型等问题。网络转型与科学相结合将

44、成为整个创新系统转型的核心动力，此举有助于使德国成为工业 4.0 创新和应用生态体系的典范。（二）业务支持服务1、工业 4.0 地图：应用示例和案例工业 4.0 平台的在线地图包含 360 多个德国工业 4.0 案例。此外，该地图还涵盖 76 个测试中心，企业可以在这些测试中心探索、测试和开发其工业 4.0 应用。还有 66 个网络、集群、中心和计划，提供非商业信息和咨询服务。2、工业 4.0 指南：数字化转型的路标工业 4.0 指南旨在提供方向，列出了能力中心、区域网络、联邦（州）计划和许多其他转型推动因素，同时内容在不断更新。因此，企业可以快速了解工业 4.0 支持服务的概况。3、工业 4

45、.0 在线图书馆和研讨会系列 I4.0Mittelstand：提供专家知识通过在线图书馆，可以访问平台内容和指南以及合作伙伴的出版物。图书馆总共有 130 多种出版物可以免费下载，范围涵盖工业 4.0 主题的介绍性文件到高度专业化文章。在上述平台，企业可以与平台上的专家进行实际交流，并讨论数字商业模式、数据和信息安全或标准等问题。八、国际活动（一）工业 4.0 平台是国际中心和相关讨论的推动者在众多双边和多边合作中，该平台主要涉及面向未来的问题， 并推动关于生产数字化转型的国际讨论。国际交流活动涉及愿景的行动领域，旨在推动共同制定解决方案，并将平台活动转化为联合行动。自平台开通以来，关键词“互

46、通性”一直是热议的话题。首要问题是，如何推动开放和互通性的国际标准。除协调各种参考架构外，专家们现在还关注信息技术安全方面的标准。其中一个亮点是，2018 年 5 月，举办了“协调全球力量保护全球工业价值网络”全球安全专家会议。为期两天的会议重点关注信息技术安全和跨境数据流的可信度问题。来自中国、德国、法国、意大利、日本、美国、欧盟国际代表，以及各部委、监管机构和行业计划组织参加了讨论。相关成果以会议手册的形式对外发布。以下是在国际合作方面内开展的活动：1、日本：机器人革命计划去年，日本机器人革命计划（RRI）和日本产经省（METI）最为活跃。早在 9 月，Jrg Hofmann （IG Me

47、tall 主席和平台执行委员会成员）参与了机器人革命计划未来工作研讨会，并介绍了德国产业工人的观点。10 月，该平台的一个主要代表团参访日本。作为日本高新技术博览会议程的一部分，德国大使馆主持召开了工业 4.0/互联产业全球研讨会。“2018 年机器人革命和工业物联网国际研讨会：世界机器人峰会”讨论了“工业物联网未来形象和连接世界的国际标准”这一主题，提出了基于服务的用户场景， 以及信息技术安全和数字业务模型，最后以数字商业模式研讨会结束了整个参访行程。在“协调全球力量保护全球工业价值网络”工业 4.0 会议中， 日本是最大的国际代表团之一，日本机器人革命计划和日本产经省的代表作为前期联合工作

48、成果，提出了一份立场文件：促进工业 4.0 安全的国际合作。专家讲习班和德日商业论坛计划在 2019 年汉诺威工业博览会上联合展出。2、美国：汉诺威工业博览会的工业 4.0 美国平台该平台于 2019 年 9 月在芝加哥展出，并邀请了美国相关单位参加研讨会。美国制造业网络和制造业领导委员会利用这一机会与德国专家建立联系，并交流最新活动。工业互联网联盟（IIC） 也参与了相关活动，平台与美国国家标准与技术研究所（NIST） 保持了三年的密切合作关系。互通性成为主要议程，也是双方的共同优先事项。专家们就大西洋两岸的标准化需求交换了意见， 提出了工业 4.0 参考架构模型，并将国际产业关系协会和管理

