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与前三次工业革命相比，对于第四次工业革命，各个国家政府都有积极参与和鼓励。无论是德国政府还是美国政府，都不遗余力地直接站在台前进行推动和宣传。应该说，这一次工业4.0能够在如此之短的时间里得到大量的关注，与政府的大力推动有着密切的关系。
对于像德国这样高度工业化的国家，制造业占据了其经济总量的22%之多（以2013年为例）。多年以来，德国不仅凭借一批制造业巨头称雄于世界，典型的例子莫过于汽车工业里的宝马、戴姆勒和大众，并且还拥有一大批在各个细分市场里稳居全球前三名的被喻为“隐形冠军”的中等规模的制造企业。这些以制造业为代表的实体经济，对于国家竞争战略来讲发挥着重要的作用。继续保持在制造业里的领先地位，是德国乃至整个欧洲的重要战略。欧盟在2012年提出一项计划，希望在2020年以前，将其制造业在经济总量中的比例由16%提升到20%。但是面对新技术和新趋势的来临，这些目标和计划的实现正在面临挑战。
如图1-29所示，从2007年开始，以机械设备领域为例，中国的销售额已经超过了德国，并快速接近整个欧盟的水平。在此基础上，2012年，中国的机械设备取得了6870亿欧元的销售额，超过欧盟27国，位居全球第一。同期德国机械设备销售额为2500亿欧元，位居第四。
图1-29 德国从2007年开始，在其最强的机械设备制造领域，其销售额就已经开始落后于中国，并且差距还在不断拉大
在销售额背后，其实是各个国家制造业竞争力的较量。根据德勤在2013年编制的全球制造业竞争力指数模型，在未来的5年里，各个国家的制造业竞争力指数排名还会发生变动。而德国、英国、法国等老牌欧洲制造强国的排名将会持续下降。中国制造业的竞争力预期将在未来数年继续维持第一名的领先地位，这主要受益于劳动力及原料成本优势、政府大力投资制造行业，以及完善的供应商网络（见图1-30）。而良好的政策环境——鼓励或直接投资科技、雇员教育和基础设施建设，均有利于提升中国的竞争力。
图1-30 中国的制造业竞争力指数已经稳居全球第一，而德/日/美均处于下降通道
这一趋势对于德国这样的以制造业为核心竞争力的国家来说是不能接受的。如图1-31所示，通过进一步分析可以发现，中国制造业的优势在于成本、市场和政府；而德国制造业在人才、经济与贸易、供应商、法律、医疗等方面依旧具有优势。工业4.0恰好利用了德国在这些方面的优势地位，通过应用以CPS为代表的一批新技术，改造和创新现有的制造过程，并打造新的以数字化为核心的商业模式，以让德国的制造企业在未来的市场竞争中继续保持领先地位。
具体来说，德国工业4.0在以下几个方面有着独特的优势。
·技术上的优势：无论是公共领域还是私人领域的研发，德国在国际上都处于高水平的地位。
·高端制造和CPS技术的优势：德国拥有一批具有超强创新能力的高端生产技术制造商和具有世界先进水平的嵌入系统。
·企业信息化管理的优势：德国在企业信息化管理软件以及网络安全技术上居于全球领先地位。
·体制和人才方面的优势：德国具有一个高效率的国家和区域的创新系统及人才优势，可以源源不断地进行创新。
图1-31 各国制造业竞争力要素的比较
除了德国，美国也开始重振其在全球制造业的领导职位。在20世纪第二次世界大战之后的50多年里，美国一直保持着世界制造强国的地位。但是从21世纪初开始，由于受到虚拟经济的发展、制造业成本上升、全球经济一体化等因素的影响和冲击，美国制造业出现了长达10年的衰退。经过2008年的金融危机，美国再次认识到制造业对于美国经济发展和保持强大综合国力的重要意义。美国政府于2009年提出了制造业振兴计划，并在2012年开始筹建数十个国家制造中心。
根据目前国内引用最多的波士顿顾问公司在2011年发布的报告，揭示了两个值得我们注意的趋势：一是高附加值、高技术含量的科技产业将向美国回流；二是劳动密集型产业将从中国转移至其他成本更低的发展中国家。由于中国近年来制造成本的快速上升，使得无法用生产率的提高来抵消，在中国生产的综合成本已经和美国部分州非常接近。从这里可见提升生产率的重要性。
作为振兴制造业战略的重点，美国非常重视先进制造业的布局和产业发展，并在整体规划和政策措施方面积极探讨对策。在2014年推出的《振兴美国先进制造业》2.0版本中，确立优先发展的三大技术领域的战略，包括先进传感器、控制和制造平台技术（Advanced Sensing，Control and Platforms for Manufacturing，ASCPM），可视化、信息化和数字化的制造技术（Visualization，Informatics and Digital Manufacturing，VIDM），以及先进材料制造技术（AMM）。其中，前两者与德国工业4.0的核心技术具有高度的相似性和相关性。
·先进传感器、控制和制造平台技术：这是新一代的基于网络的信息技术。随着新的产品和制造方法的出现，它创造了新的使用数据和信息的方法。这些技术实现了网络资产（Cyber Asset）和物理资产（Physical Asset）之间的无缝交互。这项技术关注嵌入式的传感器、测量和控制系统，以及可扩展的IT平台等方面。
·可视化、信息化和数字化的制造技术：该技术涵盖了从数字化设计，到原材料的计划、采购和交付，直至定制化产品制造的整个过程。该技术一方面涉足供应链效率，另一方面涉足产品设计、制造和上市的速度。这项技术关注嵌入到物料中的传感、测量和控制系统及技术。如果实现了强力的连接，可以达到提高生产率、加强产品和流程的敏捷性、增强环境的可持续性，并能改善能源和原材料的使用，取得更加安全的绩效和更好的经济效果。
关于ASCPM和VIDM的相关内容，将在本书的第14章加以介绍。