首先,让我们对德国工业4.0进行深入解析。此概念在德国被誉为第四次工业革命所带来的重要成果,也是联邦德国于2011年11月发表的《高技术战略2020》这份重大规划中的一项关键措施。为了确保德国在全球竞争中保持领先地位,该战略致力于支持工业领域内新一代革命性技术的研发与创新。值得一提的是,2013年4月,德国机械及制造商协会、德国信息技术、通讯与新媒体协会以及德国电子电气制造商协会共同发起成立了“工业4.0平台”,并向德国政府递交了一份名为《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》的最终报告。该报告明确指出,德国向工业4.0转型需实施双管齐下的策略,具体做法包括:积极发展智能制造技术,使得德国能够成为此类技术的最大出口国之一,同时也应在CPS(信息物理系统)技术及产品方面占据领先地位。
德国工业4.0的核心思想在于利用“信息物理系统”实现“智能工厂”的构想。根据设想,工业4.0将生产设备紧密相连,实现生产的“一体化”。工业4.0战略的核心目标便是借助CPS网络实现人、设备与产品之间的实时互联互通、互相识别以及高效沟通,进而构建起一套高度灵活且个性化、数字化的智能制造模式。在此模式下,生产方式将由集中式转向分布式,规模效益不再是决定工业生产成败的关键因素;产品设计将由千篇一律转向个性化定制,未来所有产品均将依据消费者的独特需求进行生产,甚至在极端情况下,实现自动化、个性化的单件制造;消费者的角色也将发生巨大变化,他们将不仅仅局限于生产流程的起点或终点,而是深度参与到整个生产和价值创造的全过程之中。
然而,在美国,德国的工业4.0概念逐渐被“工业互联网”这一全新概念所替代。尽管名称有所差异,但这两大理念的核心理念却是一脉相承,即通过将虚拟网络与实体生产环节紧密结合,打造出更为高效的生产体系。从政策层面来看,自金融危机爆发以来,美国政府已将发展先进制造业提升至国家战略高度,期望借此革新性的生产方式重塑制造业格局。从产业层面观察,工业互联网联盟的成立,无疑预示着企业界已经迈入工业4.0时代的征程。
美国政府正全力推进制造业创新研究中心的建设,期待通过尖端科技对传统制造业进行全面升级,引领美国经济再度踏上可持续增长的康庄大道。例如,2012年3月,时任美国总统奥巴马首次提出建立“国家制造业创新网络”的宏伟计划;2013年1月,美国总统行政办公室、国家科学技术委员会以及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》,宣布将投入高达10亿美元的资金,用于组建美国制造业创新网络,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,打造一批具备先进制造业实力的创新集群。
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,美国在研发投资方面稳居世界首位,其中四分之三的资金流向制造业,尤其在合成生物、先进材料和快速成型制造等先进制造业领域表现突出。有分析人士预测,在政府和私营部门的大力推动下,美国极有可能迎来以无线网络技术全覆盖、云计算广泛应用以及智能制造蓬勃发展为显著特征的新一轮技术创新热潮。