落子“工業互聯網” 美國工業4.0著眼“軟”實力

在美國，“工業4.0”的概念更多的被“工業互聯網”所取代，儘管稱呼不同，但這兩個概念的基本理念一致，就是將虛擬網絡與實體連接，形成更具有效率的生産系統。

從政策層面來講，美國政府在金融危機後將發展先進製造業上升為國家戰略，希望以新的革命性的生産方式重塑製造業。從行業層面上看，行業組織工業互聯網聯盟的組建，宣告了企業界進軍工業4.0時代的號角吹響。與德國強調的“硬”製造不同，軟體和互聯網經濟發達的美國更側重於在“軟”服務方面推動新一輪工業革命，希望用互聯網激活傳統工業，保持製造業的長期競爭力。

政府戰略推動創新

為應對新科技産業革命，爭奪國際産業競爭話語權，美國將重振製造業作為近年最優先發展的戰略目標。金融危機後，美國政府出臺了一系列法案，著力興建製造業創新研究中心，希望以高新技術改造傳統製造業，推動美國經濟再次走上可持續增長之路。

2009年4月，剛剛出任美國總統的奧巴馬發表演講，提出將重振製造業作為美國經濟長遠發展的重大戰略。同年12月，美國政府出臺《重振美國製造業框架》，詳細分析了重振製造業的理論基礎及優勢，成為美國發展製造業的戰略指引。隨後奧巴馬政府從戰略佈局、發展路徑到具體措施，逐步鋪展，完成了製造業創新計劃部署。

2011年6月，美國正式啟動“先進製造夥伴計劃”，旨在加快搶佔21世紀先進製造業制高點。2012年2月進一步推出“先進製造業國家戰略計劃”，通過積極政策，鼓勵製造企業回歸美國本土。上述計劃包括兩條主線，一是調整、提升傳統製造業結構及競爭力，二是發展高新技術産業，提出發展包括先進生産技術平臺、先進製造工藝及設計與數據基礎設施等先進數字化製造技術。

2012年3月，奧巴馬首次提出建設“國家製造業創新網絡”，建立最多45個研究中心，加強高等院校和製造企業之間的産學研有機結合。2013年1月，美國總統執行辦公室、國家科學技術委員會和高端製造業國家項目辦公室聯合發佈了《國家製造業創新網絡初步設計》，投資10億美元組建美國製造業創新網絡(NNMI)，集中力量推動數字化製造、新能源以及新材料應用等先進製造業的創新發展，打造一批具有先進製造業能力的創新集群。

這一創新網絡的重點研究領域包括：開發碳纖維複合材料等輕質材料，提高下一代汽車、飛機、火車和輪船等交通工具的燃料效率、性能以及抗腐蝕性；完善3D打印技術相關標準、材料和設備，實現利用數字化設計進行低成本小批量的産品生産；創造智慧製造的框架和方法，允許生産運營者實時掌握來自全數字化工廠的“大數據流”，以提高生産效率，優化供應鏈，並提高能源、水和材料的使用效率等。

過去兩年中，上述規劃已逐步展開。2012年8月，美國政府和私營部門聯合出資8500萬美元成立了“國家3D打印機製造創新研究所”。2013年5月，美國政府宣佈提供2億美元聯邦資金，成立“輕型和當代金屬製造創新研究所”、“數字製造和設計創新研究所”和“下一代電力電子製造研究所”等三個製造業創新中心。今年2月又成立了複合材料製造業中心。

據美國智庫威爾遜中心發佈的《全球先進製造業趨勢報告》，美國研發投資量位於世界首位，其中四分之三投向製造業，在合成生物、先進材料和快速成型製造等先進製造業領域優勢明顯。分析人士認為，在政府和私營部門的大力推動下，美國很有可能出現以無線網絡技術全覆蓋、雲計算大量運用和智慧製造大規模發展為標誌的新一輪技術創新浪潮。

産業聯盟打通技術壁壘

與德國工業4.0強調的“硬”製造不同，軟體和互聯網經濟發達的美國更側重於在“軟”服務方面推動新一輪工業革命，希望借助網絡和數據的力量提升整個工業的價值創造能力。可以説，美國版的工業4.0實際上就是“工業互聯網”革命。而在此過程中，除了美國政府的政策扶持外，行業聯盟的率先組建成為發展的重要推手。

“工業互聯網”的概念最早由通用電氣于2012年提出，隨後美國五家行業龍頭企業聯手組建了工業互聯網聯盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來。除了通用電氣這樣的製造業巨頭，加入該聯盟的還有IBM、思科、英特爾和AT&T等IT企業。

工業互聯網聯盟採用開放成員制，致力於發展一個“通用藍圖”，使各個廠商設備之間可以實現數據共享。該藍圖的標準不僅涉及Internet網絡協議，還包括諸如IT系統中數據的存儲容量、互連和非互連設備的功率大小、數據流量控制等指標。其目的在於通過制定通用標準，打破技術壁壘，利用互聯網激活傳統工業過程，更好地促進物理世界和數字世界的融合。

儘管上述標準的建立和最終批准可能需要幾年時間，但一旦這些標準建立起來，將有助於硬體和軟體開發商創建與物聯網完全兼容的産品，最終結果可能是實現傳感器、網絡、計算機、雲計算系統、大型企業、車輛和數以百計其他類型的實體得以全面整合，推動整個工業産業鏈的效率全面提升。（楊博）