制造业的数字化、网络化、智能化发展正在改变产业结构的调整和人们制造产品的方式。在此背景下，全球正掀起新一波自动化技术热潮，越来越多国家加入这场热潮，英国政府推出了“高价值制造”战略，美国推出了“工业互联网”概念、德国提出了“工业4.0”战略来推进制造智能化的发展。
一、世界先进国家智能制造发展路径
（一）英国--“高价值制造”战略
英国是世界上第一个发生工业化革命的国家，工业为英国带来了诸多社会财富和经济财富。然而，随着全球化、国际金融危机、过度依赖服务业等问题的出现，以制造业为主的工业开始下滑，国家经济受到巨大冲击。为促进制造业回流，抢占制造业新的制高点，力保“世界工厂”和“现代工业革命的摇篮”的美誉，英国政府试图将已经转移到其他国家的工厂、生产线和业务搬回本国，并推出了“高价值制造”战略，希望鼓励英国企业在本土生产更多世界级的高附加值产品，以加大制造业在促进本国经济增长中的作用。目前，“高价值制造”战略已进行到第二期（2012-1015年）。
应用先进的技术和专业知识，以创造能为英国带来持续增长和高经济价值潜力的产品、生产过程和相关服务被称之为“高价值制造”。
英国政府推出了系列资金扶持措施，保证高价值制造成为英国经济发展的主要推动力，促进企业实现从设计到商业化整个过程的创新：在高价值制造创新方面的每年直接投资翻番，约5000万英镑；重点投资能保证英国在全球市场中占据重要地位的技术和市场；列出了22项“制造业能力”标准作为投资依据，以此衡量某项投资的价值性；投资高价值制造弹射创新中心,为需要进行全球推广的企业提供尖端设备和技术资源；开放知识交流平台，包括知识转化网络、知识转化合作伙伴、特殊兴趣小组、高价值制造弹射创新中心等，帮助企业整合最佳创新技术，打造世界一流的产品、过程和服务。
在2013-2014年期间，英国资助了14个创新中心、特殊兴趣小组等机构的建设，涉及领域包括：生物能源、智能系统和嵌入式电子、生物技术、材料化学等等。
（二）美国--“工业互联网”
美国是国际智能制造思想的发源地之一，美国政府高度重视智能制造的发展，并把它作为21世纪占领世界制造技术领先地位的基石。从上世纪90年代开始，美国国家科学基金(NSF)就重点资助有关智能制造的多项研究，项目覆盖了智能制造的绝大部分，包括基于多施主(multi-agent)的智能协作求解、智能并行设计、物流传输的智能自动化、制造过程中的智能决策等。2005年，美国国家标准与技术研究所(NIST)提出了“聪明加工系统(smart machining system，SMS)”研究计划。
之后的几年中，美国不断推陈出新。2011年，美国总统奥巴马宣布实施包括工业机器人在内的先进制造联盟计划，立即得到同日由美国智能制造领导联盟发布的《实现21世纪智能制造报告》的积极响应。报告描绘了该领域未来的发展蓝图，确定十大优先行动目标，意在通过采用21世纪的数字信息技术和自动化技术，加快对20世纪的工厂进行现代化改造，以改变传统的制造方式提高经济、效率和竞争力方面的多重效益。
2012年，“创客运动”凭借准入门槛低、创新快、创新精神强烈的优势蓬勃兴起，推动了互联网和制造业的融合。鉴于创客运动的巨大影响，自2012年奥巴马政府上台开始，开展了一个新项目，将在未来四年内将“创客空间”引入美国1000所学校，配备激光切割机和3D打印机等数字制造工具。今年6月18日，美国白宫首次举办了创客嘉年华，奥巴马出席活动并宣布了由白宫主导的推动创客运动的整体措施，包括：一是支持由创客（Maker）创立的初创企业及新型雇佣关系，超过13个政府机构以及Etsy、Kickstarter、Indiegogo、Local Motors等企业会向创客提供一系列的支持服务。二是大幅提升学生成为创客的机会。美国教育部及5个机构将与150所以上的大学、130间以上的图书馆以及Intel、Autodesk、Disney、Lego、3D System、MAKE﹝Maker Media﹞等主要企业一同参与创立更多的创客空间（Maker Space），增加教导创作的教育者，使学生更容易找到管道接触实现自己发想的工具或是指导。三是邀请创客解决大众的迫切问题。向开发支持患者医疗新器材、参与宇宙开发、以及在国内外开发以低成本改善世界各处弱势族群生活的技术的创客们寻求协助。
