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“工业互联网”——美国工业4.0：聚焦“软”实力
时间：
2022-11-05 16:27
在美国，“工业4.0”这一概念更多地被“工业互联网”所取代。尽管名称不同，但两者的基本理念一致，即通过将虚拟网络与实体相连接，构建更加高效的生产体系。
从政策层面看，美国政府在金融危机后将先进制造业发展提升为国家战略，力图以全新且具有革命性的生产方式重塑制造业。从产业层面看，工业互联网联盟的成立，向业界发出了迈入工业4.0时代的嘹亮号角。与德国所强调的“硬”制造不同，拥有发达软件与互联网经济的美国更注重在“软”服务领域推动新一轮产业革命，希望通过互联网激活传统产业，保持制造业的长期竞争力。
政府推动创新的战略
为应对新一轮科技产业革命、在国际产业竞争中抢占话语权，美国近年来将振兴制造业作为首要任务。金融危机后，美国政府出台了一系列法案，重点推进制造业创新研究中心建设，力图以高新技术改造传统制造业，推动美国经济重新走上可持续增长之路。
2009年4月，刚刚就任美国总统的奥巴马发表演讲，提出将振兴制造业作为美国经济长期发展的重大战略。同年12月，美国政府发布《重振美国制造业框架》，详细分析了振兴制造业的理论依据与优势，成为美国制造业发展的战略指南。此后，奥巴马政府逐步从战略布局、发展路径延伸至具体举措，完成了制造业创新计划的全面部署。
2011年6月，美国正式启动“先进制造业伙伴关系计划”，旨在抢占21世纪先进制造业的制高点。2012年2月，为进一步通过积极政策推动制造业回流美国，又出台了“先进制造业国家战略计划”。该计划围绕两条主线展开：一是调整并提升传统制造业的结构与竞争力，二是大力发展高新技术产业。同时，计划重点布局先进数字制造技术，包括先进的生产技术平台、先进制造技术以及设计与数据基础设施等。
2012年3月，奥巴马首次提出建设“国家制造业创新网络”，计划设立多达45个研究中心，强化高校与制造企业之间的产学研有机融合。2013年1月，美国总统行政办公室、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方案》，并投入10亿美元，启动美国制造业创新网络（NNMI），重点推动数字制造、新能源与新材料应用等先进制造业的创新发展，打造一批具备先进制造能力的创新集群。
该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，以提升汽车、飞机、列车和船舶等新一代交通工具的燃油经济性、性能及耐腐蚀性；完善3D打印技术的相关标准、材料与装备，实现基于数字化设计的低成本、小批量生产；构建智能制造的框架与方法，使生产运营人员能够实时掌握数字化工厂产生的“大数据流”，从而提高生产效率、优化供应链，并提升能源、水和物料的使用效率。
过去两年来，上述规划逐步推进。2012年8月，美国政府与私营部门共同出资设立了总投资8500万美元的“国家3D打印制造创新研究院”。2013年5月，美国政府宣布提供2亿美元联邦资金，用于建设三个制造业创新中心，分别为轻质与现代金属制造创新研究院、数字制造与设计创新研究院以及下一代电力电子制造创新研究院。今年2月，又成立了复合材料制造中心。
据美国智库威尔逊中心发布的《全球先进制造业趋势报告》显示，美国的研发投入位居世界第一，其中四分之三投向制造业，并在合成生物学、先进材料以及快速原型制造等先进制造领域具有显著优势。分析人士认为，在政府与私营部门的大力推动下，美国有望迎来以无线网络技术全面覆盖、云计算广泛应用以及智能制造规模化发展为标志的新一轮技术创新浪潮。
产业联盟突破技术壁垒
与德国工业4.0所强调的“硬”制造业不同，拥有发达软件与互联网经济的美国更注重在“软”服务领域推动新一轮产业革命，希望通过网络与数据的力量提升全行业的价值创造能力。可以说，美国版的工业4.0实质上就是一场“工业互联网”革命。在此过程中，除了美国政府的政策支持外，行业联盟的初步形成也已成为推动发展的重要动力。
“工业互联网”这一概念由通用电气于2012年首次提出，随后美国五家领军企业共同成立了工业互联网联盟（IIC），大力推动该理念的落地。除通用电气等制造业巨头外，IBM、思科、英特尔和AT&T等信息技术企业也加入了该联盟。
工业互联网联盟采用开放式会员制，致力于制定一套能够实现不同厂商设备间数据共享的“通用蓝图”。该蓝图的标准不仅涵盖互联网网络协议，还涉及IT系统中的数据存储容量、联网与非联网设备的功耗水平以及数据流量控制等指标。其目标是通过制定统一标准、打破技术壁垒，并借助互联网赋能传统工业流程，从而更好地推动物理世界与数字世界的深度融合。
尽管上述标准的制定与最终获批可能需要数年时间，但一旦确立，它们将有助于硬件和软件开发者打造与物联网完全兼容的产品。其最终成果有望实现传感器、网络、计算机以及云计算系统、大型企业、车辆等数百种不同类型实体的全面融合，从而推动整个产业链的整体效率提升。（杨博）
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