在金融危机之前，随着第三次科技革命的发展，美国依靠以互联网为代表的虚拟经济获得了巨大的经济利益，而制造业则被视为“夕阳产业”，陆续从美国本土淡出。但是自2008年次贷危机引发全球金融危机后，美国政府认识到只有制造业与互联网的共同发展才能让美国保持长期的优势地位，政府也开始重新审视制造业的发展，把发展先进制造业上升到国家战略层面，开展了一系列“再工业化”的改革浪潮。美国政府相继提出了先进制造业伙伴计划和工业互联网，旨在将人、数据与智能设备衔接，以交换数据来驱动制造业智能转型，通过全新的生产方式和模式重塑制造业，促使制造业回流美国。由政府主导的先进制造业伙伴计划和产业界主导的工业互联网共同构成了美国版的工业4.0。

1．先进制造业伙伴计划

在金融危机之后，美国为了重振制造业的发展，陆续出台了一批发展战略和计划，希望通过这些战略和计划的实施推动美国经济复苏和发展。

2009年4月，奥巴马上任之初就把重振制造业作为优势发展的国家战略，同年12月又发布了《重振美国制造业框架》，该方案详细分析了美国重振制造业的理论基础、优势与挑战，成为美国发展制造业的战略指引。2011年6月，美国启动了旨在抢占制造业上游控制权的“先进制造业伙伴计划”（Advanced Manufacturing Partnership，AMP）。2012年2月，推出了《先进制造业国家战略计划》，鼓励制造业企业回归美国本土。

2012年3月，美国政府首次提出建设“国家制造业创新网络”（National Network of Manufacturing Innovation，NNMI），将在全国建立45个研究中心，加强高等院校和制造业企业之间的产学联合。8月，美国政府出资8500万美元成立了国家“3D打印机制造创新研究所”，此后类似研究所陆续成立，如“轻型和当代金属制造创新研究所”“数字制造和设计创新研究所”“新一代电力电子制造研究所”“复合材料制造研究所”等。2013年1月，《国家制造业创新网络初步设计》出台，美国将投资10亿美元用来组建制造业创新网络，主要集中力量推动数字化制造、新能源、新材料应用，打造一批具有先进制造业能力的创新集群。美国制造业创新网络与工业4.0极度吻合，里面涉及3D打印、数字化小批量生产、大数据等领域，可以说这是美国实施工业4.0的前奏。

2015年10月，美国推出《美国创新战略》，目的是为了视线投资创新、私营部门创新，从而营造成一个创新型国家，增加高质量的就业岗位，实现经济可持续增长，并且推动国家优先领域的突破。此外还强调美国先进制造业的领先地位，《美国创新战略》明确提出，“为了赢得未来，美国必须在创新、教育和建设上超越世界其他国家”。奥巴马提出要把美国GDP的3%投向研究和创新，成倍增加美国国家科学基金会、美国国家卫生研究所、能源部科学办公室等国家科研机构经费。在《美国创新战略》框架下，美国不断加大基础研究，保持了基础研究投入稳定增长的趋势。2018年，美国对基础研究经费投入289.4亿美元，占R&D总经费的比例为24.6%，为2010年以来的最高水平。

美国AMP战略制定了三大支柱，用以确保战略的实施，即：

加快创新：未来制造业将迎来智能化、网络化、互联化，技术创新则是实现未来制造的助推器，美国要保持制造业领导者地位必须依赖创新才能实现。举措包括：制定国家先进制造业战略，增加优先的跨领域技术研发投资，建立国家制造创新研究院网络，促进产业界和大学合作进行先进制造业方面的研究，建立促进先进制造业技术商业化的环境，建立国家先进制造业门户等。

确保人才输送：人才是保障国家具有创新能力的关键要素，而美国国情存在优秀人才不愿意进入制造业的弊端，因此保证人才输送是美国实现工业创新的关键。举措包括：改变公众对制造业的错误观念，利用退伍军人人才库，投资社区大学水平的教育，发展伙伴关系提供技能认证，加强先进制造业的大学项目，提出关键制造业奖学金和实习计划等。