同时，美国通用电气公司（GE）在世界各地大力推动他们关于产业设备与IT融合的新理念--“工业互联网”，将其定位为一场新的“革命”，旨在通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业，并计划未来三年在工业互联网上投入15亿美元。目前，GE公司在工业互联网方面开展了三项主要行动：一是推动大数据与分析平台。为了研发出适应大数据时代的工业互联网，GE准备与AWS共同开发“Predictivity”平台。通过GE Predictivity服务，航空公司、电力公司将能够在云中管理、运营喷气发动机和燃气枪机等机器，从而减少故障、停机时间，提高生产率，让工业运营从被动的应对模式转向预测模式。二是提升软件、分析及云计算技术能力。通过与埃森哲、亚马逊、Pivotal、AT&T、思科、英特尔等公司共同合作开发的方式，提升软件、分析和云能力。三是针对行业特点推出工业互联网产品。目前该公司已经推出24种工业互联网产品。
（三）德国--“工业4.0”
德国经济增长的动力主要来源于制造业的发展，是全球制造业中最具竞争力的国家之一。在新时代发展压力下，为进一步增强国际竞争力，确保德国制造的未来，德国政府提出了“工业4.0”战略。
“工业4.0”概念诞生于2005年德国人工智能研究中心开发的Smartfactory成立之际，其最终目的是在工业生产过程中实现人工智能技术以及网络技术的广泛应用。2011年德国政府将上述目的定位为一项高科技技术战略，并取名为“工业4.0”。在2014年4月的汉诺威工业博览会上，“工业4.0”成为了大会的主题。德国“工业4.0”战略的核心内容可概括为：建设一个网络、研究两大主题、实现三项集成。
建设一个网络：信息物理系统网络。信息物理系统包括了智能机器、仓储系统以及生产设备的电子化，并基于通信技术将其融合到整条网络，涵盖内部物流、生产、市场销售、外部物流以及延伸服务，并使得他们相互之间可以进行独立的信息交换、进程控制、触发行动等，以此达到全部生产过程的智能化。CPS可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起，从而创造物联网及服务互联网，并将生产工厂转变为一个智能环境。这是实现工业4.0的基础。
研究两大主题：智能工厂和智能生产。“智能工厂”的侧重点在于智能化的生产过程及其系统集成，最终实现生产设施的网络化和分布式。“智能生产”的侧重点在于将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程，从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。生产流程智能化是实现工业4.0的关键。
实现三项集成：横向集成、纵向集成与端对端的集成。“横向集成”是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务；“纵向集成”是基于未来智能工厂中网络化的制造体系，实现个性化定制生产，替代传统的固定式生产流程(如生产流水线)；“端对端集成”是贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将最大限度地实现个性化定制。
同时，“工业4.0”战略提出将通过8项行动来保障“工业4.0”的实现，包括：标准化和参考架构、管理控制系统、为工业建立全面宽频的基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的专业发展、监管框架、资源利用效率。
二、经验与启示
网络智能制造是中国制造的未来，是中国制造业调整结构、转变发展方式的新机遇和新挑战，也是中国制造跨越的关键核心所在。上述世界先进国家对未来制造业发展和相关问题的战略布局和对策，对同为制造大国的中国而言，值得我们高度关注并认真借鉴。
（一）着力推进信息化和工业化深度融合，打造制造业升级版
为保持本国制造业领域领先地位，美、英、法、德、日等国都确定了适合本国国情的国家战略，争夺新一轮技术与产业革命的话语权。如德国立足制造业这一传统优势，在吸收美国提出的cps概念的基础上，将实现的愿景建立在已证明有效的现有体制、机制和技术上升级改造，特别提出了“工业4.0”战略，其目的就是要争夺话语权，为德国的新技术与产品出口创造机会。
