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德国ARENA2036计划:为未来汽车工业的个性化生产而协同创新

发布时间:2016-09-20    
导读
文章介绍了ARENA2036计划的主要目标、项目、创新思路、参与机构等内容。该计划勾画了德国新一代汽车制造的宏伟蓝图,在创新理念、设计及合作平台搭建方面呈现出如下特点:一是充分利用大学、科研机构的人才集聚优势;二是创新合作模式,建立跨学科、跨企业的合作平台,推动高校、企业及其他科研机构间的务实合作;三是以企业需要求为牵引,以高校为载体,建立校企合作平台。
  “ARENA2036”的名称来源于2012年秋德国联邦教研部(BMBF)举办的一个名为“研究型校园”的主题竞赛活动。“ARENA”是英语“Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles”的缩写,意为“为新一代汽车构建积极的研究环境”。“2036”则指汽车工业150周年时的2036年。这实质上是一项雄心勃勃的研究计划——在20年后,德国汽车工业将实现具有转换能力的个性生产与多功能融合的节能制造。该计划具有很高的创新潜力,是一项周期长的战略性计划,故受到德国联邦教研部为期15年,每年最多200万欧元的经费支持。该计划于2013年7月1日启动,今年已进入了实质性实施阶段。

  一、主要目标

  该计划主要包括以下三个方面的战略目标。第一,“产品2036”,即实现材料轻质化与多功能融合。通过提高功能性,运用新材料将汽车的轻量化设计更上一层楼。第二,“生产2036”,即实现高效与个性化的生产,在“可变性的工厂”中实现生产的可持续性。这里的“可变性的工厂”是未来工厂的一种类型,即根据不同的生产需要进行模块化的调整,有适应能力强、兼容性强、生产方式灵活等特点。第三,“研究2036”,即提出新的研究模式,支持创新设计和技术变革,目的是在汽车轻量化制造和生产技术创新领域建立研究与开发的桥梁。

  二、主要项目与研究思路

  该计划的初始研究主要包括“LeiFu” “DigitPro” “ForschFab” “Khoch3”四个项目。“LeiFu”具体是指对多功能融合的智能轻量化制造的研究,以达到节能环保、经济高效的目的;“DigitPro”是指对采用新材料与新流程的数字化典范进行研究,同时发展虚拟化的生产流程;“ForschFab”是指面向未来生产的“研究型工厂”,其主要特点是能够实现模块化与智能化的生产,与工业4.0对接;“Khoch3”是指创新、合作、能力转化方面的研究,通过各领域顶尖人才跨学科的合作,实现生产过程与工作环境的创新。
  为适应新的生产要求,该计划要求创建一个更加灵活的基础平台,以加快知识生产与技术转移。在研究思路方面,其对创新的开放态度使得更多的新型轻质材料能够被采用,以实现资源节约的目的;对技术、模式多样性的开放态度,可以更加经济、高效地应对驱动技术发展的需求,比如采用各种混合动力解决方案,包括燃料电池,纯电力驱动等;理想中的“未来工厂”将不需装配生产线,也不需永久性的工作岗位,取而代之的是人与机器人间富有创造性的分工合作。

  三、产学研协同创新机制

  该计划的参与机构主要是大学、科研机构与企业(见表1),其中大学1所,科研机构4所,企业11家,当中不乏机器人制造、大数据、自动化、三维测量、新材料等领域的顶尖机构。通过产、学、研结合,积极构建“研究型校园”,不断推进高校、科研机构与企业三个创新主体间的协同合作。一是加强跨学科的研究,从模拟技术到轻量化设计、生产技术到人因工程学①方面为下一代的汽车制造奠定技术基础;二是通过企业、科研单位的广泛参与及积极合作,使研发与应用的联系更为紧密,大大缩短科技成果转化的周期。同时,这些参与机构也会在经费上给予该计划一定支持,以保证各研发项目正常进行,目前已为计划开展的第一个五年筹集到了3000万欧元的资金。

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  四、特点

  德国近年来加快推进高校与其他创新主体协同创新,通过一系列实际项目,促进产学研结合。ARENA2036计划创新性强,着眼长远,主要具有如下特点。
  (一)充分利用大学、科研机构的人才潜力与集聚优势
  ARENA2036计划充分利用了大学、科研机构的人力资源优势,通过专项课题资助的方式,支持人才培养与项目创新;鼓励企业及其他创新主体充分利用大学优质的研究资源,与大学合作培养人才,形成高层次创新人才培养方面的良性互动机制。
  (二)创新合作模式,建立跨学科、跨企业的合作平台,推动高校、企业与科研机构三方的务实合作
  加强高校与独立研究机构、国立研究机构、企业的实质性科研合作,提高创新资源的利用效率。创新合作模式,建立跨学科、跨企业的合作平台,打通科研人员在高校、研究机构及企业中的行走边界,使人才能够自由流动。同时,建立持续稳定的项目支持制度。该计划长达20年,着眼长远,对高校与研究机构及企业合作项目的持续支持时间甚至超越了政府任期。这种制度化的保障有利于知识生产与科研成功转化及战略考量。
  (三)以企业需求为牵引,以高校为载体,建立校企合作平台
  ARENA2036计划的参与者中,企业数量最多,研发成果直接与企业的生产经营对接。从德国的经验看,无论是“合作研究中心”“卓越计划”中的研究生院与卓越集群,还是“研究型校园”,政府和相关机构推出的旨在加强高校与校外研究机构、企业合作的各类计划均以高校作为主体,以高校作为推进科研合作的核心。这种方式不仅更可以最大程度地提高政府科研经费对人才培养的支撑作用,同时还为德国高校借助“近水楼台”的区域地理优势,积极寻求与区域内外科研机构及企业合作提供了契机。
  
  注释:
  ①人因工程学研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合,使设计的机器和环境系统适合人的生理及心理等特点,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。

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