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长期以来，德国一直对自己在工业领域的优势感到骄傲，但“数字时代”的到来使这种优越感荡然无存，尤其是当美国互联网巨头们纷纷“涉足”工业领域时，德国感受到了来自大西洋彼岸的巨大威胁。因此，德国提出并力推工业4.0战略，努力想要实现实体工业生产与虚拟数字世界的无缝对接，并意图引领第四次工业革命。
然而，要实现这一战略，德国显然面临着诸多障碍，如信息技术的安全漏洞、标准化和专业化人才的匮乏、基础设施不足以及相关费用过高，等等。除此之外，德国还需要解决众多国际标准问题——这也是其亟需解决的最主要的问题，试想，如果有一天“德国标准”成了世界通行的准则，那么对德国来说，之前付出的这一切代价都是值得的。
与此同时，美国也正通过各种计划，促进先进制造业的发展。这一切都预示着，美、德两国已经开始了对新工业变革主导权的竞争……
德国之所以将工业4.0上升到国家战略的高度，并由总理默克尔不遗余力地亲自推动，其背后的用意就在于对抗美国提出的工业互联网。
德国工业在软件与互联网技术领域的实力相对较弱。而CPU、操作系统、软件以及云计算等网络平台目前几乎全都由美国掌控霸权，加之近几年，谷歌开始进军机器人领域，研发自动驾驶汽车；亚马逊（Amazon）进入手机终端业务，开始运用无人驾驶飞机配送商品……美国的互联网巨头们正在加速将“信息”领域渗透、应用到“物理”业务领域，如果对这一趋势不加抵制，那么其对德国制造业的破坏性影响将只是时间问题，试想一下，一旦制造业的各个环节都被云计算接管，那么制造业就会被彻底颠覆——这些都使得德国对美国产生了强烈危机感和极高的竞争意识。
所以，为了保持全球领先的装备制造供应商的地位并持续发挥在嵌入式系统领域的优势，同时又能应对新一轮技术革命的挑战，德国提出了工业4.0战略，详尽地描绘了信息物理系统的概念，并大力推动物联网和（服）务联网技术在制造业领域的应用。根据工业4.0提出的设想，德国将运用信息物理系统升级工厂中的生产设备，使它们智能化，从而将工厂变为具备自律分散系统（Autonomous Decentralized System，ADS）的智能工厂。到那时，云计算不过是制造业中的一个使用工具，不会成为掌控生产制造的“中枢神经”。
这种制造方式将更加灵活，从事作业的机器人（工作站）能够通过网络实时访问所有相关信息，并根据信息内容，自主切换生产方式、更换生产材料，从而调整为最佳匹配模式的生产作业。它能够实现为不同客户或产品进行不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、制造、物流配送，并能杜绝整个价值链中的浪费环节。与传统生产方式不同，新的生产方式在生产之前或者生产过程中，能够随时变更最初的设计方案。
以汽车制造业为例。目前的汽车生产主要是按照事先设计好的工艺流程进行的生产线生产，尽管也存在一些混流生产，但是在生产过程中，一定要在由众多机械组成的生产线上进行，因此无法实现产品设计的多样化。管理这些生产线的管理系统原本应该带给生产线更多的灵活性，但是受制于生产上众多机械的硬件，系统无法发挥更丰富的功能，作用也就极为有限。
同时，在生产线上从事操作工作的工人分布于各个车间，他们无法掌握整个生产流程，因此只能发挥自己在某项固定工作上的作用，想要实时满足客户的需求更是无从谈起了。
在工业4.0所描绘的智能工厂中，固定的生产线消失了，取而代之的是可以动态、有机地重新构建的模块化生产方式。例如，每个生产模块都可以被视为一个独立的信息物理系统，正在进行装配的汽车能够自律地在不同生产模块间穿梭，接受所需的装配作业。如果零部件供给环节出现瓶颈，生产模块能够通过信息物理系统及时调度其他车型的生产资源或者零部件，继续进行生产。也就是说，为不同车型自动选择相匹配的生产模块，进行动态的装配作业。这样的生产模式既保证了生产设备的运转效率，又可以实现生产模块上所制造产品种类的多样化。
上面所描述的智能工厂就是德国制造的终极目标吗？当然不是！德国对工业4.0的规划远不止这些。智能工厂的有效运转，其实是建立在其所处生态链各个环节中的信息交换。那么，哪些信息可以被用来交换？这中间就需要一套共同标准以及基于标准达成的合作机制——德国工业4.0的最终目标正在于此，通过制定一揽子共同标准，使合作机制成为可能，并通过一系列标准（如成本、可用性和资源消耗）对生产流程进行优化。
这些共同标准一旦确立，德国将向全球输出“工厂的标准化”——而非我们惯常听到的“产品的标准化”，将制造业生产模式推广到国际市场，以标准化提高技术创新和模式创新的市场化效率，从而继续保持德国工业的世界领先地位。
2014年年初，一项针对“德国工业4.0战略前景”的调查显示：47%的德国公司已经积极参与到工业4.0的战略中；18%的公司正参与德国工业4.0战略的研究工作；而12%的公司声称它们已把该战略付诸实践。
当近80%的德国公司都在积极迎接工业4.0时代的时候，整个国家的产业形态将会随之改变。值得一提的是，在工业4.0的发展进程中，德国政府给予了2亿欧元的财政支持，再一次充分显示出了工业4.0的国家战略高度。
