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2011年6月，美国确定了智能制造的4个优先行动计划。在搭建工业建模与仿真平台方面，为虚拟工厂和企业创建社区平台（包括网络、软件），开发用于生产决策的下一代软件和计算架构工具箱，将人类因素和决定融入工厂优化软件和用户界面中，为多个行业扩展能源决策工具的可用性。在工业数据采集和管理系统方面，为各个行业建立一致的、有效的数据模型，如数据协议和接口、通信标准等。在业务系统、制造工厂和供应商集成方面，通过仪表板报表、度量、常用的数据架构和语言等优化供应链绩效。在智能制造的教育和培训方面，加强建立智能制造的人才队伍，如培训模块、课程、设计标准、学习者接口。2012年，通用电气提出工业互联网（Industrial Internet）概念，工业互联网是开放、全球化的网络，将机器和先进的传感器、控制和软件应用进行连接，提高生产效率、减少资源消耗。2014年4月3日，IBM、思科、通用电气和AT&T组建工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC）。该联盟采用成员开放制，建立一个打破科技壁垒的团体，以更好地推动现实物理世界和数字世界间大数据的整合。
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美国在2008年金融危机后也相继提出了一系列的重振制造业政策。美国重振制造业的主要政策如表1-1所示。
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表1-1 美国重振制造业的主要政策
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3.总体情况
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美国在智能制造技术的理论和应用研究方面长期处于世界领先地位，人工智能、控制论、物联网等智能技术的基础多数起源于美国。美国在智能产品的研发方面也一直走在全球前列，从早期的数控机床、集成电路、PLC，到如今的智能手机、无人驾驶汽车以及各种先进的传感器，均来自于美国高校的实验室和企业的研发中心。在基础元器件领域，不仅有艾默生、霍尼韦尔这样的工业巨头，更有大量专注于某一领域的优秀小企业。在数控机床方面，拥有MAG、哈挺、哈斯、格里森等一批知名企业，工业机器人也拥有American Robot等知名企业。在工业软件方面，全球大多数研发设计软件、管理软件和生产制造软件的实力企业来自于美国。而美国重返制造业的典型特点是利用现有的先进信息、软件技术来改造现有的制造业，使得美国智能制造技术产业保持全方位、高水平发展。
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美国的IBM、思科、通用电气和AT&T等软件公司也是用工业互联网来改造制造业，如特斯拉电动汽车及谷歌自动驾驶汽车都将像手机/计算机一样成为互联网中的移动终端，用信息化带动制造业的发展，加快调整产品业务发展战略，不断加强跨行业的合作，在发挥各行业自身优势的同时推进制造业向智能化、网络化方面发展。
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1.1.2 欧洲智能制造的发展与应用
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1.背景
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制造业在欧洲的经济中所占的比例很大，欧洲地区国民生产总附加值的15%是由制造业产生的。同时，80%的创新以及75%的出口都来自工业领域。考虑其对服务的影响，工业可以看作是欧洲的社会引擎、经济引擎。近年来，欧洲制造业面临的压力越来越大，特别是亚洲国家的制造业越来越多地参与到国际市场中，导致欧洲的制造业竞争力不断降低。到2011年，世界制造业的总增加值增至6.577万亿欧元，新兴经济体占世界制造业增加值的份额也已增至40%，亚洲（除日本外）的制造业份额已从1991年的8%增至31%，而西欧的制造业增加值份额从1991年的36%下降到25%。“去工业化”困扰着欧洲各国政府，欧盟委员会必须立即采取行动刺激工业发展。