美国的“工业互联网”、德国的“工业4.0”与我国提出的两化深度融合战略有很多相似之处。虽然我国两化融合和两化深度融合概念已经提出已久，但战略设计、组织保障、发展方向等方面的认识还没有达到一定水平，还没有上升到争夺全球产业革命的话语权的高度去规划设计。我们必须向德国、美国学习，立足充分发挥中国制造业的现有优势，深刻认识和把握制造业发展新趋势，深入实施创新驱动发展战略，大力推进信息化和工业化深度融合，打造制造业升级版。并且，整合世界先进国家在工业和科技创新方面的资源，加大创新性改造，积极参加国际性战略研究，力争在全球建立自身的话语权。
（二）开展智能制造重大专项工程，探索应用发展模式
目前，越来越多的国家意识到，信息技术的发展和应用正以前所未有的广度和深度，加快推进制造业生产方式、发展模式的深刻变革。组织实施智能制造是提高生产效率、产品质量、产业链价值和核心竞争力的必由之路。当前，我国在智能测控、数控机床、机器人、新型传感器、3D打印等领域，初步形成完整的产业体系。但总体看，我国制造业发展仍然以简单地扩大再生产为主要途径，通过智能产品、技术、装备和理念改造提升传统制造业的任务艰巨而迫切。建议以推广普及智能工厂和智能制造模式为重点，分领域组织实施智能制造推进工程。加强技术攻关，选择电子、汽车、机床、航空、机械、纺织、冶金、石化等重点行业，通过两化深度融合、工业转型升级、智能制造装备发展、物联网等专项，围绕推广普及智能制造单元-智能车间-智能工厂-智能制造系统，组织开展装备智能升级、工艺流程再造、基础数据共享、远程诊断维护等试点，探索应用模式，形成一系列成熟的可复制推广的应用模板，推动制造业向智能化发展转型。
（三）加强标准规范制定和推广，促进跨界互联互通
德国把标准化排在为推进工业4.0需要在关键领域采取的8项行动的首位，工业4.0工作组还建议在工业4.0平台下成立一个工作小组，专门处理标准化和参考架构的问题。为此，2013年12月，德国电气电子和信息技术协会发表了“工业标准化路线图”。在我国，信息化和工业化的深度融化提速促使标准规范不一致的问题日益突出。工业领域缺乏行业性的智能制造标准规范，企业在跨系统、跨平台集成应用时面临很多复杂的技术难题，有的甚至需要推倒重来。
未来，我国在推进两化深度融合的具体实践中，应高度重视标准在工业转型升级、两化深度融合战略和战略性新兴产业发展中的引领作用，及时制定出台两化深度融合标准化路线图。组织有实力的企业联合行业协会、科研院校、专业机构等行业资源共建产业发展联盟，推动行业标准制定和升级，实现行业间网络、技术等互联互通。在国内加强标准化研究的同时，还要努力推进标准的国际化建设，使中国设立的标准走向世界，得到国际上的广泛支持和应用，以夺取战略性新兴产业发展的全球制高点。
（四）多方联动推动制造业的智能化、网络化、创新发展
美国成立了工业互联网联盟，该联盟是一个开放性的会员组织，由企业、研究人员和公共机构组成，意在为企业和高校研究人员创建互联网工业应用的标准和最佳样本提供框架支持。自2014年4月成立以来已拥有超过50名成员，其中包括AT&T、思科、通用电气、英特尔和IBM等多家科技巨头，并且已多个重大项目正在实施中 。同样，德国“工业4.0”的提出得益于“官产学研”各方面的支持。德国联邦政府已责成教育和研究部与经济部牵头共同推进该战略，在《高技术战略2020》框架下先期投资2亿欧元。在“智能工厂”项目中有从西门子、博世力士乐到菲尼克斯电气等知名企业，有隆德大学、凯泽斯劳滕工业大学、弗劳恩霍夫研究所等科研机构，欧盟、德国联邦教育和研究部等也在推动者名单上显而易见。
我国应充分吸收和借鉴发达国家“官产学研用”的多方联动模式，抓住工业转型升级的关键环节，通过引导和支持企业与高校、科研院所联合，将政府的创新资源和战略、高校研究机构的成果和企业的生产能力有机结合起来。以市场应用为导向，选择重点行业和关键技术领域进行试点，以行业骨干企业为龙头，联合科研实力雄厚的大学和科研机构，组建多种形式的产学研研发联盟，开展新产品、新技术、新工艺研究开发和应用推广项目，通过优势互补、协同创新，开展联合攻关，风险共担和利益共享，共同发展的产学研联盟，推动产学研合作由短期合作、松散合作、单项合作向长期合作、紧密合作、系统合作的转变。
