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转型中的工业

从氢能技术到高性能芯片:德国在机械设备制造领域始终保持领先地位——并坚定推动行业转型。 

Benjamin Kleemann-von Gersum , 23.04.2025
德国有 6500 余家机械设备制造企业。
德国有 6500 余家机械设备制造企业。 © industrieblick.net

一个没有化石燃料的世界——这是初创企业 Sunfire 15 年前在德累斯顿开始研发和制造电解槽时的愿景。这家年轻企业由此成为全球氢能经济的先驱之一:电解槽通过电能分解水分子,从而获取市场急需的氢气。如今,拥有 650 余名员工的 Sunfire 已跻身该领域全球领军企业之列,并于 2024 年成功获得投资者及欧洲投资银行约 5 亿欧元的资金支持。“这笔资金将助力我们持续扩大规模,并全力推进技术的工业化进程。”Sunfire 首席执行官尼尔斯·阿尔达格 (Nils Aldag) 在阐述公司发展规划时如是说。  

推动氢能技术向前发展:Sunfire 首席执行官尼尔斯·阿尔达格
推动氢能技术向前发展:Sunfire 首席执行官尼尔斯·阿尔达格 © Sunfire

最大的工业雇主 

Sunfire 是德国 6500 余家机械设备制造企业中的一员。该行业不仅拥有西门子、蒂森克虏伯工业解决方案、博世力士乐和通快等巨头,还聚集了大量中型企业、小型公司和初创企业。其业务范围广泛涵盖驱动技术、机床设备、输送技术直至机器人技术等多个领域。2023 年,该行业实现约 2630 亿欧元的营业额,在德雇佣员工超百万人,成为德国最大的工业雇主。该行业显著特征是高出口率——超过 80% 的产品销往海外。德国机械设备制造业联合会 (VDMA) 总经理蒂洛·布罗德曼 (Thilo Brodtmann) 指出,德国企业的国际竞争力主要体现在“解决方案能力、创新实力和产品质量”三大优势。该行业是“德国工业的支柱,作为技术供应商为其他所有工业领域提供产品”。 

人工智能推动创新 

与所有工业领域一样,数字化和人工智能 (AI) 正在彻底改变机械制造业的产品研发与应用模式。其中,所谓数字孪生 (Digital Twin) 技术展现出巨大潜力。普华永道思略特 (Strategy&) 工业制造业务负责人贝恩德·容 (Bernd Jung) 解释道:“该技术已被大规模应用于创建物理机器和设备的虚拟模型。”数字孪生技术能实现更精准的机器监控、维护和优化——从而显著提升运行效率并降低停机时间。为实现这一目标,AI 算法需采集处理来自多元渠道的海量异构数据,并据此揭示优化潜力。 

数字孪生技术可对生产过程进行虚拟映射。
数字孪生技术可对生产过程进行虚拟映射。 © Siemens AG

全工厂数字孪生技术 

西门子公司是这一领域的先驱之一。早在 2023 年秋季,这家慕尼黑科技巨头与总部位于比勒费尔德的机床制造商德马吉森精机 (DMG Mori) 就联合推出了全球首个覆盖机床全加工流程的数字孪生系统。不久后,西门子又宣布将数字孪生应用从单台设备扩展至整个工厂设施的能源管理系统。这一次,西门子与汽车制造商梅赛德斯-奔驰合作。西门子智能基础设施集团首席执行官马蒂亚斯·雷贝柳斯 (Matthias Rebellius) 表示:“通过精确模拟运营与能源使用场景,数字能源孪生技术能在规划初期实现更快速、更透明的决策。”梅赛德斯-奔驰生产规划副总裁阿诺·范德梅维 (Arno van der Merwe) 补充道:“数字能源孪生是我们的创新解决方案,可成功实现建筑能源流程的可视化、分析与可持续优化。”  

芯片制造设备的全球市场领导者

数字创新与人工智能无疑为机械制造领域带来了巨大潜力。但这些技术所需的算力只有高性能微芯片才能提供。而这类芯片几乎全部产自亚洲和美国。面对日益加剧的国际贸易摩擦,这种依赖性可能成为欧洲工业发展的瓶颈。但另一方面,全球芯片制造商又都依赖德国的最尖端技术。荷兰机械设备制造商 ASML 在高性能微芯片制造设备领域拥有准垄断地位,其成功正基于与蔡司和通快这两家德国百年科技企业的产业合作:蔡司提供顶尖光学系统,通快则贡献超高功率激光技术。长达数十年的联合研发、巨额资金投入以及深度协作的意愿,使这三家企业共同占据了芯片制造领域的制高点。 

使用德国设备进行芯片制造
使用德国设备进行芯片制造 © iStockphoto

不畏挑战,充满信心 

与其他德国工业领域一样,德国机械设备制造业也面临着经济波动和技术人才短缺等重大挑战。该行业尤其容易受到冲击的原因在于其高出口依存度:“企业正面临着应对深刻全球变革的挑战,无论是地缘政治还是世界经济格局。”VDMA 总经理布罗德曼如是说。尽管如此,该行业仍在不断创新。仅 2024 年,德国机械制造领域的创新投入就达到约 178 亿欧元。在 VDMA 2024 年秋季的一项调查中,约半数企业表示预计 2025 年将加大本土研发投入。与此同时,德国在此次调研中荣膺全球最具吸引力研发地点榜首——其中工程科学的卓越实力起到了决定性作用。