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英国是全球最早进行工业革命的国家，曾经被称为“现代工业革命的摇篮”和“世界制造工厂”，它的现代化发展和财务绝大多数来源于制造业。然而，在出现第三产业和金融业后，英国制造业开始低迷，尤其是1980年中后期，英国当局开始实施去工业化的策略，即重新调整和布局产业结构来发展虚拟经济。随着时间的推进，英国已完成了去工业化的历程，20年前英国经济比重中生产制造业占22%，现在这个比例降到10%。现在英国的制造业从业人员数量为300万，而30年前却为500多万人。英国在2008年金融危机中损失惨重，国家当局认识到要想强大和富民必须靠制造业这一理念。因而，英国的官员、机构和学者等都呼吁重回制造业。以此为依托，英国开展“再工业化”。英国部门还发布了新的经济发展策略，其主要内容是增大工业在经济结构中的比重和打造高水平的制造业，在创造、升级上做足准备；减轻服务业、第三产业、金融业在经济中的比重，使国家的经济发展进入常态。
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德国传统工业在世界上举足轻重，在核心竞争中占有优势，随着新一代物联网技术与工业的深度融合，物品、设备、工艺和服务的智能化逐渐发展，德国各界对能否跟上时代发展的步伐深感忧虑并产生深刻的危机意识。网络通信技术在全球新一轮工业变革中占有主导地位，作为世界的制造业强国，在新一轮技术变革中能否找到工业发展的道路并引领全球工业的发展是德国广泛关心的问题。针对世界新一轮网络技术与工业技术的不断融合，德国有巩固和加强技术优势的机会。主要优势表现在工业软件、工业电子和制造技术上。传统制造技术与工业软件、工业电子技术的组合，为德国在智能装备竞争上带来了机会。当全球都提出智能制造、工业互联网、能源互联网等新理念时，德国是传统工业的强者，它需要拥有传统制造业和未来制造业发展的新理念，抢占发展理念的优势，并继续使德国制造业处于世界领先地位。在这一背景下，德国工业4.0的概念出现了。
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20世纪80年代以后，法国首先开始“去工业化”，这使得制造业从业职位从1980年的510万下降到2013年的290万，制造业增长值占GDP比重从20.6%下降到10%。尽管法国工业有着辉煌的历史，但必须指出的是，过去的十年是法国工业“失去的十年”，随着新兴国家的崛起和英美德等国“再工业化”的推进，法国一流工业强国的地位岌岌可危。2008年国际金融危机爆发后，法国制造业延续了下滑走势，2008~2012年，制造业就业率和增长值占比分别降低了1.3%和1.8%。同时，利润率加速下滑，劳动生产率增长持续减缓（2007年以来的增加率仅为0.9%，而2001~2007年的增加率为3.1%），德国、英国等其他欧洲地区的情况也与此相同。2010年9月，法国在“新工业政策”中明确将工业置于全国成长的中心位置，提出了法国一定要执行再工业化。
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2.发展历程与支持政策
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欧洲早在1982年制定的信息技术发展战略计划中就强调了面向未来制造核心技术的开发。由德国、法国和英国发起的主题为“未来的工厂”的尤里卡项目将相关制造方面的研究与开发作为重点。从1984年起，欧盟制定了七个研发框架计划（FP1~FP7）（1984~2013年）及“地平线2020”（2014~2020年）科技发展计划，重点在于先进/智能制造技术及其工业技术成长规划，如表1-2所示。
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表1-2 历次欧盟研发框架计划及“地平线2020”
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为促进制造业回流，抢占制造业新的制高点，力保“全球工厂”和“当代工业革命的摇篮”的荣誉，英国试图将已经挪到其他地区的公司、生产线和交易搬回本国，推出了“高价格制造”策略，期望鼓舞英国公司在本国制造出更多全球级的高附加值产品，以加大制造业在促进本国经济发展中的作用。2012~2014年，英国帮助了14个创造企业、特殊兴趣小组等机构进行建设，涉及范围包含能源、智能制造和嵌入式系统、生物技术、原料化学等。英国启动了对未来制造业开展预知的策略研究项目，即英国制造2050。该项目是定位于2050年英国制造业成长的一项长久策略研究，通过分析制造业面对的问题，提出英国制造业发展与苏醒的政策。该项策略研究于2012年1月启动，2013年10月形成最后报告《未来制造业：一个新时代给英国带来的时机与质疑》（《The Future of Manufacturing：A New Era of Opportunity and Challenge for the UK》）。该报告认为制造业并不是传统含义上的“制造之后再售卖”，而是“服务再制造（以生产为核心的价值体系）”，主要致力于4个方面：更快速、更灵敏地回应客户的需求；把握新的市场机遇；可持续发展；加大力度培养高素养的劳动力。2014年，英国贸易、创造和技能部发布了《工业策略：国家与工业之间的合作关系》，旨在加强英国制造业的竞争性，促使其可持续成长，并减少未来的不确定性。
