互动科普

德国制造业之所以能够保持着全球竞争力，关键在于他们采用了一种灵活、快捷的模式，可将大学实验室里的绝妙创意转化为工厂车间里的实用工具。

撰文 斯特凡·泰尔（Stefan Theil ) 翻译 王丹

目前，兰茨胡特的工程师正专注于宝马i3的研发，这款汽车若能在2013年如期上市，将成为全球首款采用轻质材料制成的、面向大众市场的纯电动汽车。

宝马i3的乘客舱完全由轻质的碳纤维复合材料建造而成，这部分工艺正是由米希尔和斯塔尔这样的学生及研究人员在慕尼黑的实验室开发而成。该工艺的核心创新之处在于，它可将生产汽车侧架这类复杂部件所需的时间，缩短至两分钟左右，使得高科技复合材料在工业量产中的应用成本首次降到合理水平。3台各重320吨的大型压力机（press），将树脂注入预先制作的碳纤维部件，对其进行加固。

宝马汽车公司表示，在复合材料的制作工艺上，他们领先于丰田、通用汽车等竞争对手。“我们在制作工艺上所具备的知识技能，绝非我们的竞争对手所能够轻易仿效的，”宝马汽车公司的项目主管安德列亚斯·莱因哈特（Andreas Reinhardt）说。

事实也许就是如此。技术创新的稳定输出——从大学、政府的实验室到宝马汽车公司这样的制造方，正是推动德国经济蓬勃发展的秘诀之一。在很长一段时间里，德国制造业曾被视作低等的金属加工行业而遭到轻视，然而这个行业却几近毫发无损地度过了金融危机。虽然德国工人的产出量是中国同行的10倍之多，薪水也是最高，但德国制造业的利润以及就业均未受到影响。面对中国与其他新兴国家的崛起，德国出口业却始终保持着自己的市场份额，就连美国在全球市场中的份额都已大幅下降。此外，德国工业的就业人数还在不断增加，这也是德国在今年5月的失业率仅有5.6%的原因之一——美国在同一时期的失业率则达8.2%（据经合组织数据）。德国制造业之所以一直保持着全球竞争力，就是因为他们的产品，就像这款宝马i3一样，完全是科学与创新的结晶。

德国取得成功的主要原因之一在于，他们能够利用本土的科学研究与专业技术，推动技术创新，并且专注于那些不易被同行仿效，或被廉价人工抢去生意的创新产品与工艺上，纺织业就是一个很好的例子。

和美国一样，德国也在很早之前，便被中国、印度、土耳其等造价更低廉的地区，夺去了大部分服装与布料生产业务。不过，德国公司依赖更加复杂的编织与纺织机械，趁着发达国家在低收入国家境内掀起的投资热潮，在全球市场上占据了主导地位。与此同时，德国还有很多传统纺织商纷纷涉足高科技领域，专门为汽车与航空部门供应工业纺织品。

如今，德国纺织业已身居复合材料研究的最前沿，他们与大学、政府的科研中心展开合作，共同研发将碳纤维扎成丝束的精密机械——如果不用显微镜观察，这些碳纤维丝束看起来与羊毛、棉线没有什么差别。倘若当年德国放弃了这一产业，如今由慕尼黑工业大学及其他实验机构研制出的新一代复合材料，便会缺乏足够的生产基础。

这项成果能否走出实验室进入市场，取决于大学机构与当今的高科技工厂在研究项目上的紧密合作。

德国制造商大多拥有充裕的研究预算，经常用来购买其他机构的研究成果。这和那些资助教职、或向大学捐助款项的美国企业不同，德国企业通常会提出他们希望解决的具体课题，以此寻求大学方面的合作。譬如慕尼黑工业大学的复合材料部门，便是由西格里集团（SGL Carbon）提供资助的，这家德国碳纤维生产商希望研制出最适合新一代制造工序的材料。另外，宝马汽车公司的在职人员名单上，也列有慕尼黑工业大学复合材料部门十几名博士生的名字，他们的学位论文正是关于宝马i3试制研究的一部分。设备制造商如库卡（KUKA机器人生产商）、曼兹（Manz复合材料压机生产商）等，同样深度参与了慕尼黑工业大学的相应研究。