德国并非唯一一个探索制造业未来发展的国家。在美国，“工业4.0”的概念更多地被“工业互联网”所取代。与工业4.0的基本理念相似，工业互联网同样倡导将人、数据和机器连接起来，形成开放、全球化的工业网络，但其内涵已经超越了制造过程以及制造业本身，扩展到产品生命周期的整个价值链，涵盖航空、能源、交通、医疗等众多工业领域。
金融危机后，美国政府将发展先进制造业提升为国家战略，希望以新的革命性的生产方式重塑制造业，从而推动美国经济再次走上可持续增长之路。
早在2010年，美国总统奥巴马（Obama）在签署《美国制造业促进法案》时，就提出了“再工业化”（即“制造业回归”）战略。然而，这并非简单的回归，而是运用飞速发展的人工智能、机器人和数字制造为美国重新构筑制造业的竞争优势，这些技术不仅能让制造业更具创造力、更加本地化和个性化，还能降低成本。
2012年3月，奥巴马首次提出建设“国家制造业创新网络”（National Network of Manufacturing Innovation，NNMI），通过建立研究中心的方式，加强高等院校和制造企业之间的产学研有机结合。随后，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于2013年1月联合发布了《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，打造一批具有先进制造能力的创新集群。
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也成为推动工业互联网革命的重要推手。
工业互联网最早由通用电气公司于2012年提出。随后，为了将商业生态的价值最大化，美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC），并大力推广这一概念。除了GE这样的制造业巨头，加入该联盟的还有四家IT企业——IBM、思科、英特尔（Intel）和美国电话电报公司（AT&T）。
GE认为，工业互联网的价值体现在三方面：第一，提高能源的使用效率；第二，提高工业系统与设备的维修、维护效率；第三，优化并简化运营，提高运营效率。与工业4.0相比，美国提出的工业互联网更加注重软件、网络、大数据等对工业领域服务方式的颠覆——同德国强调的“硬”制造不同，“软”服务恰恰是软件和互联网经济发达的美国最为擅长的。
2011年，GE在美国加州硅谷建立全球软件研发中心，开发工业互联网，研发内容包括工业互联网平台的创建、应用以及数据分析，目前研发团队已经达到上千人。在2012年11月发布的名为《工业互联网——打破智慧与机器的边界》的报告中，GE预测：在美国，如果工业互联网能够使生产率每年提高1%~1.5%，那么未来20年，它将使美国人的平均收入比当前水平提高25%~40%；如果世界其他地区能确保实现美国生产率增长的一半，那么工业互联网在此期间将为全球GDP增加10万亿~15万亿美元——相当于再创一个美国经济。在这之后，GE又于2013年宣布将在未来3年投入15亿美元开发工业互联网。
“智能”是工业互联网的关键词。以飞机引擎为例，在商用航空领域，GE作为全球最主要的飞机引擎制造商，正在利用智能飞机引擎使飞机更“智能”。飞机引擎上的各种传感器能够收集飞机飞行时的各种数据，这些数据传输到地面，经过智能软件系统分析，就可以精确检测飞机的运行状况，甚至能预测飞机故障，并及时提示进行预防性保养等，这样不仅能提升飞机安全性，也能延长引擎的使用寿命。
然而，这样的“智能”所带来的变化并不仅仅停留在产品层面，更重要的是它正在改变工业企业的商业模式——从销售产品变为销售服务。“在GE飞机引擎整个产品生命周期的价值创造中，物理产品的销售只占30%，引擎的保养、维修等服务则占总收入的70%，我们的主要利润点在服务，而不在引擎产品本身。”GE软件卓越中心总经理说。
美国辛辛那提大学（University of Cincinnati，UC）先进工业技术研究所首席教授李杰用“煎蛋模式”来阐述未来制造中产品和服务的关系：“产品相当于蛋黄，而由品牌、服务创造的价值则是蛋白，德国人一直以来最擅长做蛋黄，但卖产品只能赚一次钱，工业4.0让他们在考虑如何做蛋白；而GE的模式则是蛋黄加蛋白。只要掌握足够的数据，拥有足够的创新能力，蛋白可以做得很大。”
无论是德国的工业4.0还是美国的工业互联网，都从一个侧面说明，欧美国家在发展先进制造业方面可谓不遗余力，它们的核心目标是要巩固各自在全球的领先地位，它们都强调信息通信技术（Information Communication Technology，ICT）和制造业的结合，都强调标准和人的作用，甚至在构建产业联盟等做法上也颇为相似。德国基于其极为出色的装备制造业基础和发达的信息化基础，重视发展智能装备和智能生产过程；美国依赖其在信息通信技术方面无与伦比的实力和创新力，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——相较两者，德国的工业4.0偏中观和微观，美国的工业互联网则更为宏观。
然而，不论双方的侧重点何在，这场没有硝烟的“世界大战”才刚刚拉开序幕，胜负远未定夺……