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德国在20世纪90年代提出了面向制造业升级的“制造2000计划”等，在21世纪又提出以提升信息化水平为宗旨的《2006年德国信息社会行动纲领》《2006—2010信息化行动计划》等。2000年1月，德国发布了“微系统技术2000”规划，该规划为期4年，旨在开展微系统技术和物品的真实使用，扩大微系统技术在经济和社会中的普遍影响。2006年，德国初次从政府层面提出了《德国高科技策略》。《德国高科技策略》中多次提到应加强创新，在新一轮工业革命中与美国、日本、中国展开竞争，抢占市场先机和价值链高端。2008年，德国政府针对中小企业制定核心创造计划（Central Innovation Programme）。2010年12月，德国联邦经济和技术部发布了新的信息化策略——数字德国2015（Digital Germany 2015），提出通过数字化得到新的经济成长和就业机遇，具体内容包含：成长电子能源（E-energy）和智能电网；研究电动车，建设智能交通体系；将云计算技术应用于工业领域中。德国2010年还提出《思维·创造·生长——德国2020高科技策略》，讨论了德国和全球目前以及将来所面临的困难，提出了研究和创新措施，并确定了五个关键研究领域。在2011年的汉诺威工博会上，德国首次提出“工业4.0”概念，旨在利用物联网技术提高德国制造业水平，这一概念恰好符合了德国行业主管部门的宏观策略思想。2012年，德国将“工业4.0”正式纳入《德国高科技行动规划》中，“工业4.0”由此成为国家策略，由教育及研究部和经济及科技部共同主持，整合传统制造业、电信业，成立产官学共同平台，以西门子、SAP、博世等大公司带小公司的途径向前进行。在2013年的汉诺威工博会上，德国“工业4.0平台”发表了题为《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”策略的建议》的报告，指出要依靠物联网和制造业服务，并提出了一个明确的执行方向。2014年3月，德国工业4.0科学顾问委员会发布了《白皮书》，提出了关于人、技术及组织的17个重要问题，呈现了一个全新的工业蓝图。德国经过近十年的发展，为保证本土智能制造的竞争优势和市场地位，实施的工业4.0策略在各方面均处于世界前列。2014年8月，德国政府发布《数字化议程：2014—2017》。2014年9月3日，德国提出了新的高科技策略，指出科研结果要加快市场化和产品化，改良创造环境，所关注的领域主要有数字经济、可持续经济与能源、创造工作与医疗、移动智能设备和公民安全。2014年德国在此方面投资110亿欧元。
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2010年9月，法国政府在“新产业政策”中明确将工业置于国家发展的核心位置，提出了法国必须进行再工业化。2012年5月16日，法国总理让·马克·艾罗完成组阁，原“超级大部”经济、财政和工业部一分为二，其职责由新成立的生产振兴部和经济、财政与对外贸易部取代。生产振兴部的设立意在重振法国工业。法国政府于2013年9月推出了《新工业法国》战略，旨在通过创新重塑工业实力，使法国处于全球工业竞争力第一梯队。该战略为期十年，主要解决三大问题（能源、数字革命和经济生活），共包含34项具体计划，展现了法国在第三次工业革命中实现工业转型的决心和实力。2015年5月，法国推出“未来工业”战略，覆盖了新型物流、新型能源、可持续发展城市、生态出行/未来交通、未来医疗、数据经济、智慧物体、数字安全和智慧饮食9个信息化项目，旨在通过信息化改造产业模式，实现再工业化的目标。根据计划，2015年秋，法国“未来工业”项目正式和德国工业4.0项目建立合作关系；2016年2月，法国公布“未来工业”标准化战略。对于“未来工业”的宣传推广，法国也将仿照德国汉诺威工业博览会模式，举办类似的大型活动。欧盟及欧洲各国相继出台相关智能制造行动计划，汇总如表1-3所示。
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表1-3 欧洲各国智能制造行动计划汇总
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3.总体情况
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