德国有数十家理工科大学均建立了类似的高度合作网络。亚琛工业大学有20余家研究所专注于最先进的生产工艺，他们与机械制造商、机器人生产商、软件开发商等展开合作，开发出更加高效的制造工艺，让德国这样的高收入国家也能与中国等地区竞争。

目前，亚琛工业大学正在为参与该研究的数家合作企业修建一个耗资25亿美元的工业园。卡尔斯鲁厄理工学院专攻纳米技术和材料科学，该学院和巴斯夫集团（BASF）这样的德国化工企业龙头携手，共同设计多种新型材料，能够让电池更高效、更廉价地储存可再生能源的电力。德累斯顿工业大学的研究人员则联合芯片生产商和信息技术企业，正在开发能耗只有现有集成电路百分之一的电路。

德国政府也在当中扮演了十分关键的角色。在德国，国家会为基础科学领域的杰出实验室提供资助，马普研究所（Max Planck institutes）便是其中之一。

这家研究所的科研网络由80家机构组成，研究领域跨度极大，从粒子物理学到进化生物学均有涉及。不过，在经济方面取得最大成功的德国研究机构，则是弗劳恩霍夫协会（Fraunhofer Society）。该协会的科研网络是由60家技术中心构成，同时接受政府与企业的赞助，因此研究课题严格由市场因素主导。

弗劳恩霍夫协会的年度预算高达25亿美元，加之拥有专利授权的收入，其财政状况相当宽裕，这些收入大多得益于他们在20世纪80年代发明的MP3数据格式。

良好的合作关系

在与附近大学的密切合作中，每家弗劳恩霍夫技术中心就像一根传送带，延伸至与该中心——以及相互间——建有合作关系的企业群体，通过相互合作找到自己在工序及产品领域的研究方向。弗劳恩霍夫协会的技术中心遍布于你所能想到的所有工业领域内，包括与化工企业合作的高分子材料研究、与传感器及激光器生产商合作的精密光学器械开发，以及用来制造新一代IT部件的纳米电路开发等。

有一些研究中心，例如位于亚琛市的弗劳恩霍夫生产技术研究所（Fraunhofer Institute for Production Technology），专门开发成本效益高的生产技术，以此保持德国的竞争力。

在复合材料研究方面，慕尼黑附近的奥格斯堡（Augsburg）有一个弗劳恩霍夫项目小组，其前身是冷战时期的一间火箭推进实验室。这家研究中心与慕尼黑工业大学、宝马公司、奥迪公司（Audi）以及空中客车（Airbus）所属的欧洲宇航防务集团（EADS）等50余家企业建立了合作关系，已经着手研发新一代复合纤维，原料不是石油，而是木质素——一种取之不尽的木业与造纸业副产品。

鼓励研究人员与工程师积极跳槽，也可以加速技术的传播。拿弗劳恩霍夫技术中心来说，那里的科学家平均每过5～10年就会跳一次槽，许多顶尖的企业工程师同时也在担任大学教授或弗劳恩霍夫技术中心的项目主任等职务。

例如，克劳斯·德雷克斯勒（Klaus Drechsler）是慕尼黑工业大学碳复合材料研究所的所长，同时他还在EADS集团开发用于空中客车的复合材料。目前，他正在奥格斯堡筹备设立新的弗劳恩霍夫研究中心，进行复合材料的研究。这种“跳槽”文化对专业知识与技术的传播，能起到十分关键的作用，但这种情况在美国却罕有发生，一名政府研究人员往往在一个地方终其一生。

