美国工业4.0着眼“软”实力

    在美国，“工业4.0”的概念更多的被“工业互联网”所取代，尽管称呼不同，但这两个概念的基本理念一致，就是将虚拟网络与实体连接，形成更具有效率的生产系统。

    从政策层面来讲，美国政府在金融危机后将发展先进制造业上升为国家战略，希望以新的革命性的生产方式重塑制造业。从行业层面上看，行业组织工业互联网联盟的组建，宣告了企业界进军工业4.0时代的号角吹响。与德国强调的“硬”制造不同，软件和互联网经济发达的美国更侧重于在“软”服务方面推动新一轮工业革命，希望用互联网激活传统工业，保持制造业的长期竞争力。

    政府战略推动创新

    为应对新科技产业革命，争夺国际产业竞争话语权，美国将重振制造业作为近年最优先发展的战略目标。金融危机后，美国政府出台了一系列法案，着力兴建制造业创新研究中心，希望以高新技术改造传统制造业，推动美国经济再次走上可持续增长之路。

    2009年4月，刚刚出任美国总统的奥巴马发表演讲，提出将重振制造业作为美国经济长远发展的重大战略。同年12月，美国政府出台《重振美国制造业框架》，详细分析了重振制造业的理论基础及优势，成为美国发展制造业的战略指引。随后奥巴马政府从战略布局、发展路径到具体措施，逐步铺展，完成了制造业创新计划部署。

    2011年6月，美国正式启动“先进制造伙伴计划”，旨在加快抢占21世纪先进制造业制高点。2012年2月进一步推出“先进制造业国家战略计划”，通过积极政策，鼓励制造企业回归美国本土。上述计划包括两条主线，一是调整、提升传统制造业结构及竞争力，二是发展高新技术产业，提出发展包括先进生产技术平台、先进制造工艺及设计与数据基础设施等先进数字化制造技术。

    2012年3月，奥巴马首次提出建设“国家制造业创新网络”，建立最多45个研究中心，加强高等院校和制造企业之间的产学研有机结合。2013年1月，美国总统执行办公室、国家科学技术委员会和高端制造业国家项目办公室联合发布了《国家制造业创新网络初步设计》，投资10亿美元组建美国制造业创新网络(NNMI)，集中力量推动数字化制造、新能源以及新材料应用等先进制造业的创新发展，打造一批具有先进制造业能力的创新集群。

    这一创新网络的重点研究领域包括：开发碳纤维复合材料等轻质材料，提高下一代汽车、飞机、火车和轮船等交通工具的燃料效率、性能以及抗腐蚀性;完善3D打印技术相关标准、材料和设备，实现利用数字化设计进行低成本小批量的产品生产;创造智能制造的框架和方法，允许生产运营者实时掌握来自全数字化工厂的“大数据流”，以提高生产效率，优化供应链，并提高能源、水和材料的使用效率等。

    过去两年中，上述规划已逐步展开。2012年8月，美国政府和私营部门联合出资8500万美元成立了“国家3D打印机制造创新研究所”。2013年5月，美国政府宣布提供2亿美元联邦资金，成立“轻型和当代金属制造创新研究所”、“数字制造和设计创新研究所”和“下一代电力电子制造研究所”等三个制造业创新中心。今年2月又成立了复合材料制造业中心。

    据美国智库威尔逊中心发布的《全球先进制造业趋势报告》，美国研发投资量位于世界首位，其中四分之三投向制造业，在合成生物、先进材料和快速成型制造等先进制造业领域优势明显。分析人士认为，在政府和私营部门的大力推动下，美国很有可能出现以无线网络技术全覆盖、云计算大量运用和智能制造大规模发展为标志的新一轮技术创新浪潮。

    产业联盟打通技术壁垒

    与德国工业4.0强调的“硬”制造不同，软件和互联网经济发达的美国更侧重于在“软”服务方面推动新一轮工业革命，希望借助网络和数据的力量提升整个工业的价值创造能力。可以说，美国版的工业4.0实际上就是“工业互联网”革命。而在此过程中，除了美国政府的政策扶持外，行业联盟的率先组建成为发展的重要推手。

    “工业互联网”的概念最早由通用电气于2012年提出，随后美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟(IIC)，将这一概念大力推广开来。除了通用电气这样的制造业巨头，加入该联盟的还有IBM、思科、英特尔和AT&T等IT企业。

    工业互联网联盟采用开放成员制，致力于发展一个“通用蓝图”，使各个厂商设备之间可以实现数据共享。该蓝图的标准不仅涉及Internet网络协议，还包括诸如IT系统中数据的存储容量、互连和非互连设备的功率大小、数据流量控制等指标。其目的在于通过制定通用标准，打破技术壁垒，利用互联网激活传统工业过程，更好地促进物理世界和数字世界的融合。

    尽管上述标准的建立和最终批准可能需要几年时间，但一旦这些标准建立起来，将有助于硬件和软件开发商创建与物联网完全兼容的产品，最终结果可能是实现传感器、网络、计算机、云计算系统、大型企业、车辆和数以百计其他类型的实体得以全面整合，推动整个工业产业链的效率全面提升。