改善营商环境：美国市场是一个充满竞争的管理资本主义市场，并以本土市场化自由化的营商环境为傲，为保证未来的美国制造，政府将会格外重视营商环境的改善。举措包括：颁布税收改革，合理化监管政策，完善贸易政策，更新能源政策等。

同时，美国AMP战略也提出了三大优先发展领域，即：制造业中的先进传感、控制和平台系统，虚拟化、信息化和数字制造，以及先进材料制造，具体情况如下表所示。

表1－1　美国AMP战略中的三大优先发展领域

2．工业互联网(www.daowen.com)

美国的工业互联网（Industrial Internet），试图将人、数据与智能设备衔接起来，形成开放而全球化的工业网络，通过互联网、大数据等新兴技术驱动制造业智能转型，完成对工业领域的颠覆。在美国，工业4.0在很多时候已经被工业互联网所代替，虽然两者基本理念相当，都是指将虚拟网络与实体连接，形成更具有效率的生产系统，但两者还是有很多区别。德国工业4.0是以制造业为主导，让互联网为制造业增加动力，相比德国，美国的工业互联网更加注重“软”的方面，是以互联网为主导，向制造业进行渗透。

美国提出的工业互联网专注于工业制造企业的整个生态链的智能转型，以信息化手段支撑，从资产优化和运营优化两个角度带来更多的效率提升，机器提升、成本降低和核心能力的提升。工业互联网信息化的手段做支撑驱动着整个工业制造型企业的生态链，可提升其整体产能转型，其落脚点在资产优化和运营优化，进而带来产业转型。由此，可以看出美国工业互联网有三个核心元素，即：

智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。

高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学、电气工程及其他关键学科的深厚专业知识来理解机器与大型系统的运作方式。

工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护，以及高质量的服务与安全保障。

美国的工业互联网主要包含以下三个特点：

第一个特点是覆盖范围广。工业互联网以市场需求和行业为主导，更加贴近美国的信息技术优势。工业4.0的重点在生产制造精益化的整个流程，而工业互联网是覆盖制造企业的整个生态链，从产品的概念、设计、制造、生产，生产出来以后到供应链、物流管理，流向市场，覆盖的是制造型企业或者工业型制造企业的整个生态链，是一个更大的产业生态系统。

第二个特点是实现资产和运营优化。工业互联网的部署出发点在于理解现有的生产线和项目的瓶颈，通过软件和互联互通的方式实现优化，在不增加太多新投入的情况下，对现有资产进行优化扩大产出，进而有机会对整个生态链和资产的布局及生命周期进行优化。

第三个特点是更注重信息化技术的落地，更着力利用信息化技术推进工业制造进行转型升级，提升产能。工业互联网在工业的实践和IT领域不一样。IT领域比较推崇理念先行，快速迭代，它并不涉及重资产投入，重要的都是人力，而工业领域由于涉及的都是实体产业，有些还是国家核心经济，因此许多试验室的研发成果要先做很多验证才能做推广。

美国工业互联网概念是由通用电气公司在2012年提出的，之后在2014年4月10日，AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔美国五家行业龙头企业组建了工业互联网联盟（IIC）。工业互联网联盟是一个非营利性团体，采取开放成员制，通过各个厂商设备之间实现数据共享，共同打造一个“通用蓝图”。该蓝图的标准涉及英特尔网络协议、IT系统中的数据存储容量、互联以及数据流量控制等指标，通过这些通用标准可以打破技术壁垒，利用互联网技术来激活传统工业制造过程，达到虚拟数字世界和物理世界的完美融合，从而真正实现传统工业到工业互联网的变革，整个工业产业链的发展速度将会得到全面提升。

目前，中国电信、海尔、华为、中国信息通信研究院、中国科学院沈阳自动化研究所等中国企业和机构已经加入通用倡导的全球工业互联网联盟，它们将和全球工业互联网产业界同步分享最前沿的技术和资源。