这种既深入又复杂的合作关系，正是德国技术创新的典型模式。有不少规模各异的企业，在数十年的合作中培养出了良好的默契，他们很自然地就能知道哪些资料可以拿来共享，哪些则最好保留知识产权。“这种企业与研究机构之间彼此合作又相互竞争的信任关系十分独特，你在很多国家是看不到的，”世界经济论坛（World Economic Forum）的经济学家伯纳·毕尔巴鄂（Beñat Bilbao）评述道。毕尔巴鄂是《全球竞争力报告》（Global Competitiveness Report）最新版的作者之一，从这份报告中可以看到，德国每年在工业技术创新上的排名都在美国之上。

这些由德国不同企业及其供应商组成的集群，已历经数十年的组织化发展（个别集群的历史甚至在百年以上，譬如德国黑森林地区一家传统的钟表生产商，如今则是领先世界的精密外科器械生产商），并不容易被他人效仿。

德国人在新兴产业领域，也在建立类似的合作网络。位于莱比锡附近的生物经济集群（BioEconomy Cluster）便是最新的成果之一，这张由60余家企业及研究机构组成的合作网络，正在研究将有机物制成化学物质和塑料的方法，希望能用来替代昂贵且高碳的石油，为企业提供能源及其他石油提炼品。

弗劳恩霍夫协会在设立新的研究中心时，会圈定已经在所属领域中有所建树的企业与科研机构，而不是像玩刮刮乐一样碰运气。“我们的理念是找出那些已经有成功萌芽的研究项目，然后加以灌溉，帮助其成长，”弗劳恩霍夫协会的主席汉斯－约尔戈·布林格（Hans-Jörg Bullinger）说。新的碳复合材料集群在设立时便是如此，弗劳恩霍夫协会圈定了该领域内现有的企业与大学部门，为他们提供资金、人员及一处研究设施，鼓励他们开展联合研究。

第二个环节，布林格称，则是实施长期的带动计划。新建的弗劳恩霍夫研究中心拥有源源不断的资金支持，并且由中心自行统筹，在项目开展的头五年里，研究中心只须从民营企业募集到两倍于种子基金的金额，除此之外别无评审要求。另外，企业方面所获得的投资也是长期性的。

在德国，许多在技术创新及技术主导上首屈一指的制造商都是家族企业，它们无须顾虑每季度的资金问题，就像通快集团（Trumpf）这种典型的德国科技企业。这家非常低调的家族企业，领先全球工业激光技术已逾一个世代之久，目前的年营业额将近30亿美元。

弗劳恩霍夫协会同样在金融危机下最不景气的时候，扩招了3 000名研究人员。“许多国家都仿效过我们的做法，”布林格表示，“但他们的努力都失败了，因为他们的计划不够长远”。

这或许正是美国总统奥巴马（Barack Obama）在今年3月份的提案中的一项严重缺陷，这份预算总计10亿美元的“全美制造业创新网络”（National Network for Manufacturing Innovation）方案，显然是仿照德国的弗劳恩霍夫协会而制定。该提案若能得到国会批准，美国政府将会在国有机构与民营企业之间建立起一张合作网络，并与多家制造商携手，在全美设立15个制造技术中心。这份计划至此还算完美，但问题在于，政府只为这些研究中心提供4年的资金支持。

在布林格看来，4年的时间实在太短了，根本不够最好的企业和研究人员开展任何重要的研究项目。“结果很可能是项目资金的争抢，而不是一项可持续发展的规划，”布林格说道。不过他也说，这仍然是美国朝着正确的方向迈出的一步。

当然，德国人所用的这项体制，也有不足之处。德国人严谨的性格，可能更适合完善现有技术，而不是创造全新的东西。

并且，德国曾经历过所谓的“技术恐惧时期”（technophobia），当时的政治家与抗议活动纷纷抵制那些前景可期的高科技产业，生物技术产业就是其中之一。

不过，德国对工业技术创新的推动，已经破除了制造业是低技术产业的陈腐观念，并且就如何在制造业领域内与中国抗衡做出了示范。那些在慕尼黑的大学实验室里重塑制造业的研究生，正是值得借鉴的典范。