49、层之间的接口作为解决方案。一年来，与工业互联网联盟的合作转向新的架构，以便更快地处理相关主题。通过数字双胞胎计划，将边缘计算、信息技术安全和测试平台纳入交流主题。3、中国：确定新的主题在工业 4.0 领域，该平台推动了德国和中国的多元化合作。2015 年，联邦经济事务与能源部同意与中国工业和信息化部合作开展工业 4.0 项目。根据相关协议，2018 年 11 月，在北京召开第二届中德智能制造及生产过程网络化合作副部长级会议上，德国 和中国企业就两国实施工业 4.0 项目框架进行了热烈的交流讨论。现有的讨论也在持续扩大，纳入了机器人、人工智能等新主题。会议结束后，工业 4.0 和智能制造工作组会

50、见了约 80 名德国和中国企业代表，并决定尽快编写一份报告，提出政策建议。在 2019年汉诺威工业博览会期间，相关交流活动还将继续进行。在研究领域，德国联邦教育与研究部在工业 4.0 和智能服务领域建立了德中合作。2018 年，启动了四个联合研究网络。这些项目面向德国企业的需求，并为随后的具体实施开发提供解决方案。同时，自 1979 年以来，德国和中国在德中委员会标准化方面就展开了合作。2015 年，在工业 4.0 领域的标准化工作方面开始合作，目标是共同制定标准和规范。4、欧洲：德国-法国-意大利之间的三边合作在欧洲层面，德国工业 4.0 平台、法国工业联盟和意大利商业计划 4.0 正在进一

51、步加强三边联盟（TRICOOP）的合作，实现工作层面的持续交流，正在进行标准化、中小企业支持和政治框架三个工作组的交流合作。在标准化和中小企业方面，建立联合项目，旨在验证现在正在启动的管理层项目成效。5、下一步合作工业 4.0 平台和“墨西哥 4.0 平台”已达成合作协议，计划于2019 年在墨西哥开展更多活动。德语国家之间的合作，即德国工业 4.0 平台、奥地利工业 4.0 平台和瑞士工业 2025 计划的合作已经初见成效。10 月，与荷兰“智能工业计划”将签署合作协议， 计划在测试中心领域开展合作，并在首届联合会议上正式启动。 澳大利亚前工业特别工作组已变更为工业 4.0 先进制造业论坛，

52、并在 2019 年汉诺威工业博览会期间进行了数字商业模式的专业交流。与韩国始于 2017 年的交流活动将继续进行。此外，德国还与欧盟委员会、世界经济论坛和包括欧盟各国在内的许多其他国际伙伴进行交流活动。（二）（国际）国家标准工业 4.0 平台下“参考架构、标准和标准化”工作组正逐步为开放的工业 4.0 标准奠定基础。三个主要行业协会：德国新媒体协会、德国机械设备制造业联合会和德国电气和电子制造商协会与工作组的理念密切契合，并成为推动因素。德国电气和电子制造商协会采用了相似的平台结构，并建立了“模型和标准”。 德国机械设备制造业联合会目前正在与企业专家合作开发通信协议 OPC 统一架构的所谓配套

53、标准。统一协议为特定行业创建词汇表，同时，实用指南定义了开发子模型的标准化方法。德国新媒体协会还涉足通信协议，并成为其“通信”小组的研究主题。此外，工业 4.0 平台还与工业 4.0 实验室网络（LNI 4.0）和工业 4.0 标准化委员会（SCI 4.0）合作，创建了从技术到工业 4.0 国际标准的转换。这种交流活动可以实现战略和概念、测试和标准化的响应流程。工业 4.0 实验室网络还与企业一道在其测试台进行了应用案例测试。然后“参考架构、标准和标准化”工作组又进行了更为详尽的测试，以确保测试结果能重新反馈给平台， 同时找到标准化工作存在的差距，确定相关需求并引导国际标准化机构就这些差距展开

