工业4.0概念首先是德国提出的,它一经提出就迅速普及到几个工业大国,在全球范围内,工业4.0以工业制造业和网络信息技术融合的智能制造为特征,并逐步升级为国家产业战略,它是把信息技术融合到工业领域中,以提升工业水平和生产效率。随着各国工业改革的逐渐深入,工业4.0正在改变着世界工业产业布局。CPS(Cyber-PhysicalSystem)既信息-物理融合系统是工业4.0战略采用核心技术,通过CPS系统可实现人机的实时交互,进而建立一个高度灵活的既具有数字化又具个性化的智能制造模式。德国将其称作工业4.0,美国定义为工业互联网。当前我国在工业4.0的道路上刚刚起步,国内正面临制造业的转型升级,我国要实现从制造业大国到制造业强国的跨越,就必须抓住这场工业革命的机遇。同时通过研究全球主要国家制造业发展的*新趋势,分析我国制造业发展现状和困境,才能正确得出我国应采取的策略和举措。
一、德国:工业4.0时代的开创者
(一)德国率先推出工业

4.0战略德国早在2011年德国汉诺威工业博览会上就首次提出了工业4.0的概念,它被誉为第四次工业革命,它是通过信息网络新技术与工厂制造相结合,以提高制造业水平,既智能工厂与智能生产的结合体。其中德国西门子公司是工业4.0概念的积极实践者和推动者。2011年11月,德国政府出台了《高技术战略2020》,其中就包括了工业4.0战略,它已经成为德国的一项国家战略。2012年1月,相关行业协会牵头的工业4.0工作组正式成立,它包括了政府、企业和行业协会的专家。2013年4月,工作组向德国政府发布了《实施工业4.0战略建议书》。随后,德国机械及制造商协会设立了工业4.0平台,并把研究与创新、安全、规范与标准作为三大工作主题。2013年12月,德国发布工业4.0标准化路线图,从而迅速掀起了全球工业4.0的热潮。
(二)政产学研用协同合作,升至国家战略
德国企业界和学术界认为在未来几年的第四次工业革命中,基于CPS系统的智能制造将占据主导地位。在学术界,德国有很多基础研究机构例如莱布尼兹协会、各类大学以及霍兹联合会等,支撑着工业4.0中的技术创新。这些研究成果既能够提供技术创新的理论基础,又能为政府提供政策导向;在企业界,德国西门子公司是工业4.0的积极实践者和推动者,其他如SAP等企业也迅速跟进。2013工业4.0平台也是由德国机械及制造商协会等相关协会成立的;在政府方面,2013年,德国联邦经济技术部与教研部联手将工业4.0纳入《高技术战略2020》的十大未来项目中,资助工业4.0研究项目,并在德国产业界和学术界的推动下,已上升为***战略。2013年这两个部门计划投入2亿欧元支持工业4.0技术的研发。2015年3月,德国教育和研究部、德国经济和能源部接管由行业协会建立的工业4.0平台,并对该平台进行改造升级,工作组成员是由政府、产、研、学多方代表组成的。
(三)德国工业4.0的特色
智能工厂与智能制造是德国工业4.0的两大特色主题,这两者的实现是以CPS系统为核心,德国的工业4.0是将工厂、产品与生产设备三者之间的横向集成,把整个生产过程视作生态系统,提升生产过程的智能化与生产效率。德国工业4.0有5个重要特点:一是注重策略。在全球竞争激烈的今天,德国是一个包容、开放的国家,从工业4.0战略规划中不难看出,德国制定了完备的市场和供应商策略,并注重创新商业模式;二是重视基础战略。从德国的发展历史和工业4.0的推进过程中可看出德国一直都很重视发展战略规划,具体的发展路线图和战略,能够使德国制造业一直处于**优势,保证了可持续发展;三是注重前瞻性。国家对工业4.0这个长期战略分阶段来实现,对智能制造和智能工厂进行多视角、多层次的解剖和前瞻性的分析,为战略重点的抉择提供现实和理论的依据。再者,德国政府和企业非常重视标准化,为未来的国际竞争创造了前提和优势。四是重点在创新。通过CPS系统,德国将工业领域的所有因素都衔接起来,这说明创新的深度性。德国的工业4.0把创新的技术和理念应用到智能制造和智能工厂当中;五是重视市场导向。德国在构建智能社会和市场的过程中以CPS系统和技术产品为主导,在不同的区域和领域,针对各层次的消费者生产智能产品,这种新的商业机模式必定具有广阔的市场前景。
二、美国:以软优势**智能制造
(一)美国是工业4.0的有力推动者
美国人把工业4.0称为工业互联网,它是由GE(通用电气公司)于2012年提出。2011年6月,美国政府启动了《先进制造业伙伴计划》,2012年2月启动了《先进制造业国家战略计划》,实施再工业化。美国提出的工业互联网,旨在将人、数据与智能设备衔接,以交换数据来驱动制造业智能转型。相比德国,美国积极推进的新工业战略更加注重软的方面,例如大数据、软件、互联网等对于传统工业的再工业化。在美国,工业4.0就是将虚拟网络与实体连接,通过大数据分析等来重塑制造业,形成效率更高生产系统。美国的工业互联网范畴更广阔,它试图将人、数据和机器连接起来,形成开放而全球化的工业网络。目前,美国国内80多家ICT和互联网巨头公司如GE、IBM、思科等企业成立了IIC(工业互联网联盟),以期打破技术壁垒,为通过大数据来实现制造业的创新。美国凭借其在工业3.0的**优势以及互联网和ICT先进巨头公司的影响力正推动着全球工业4.0的发展。
(二)全面而又激进的国家政策

美国政府在制定工业互联网策略上,希望通过全新的生产方式来实现再工业化。早在2012年美国将工业互联网上升为国家战略。伴随着一系列法案的出台,美国的智能制造业正实现工业和信息化领域的革命。前期规划提出:2009年,重振制造业被奥巴马总统确定为一项国家发展的战略,并为指引制造业的发展出台了《重振美国制造业框架》。2011年,为了保持制造业的**地位,奥巴马政府又启动先进制造伙伴计划。创新性策略:2012年,奥巴马政府推出了国家制造业创新网络、国家3D打印机制造创新研究所和先进制造业国家战略计划,并建立了几十所研究中心,旨在加强产学研的有机结合。2013年初,美国总统执行办公室等机构斥资10亿美元建立制造业创新网络,并出台了《国家制造业创新网络初步设计》。2013年中期,奥巴马政府投入2亿美元打造数字制造和设计创新研究所等三个创新中心。随后在2015年又成立了复合材料制造业中心。以上可看出,在美国政府全面而又激进政策的推动下,美国的工业互联网将极有可能促使美国在智能制造业领域再次占据制高点。






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