在美國，“工業(yè)4.0”的概念更多的被“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”所取代，盡管稱呼不同，但這兩個概念的基本理念一致，就是將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體連接，形成更具有效率的生產(chǎn)系統(tǒng)。
從政策層面來講，美國政府在金融危機(jī)后將發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)上升為國家戰(zhàn)略，希望以新的革命性的生產(chǎn)方式重塑制造業(yè)。從行業(yè)層面上看，行業(yè)組織工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的組建，宣告了企業(yè)界進(jìn)軍工業(yè)4.0時代的號角吹響。與德國強(qiáng)調(diào)的“硬”制造不同，軟件和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國更側(cè)重于在“軟”服務(wù)方面推動新一輪工業(yè)革命，希望用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)工業(yè)，保持制造業(yè)的長期競爭力。
政府戰(zhàn)略推動創(chuàng)新
為應(yīng)對新科技產(chǎn)業(yè)革命，爭奪國際產(chǎn)業(yè)競爭話語權(quán)，美國將重振制造業(yè)作為近年最優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。金融危機(jī)后，美國政府出臺了一系列法案，著力興建制造業(yè)創(chuàng)新研究中心，希望以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)，推動美國經(jīng)濟(jì)再次走上可持續(xù)增長之路。
2009年4月，剛剛出任美國總統(tǒng)的奧巴馬發(fā)表演講，提出將重振制造業(yè)作為美國經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。同年12月，美國政府出臺《重振美國制造業(yè)框架》，詳細(xì)分析了重振制造業(yè)的理論基礎(chǔ)及優(yōu)勢，成為美國發(fā)展制造業(yè)的戰(zhàn)略指引。隨后奧巴馬政府從戰(zhàn)略布局、發(fā)展路徑到具體措施，逐步鋪展，完成了制造業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃部署。
2011年6月，美國正式啟動“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”，旨在加快搶占21世紀(jì)先進(jìn)制造業(yè)制高點(diǎn)。2012年2月進(jìn)一步推出“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃”，通過積極政策，鼓勵制造企業(yè)回歸美國本土。上述計(jì)劃包括兩條主線，一是調(diào)整、提升傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)及競爭力，二是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提出發(fā)展包括先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺、先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)。
2012年3月，奧巴馬首次提出建設(shè)“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”，建立最多45個研究中心，加強(qiáng)高等院校和制造企業(yè)之間的產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合。2013年1月，美國總統(tǒng)執(zhí)行辦公室、國家科學(xué)技術(shù)委員會和高端制造業(yè)國家項(xiàng)目辦公室聯(lián)合發(fā)布了《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)》，投資10億美元組建美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(NNMI)，集中力量推動數(shù)字化制造、新能源以及新材料應(yīng)用等先進(jìn)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，打造一批具有先進(jìn)制造業(yè)能力的創(chuàng)新集群。
這一創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括：開發(fā)碳纖維復(fù)合材料等輕質(zhì)材料，提高下一代汽車、飛機(jī)、火車和輪船等交通工具的燃料效率、性能以及抗腐蝕性;完善3D打印技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、材料和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)利用數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)行低成本小批量的產(chǎn)品生產(chǎn);創(chuàng)造智能制造的框架和方法，允許生產(chǎn)運(yùn)營者實(shí)時掌握來自全數(shù)字化工廠的“大數(shù)據(jù)流”，以提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化供應(yīng)鏈，并提高能源、水和材料的使用效率等。
過去兩年中，上述規(guī)劃已逐步展開。2012年8月，美國政府和私營部門聯(lián)合出資8500萬美元成立了“國家3D打印機(jī)制造創(chuàng)新研究所”。2013年5月，美國政府宣布提供2億美元聯(lián)邦資金，成立“輕型和當(dāng)代金屬制造創(chuàng)新研究所”、“數(shù)字制造和設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究所”和“下一代電力電子制造研究所”等三個制造業(yè)創(chuàng)新中心。今年2月又成立了復(fù)合材料制造業(yè)中心。
據(jù)美國智庫威爾遜中心發(fā)布的《全球先進(jìn)制造業(yè)趨勢報告》，美國研發(fā)投資量位于世界首位，其中四分之三投向制造業(yè)，在合成生物、先進(jìn)材料和快速成型制造等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。分析人士認(rèn)為，在政府和私營部門的大力推動下，美國很有可能出現(xiàn)以無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全覆蓋、云計(jì)算大量運(yùn)用和智能制造大規(guī)模發(fā)展為標(biāo)志的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。
產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟打通技術(shù)壁壘
與德國工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的“硬”制造不同，軟件和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國更側(cè)重于在“軟”服務(wù)方面推動新一輪工業(yè)革命，希望借助網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的力量提升整個工業(yè)的價值創(chuàng)造能力。可以說，美國版的工業(yè)4.0實(shí)際上就是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”革命。而在此過程中，除了美國政府的政策扶持外，行業(yè)聯(lián)盟的率先組建成為發(fā)展的重要推手。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念最早由通用電氣于2012年提出，隨后美國五家行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)手組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來。除了通用電氣這樣的制造業(yè)巨頭，加入該聯(lián)盟的還有IBM、思科、英特爾和AT&T等IT企業(yè)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟采用開放成員制，致力于發(fā)展一個“通用藍(lán)圖”，使各個廠商設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。該藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)不僅涉及Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還包括諸如IT系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲容量、互連和非互連設(shè)備的功率大小、數(shù)據(jù)流量控制等指標(biāo)。其目的在于通過制定通用標(biāo)準(zhǔn)，打破技術(shù)壁壘，利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)工業(yè)過程，更好地促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。
盡管上述標(biāo)準(zhǔn)的建立和最終批準(zhǔn)可能需要幾年時間，但一旦這些標(biāo)準(zhǔn)建立起來，將有助于硬件和軟件開發(fā)商創(chuàng)建與物聯(lián)網(wǎng)完全兼容的產(chǎn)品，最終結(jié)果可能是實(shí)現(xiàn)傳感器、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、云計(jì)算系統(tǒng)、大型企業(yè)、車輛和數(shù)以百計(jì)其他類型的實(shí)體得以全面整合，推動整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的效率全面提升。