54、讨论。由于与工业 4.0 标准化委员会的合作，德国工业的成果和利益得以与国际标准化组织捆绑在一起。 在未来，工业 4.0 平台将继续推动关于标准的国际对话，并加强与合作伙伴之间的合作。九、工业 4.0 平台（一）研究咨询委员会工业 4.0 研究咨询委员会召集了 19 位科学界代表和 12 位企业代表，以期就工业 4.0 平台问题向工作组和联邦部委提供独立建议。作为一个战略委员会，希望能进一步推动工业 4.0 的发展，并制定提升德国经济竞争力的工业 4.0 实施计划。在工业 4.0 平台工作组密切配合下，研究咨询委员会期待利用自身的科学和研究专业知识，不断完善工业 4.0 平台。研究咨询委员会成

55、员为工业 4.0 概念的工业应用提供科学的研究建议。在这一过程中，研究咨询委员会更加关注中长期目标。因此，研究咨询委员会致力于成为未来研究主题的灵感来源，并努力为工业 4.0 的实施提供咨询服务和建议，旨在结合现有的工业应用研究成果，提供有针对性的意见和专家建议。基于这一理念，研究委员会给出相关判断、研究灵感和行动建议。在研究咨询委员会成员的鼎立推动下，研究委员会不断向科学界和工业界，特别是中小企业、应用和装备行业进行知识转移。此外，研究咨询委员会还努力跟踪和评估工业 4.0 的整体发展情况，为相关研究课题提供新的建设性方案，并将研究成果转化为实用的行动建议。2019 年汉诺威工业博览会将发布

56、研究咨询委员会三项专家意见。研究咨询委员会成员还准备了一份备忘录，以期为德国进一步发展创新体系提供动力。此外，还将发布“工业4.0 工作验收和魅力”计划的初步成果，以及为支持中小企业引入和应用工业 4.0 进行的基于用户需求的初步研究。（二）工业 4.0 平台作为德国的网络中心，旨在促进生产领域的数字化转型在政府、行业、科学、工会和协会的密切配合下，来自 150多个机构的 350 多名参与者积极参加了该平台活动。作为最大的国际和国家网络平台之一，该平台为德国企业实施工业 4.0 提供支持，尤其注重宣传和推广各企业在实施工业 4.0 过程中积累的成熟经验。此外，该平台给出具体的行动建议，提供服务

57、和测试环境，致力于成为重要的推动力量。平台开展的众多国际合作突显了在工业 4.0 相关主题国际讨论中的巨大作用。（三）工业 4.0 平台参与机构（截至 2019 年 3 月）AABB 集团ABB STOTZ-KONTAKT 有限公司德国国家工程院（acatech） 埃森哲咨询有限公司admeritia 有限公司aicas 公司空中客车集团亚历山大冯洪堡互联网与社会研究所（HIIG） 阿里巴巴集团艾西斯腾德国公司源讯德国公司奥迪股份公司B巴斯夫股份公司巴伐利亚州经济事务、区域发展和能源部百通公司本特勒公司本特勒国际股份有限公司伯纳马特纳系统技术有限公司鸿鹄律师事务所宝马集团 伯格空压机博世力士乐博世软件创新公司博泽汽车零部件德国联邦信息安全办公室（BSI） 德国联邦印钞公司联邦总理府联邦司法和消费者保护部（BMJV） 德国联邦内政部德国联邦劳工与社会事务部德国联邦教育与研究部德国联邦经济事务与能源部德国联邦网络局德国工业联合会（BDI）联邦能源与水工业协会（BDEW）德国信息技术、电信和新媒体协会（BITKOM）C科里安特有限公司及两合公司D戴姆勒股份有限公司德国标准化委员会和德国电气工程师协会下属的德国电气电子和信息技术委员会（DKE）德国电信股份公司德国工商会（DIHK）