物聯(lián)網(wǎng)的概念不僅是一個(gè)逐漸形成并明確的過(guò)程，還是一個(gè)各領(lǐng)域相互借鑒、融合的過(guò)程。在不同的信息化領(lǐng)域，各行各業(yè)對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”都有自己的認(rèn)知和構(gòu)想。即使到今天，各領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的理解還有很大的差異性。

在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)之前，各領(lǐng)域各都有各自的稱謂，有三種定義較為明確：“M2M”、“IoT”、“CPS”。

1.M2M(machine to machine)

“M2M”的概念主要是由通信行業(yè)提出的。最初M2M主要是指：不具備信息化能力的機(jī)械設(shè)備通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）與其他設(shè)備或信息系統(tǒng)（IT系統(tǒng)）進(jìn)行通信。

通信行業(yè)認(rèn)為：網(wǎng)絡(luò)在滿足了人與人之間的通訊需求后，還可以使得“物與物（machine to machine)）”之間進(jìn)行通信聯(lián)結(jié)，構(gòu)成更高效的信息化應(yīng)用。此后，M2M的概念又延伸出了“人與機(jī)器(man-to-machine)”或“機(jī)器與人”的概念。

總體來(lái)說(shuō)，M2M就是指人、設(shè)備、信息系統(tǒng)，三者之間的信息互通和互動(dòng)。

M2M的概念主要強(qiáng)調(diào)的是通信實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)在其技術(shù)框架中處于核心地位。通過(guò)“無(wú)線連接”的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)“端到端”的可靠連接。在物與物“連接”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)集中監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程操作、物流倉(cāng)儲(chǔ)管理、移動(dòng)支付等應(yīng)用。

2.IoT（Internet of things）

IT行業(yè)內(nèi)認(rèn)為，IoT的概念最早可以追溯到1990年施樂(lè)公司的網(wǎng)絡(luò)可樂(lè)販?zhǔn)蹤C(jī)（Networked Coke Machine）。

而后，1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院自動(dòng)識(shí)別中心在RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)概念，在其定義中強(qiáng)調(diào)了“信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接”的理念。（原RFID物聯(lián)網(wǎng)定義：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。）

到如今，IoT是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、軟件企業(yè)、乃至整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)力推的物聯(lián)網(wǎng)概念。在實(shí)現(xiàn)了人與人的社交互聯(lián)后，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)希望物和物之間也能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。IoT的基礎(chǔ)任然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和發(fā)展方向。

IoT的概念主要強(qiáng)調(diào)的是互聯(lián)網(wǎng)交互，互聯(lián)網(wǎng)的全球化、開(kāi)放性、互操作性、社交性是支撐IoT理念的基礎(chǔ)。智能產(chǎn)品一旦有了“網(wǎng)絡(luò)身份”，便可以衍生出各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：產(chǎn)品租賃（共享智能產(chǎn)品）、信息服務(wù)（例如定位服務(wù)、電子支付、大數(shù)據(jù)分析）、可穿戴產(chǎn)品應(yīng)用等等。

3.CPS（Cyber Physical System）

2006年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的Helen Gill提出了CPS的概念，并將其列為重要的研究項(xiàng)目。由于CPS側(cè)重于研究工業(yè)、制造業(yè)中嵌入式、自動(dòng)化的信息系統(tǒng)，所以一開(kāi)始也被直觀地理解為“嵌入式物聯(lián)網(wǎng)”（從現(xiàn)在的信息行業(yè)角度來(lái)看，這種理解有些片面）。

在“Cyber Physical System”一詞中，“Cyber”指的是信息系統(tǒng)，“Physical”指的是物理系統(tǒng)（設(shè)備、環(huán)境、產(chǎn)生資料）。

CPS強(qiáng)調(diào)的是物理世界和信息世界之間實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的信息回饋、循環(huán)過(guò)程。

它深度融合了各類信息技術(shù)：傳感器、嵌入式計(jì)算、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件，使得各種信息化能力（3C:計(jì)算-Computer、通信-Communication和控制-Control）高度協(xié)同和自治，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)自主、智能、動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)化地監(jiān)視并改變物理世界的性狀。

CPS的目標(biāo)，就是實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)和物理世界、以及各信息系統(tǒng)之間的深度融合：在感知、互聯(lián)互通（標(biāo)準(zhǔn)的通信、應(yīng)用協(xié)議）、能力開(kāi)放（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)接口、API-應(yīng)用編程接口）、安全可控（身份認(rèn)證、安全加密）、應(yīng)用計(jì)算（數(shù)據(jù)計(jì)算、信息控制）的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出一個(gè)巨大的、融合的、智能化的生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)。

CPS所涵蓋的應(yīng)用范圍十分廣闊：從微小的納米機(jī)器人，到龐大的工程基建設(shè)備，從城市交通信息提供到遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療系統(tǒng)，交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、能源、國(guó)防、建筑、制造業(yè)流水線都是其涉足的領(lǐng)域。就目前來(lái)看，CPS更偏重于科學(xué)研究，M2M、IoT則更注重于工程技術(shù)的落地。

在工業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)系統(tǒng)在操控機(jī)械設(shè)備的同時(shí)，還接受并處理從物理世界反饋的信息（感知），生產(chǎn)操控中信息的“上傳”和“下達(dá)”具有高度的實(shí)時(shí)協(xié)同性。在“M2M”、“IoT”、“CPS”這三種概念中，CPS正是為滿足這種特性而設(shè)計(jì)的，也因此，被認(rèn)定為工業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)（IIOT），下一代工業(yè)體系中的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。

在工業(yè)領(lǐng)域中，未來(lái)的信息化應(yīng)用場(chǎng)景和CPS技術(shù)構(gòu)想有著很高的契合度，所以普遍認(rèn)為CPS是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。

雖然通信領(lǐng)域的M2M和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的IoT已經(jīng)先入為主，深得人心，在商業(yè)系統(tǒng)中和消費(fèi)市場(chǎng)上已經(jīng)呈現(xiàn)出了各式各樣的應(yīng)用和產(chǎn)品。但工業(yè)領(lǐng)域作為全球經(jīng)濟(jì)主動(dòng)脈，才是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（即CPS）發(fā)展的核心領(lǐng)域。

當(dāng)然M2M、IoT、CPS相互之間并不是孤立的，在它們當(dāng)中很多技術(shù)功能是相互交叉或互補(bǔ)的，它們都代表了重要的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，只是側(cè)重不同而已。

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)前期發(fā)展歷史

（1）工業(yè)4.0

“工業(yè)4.0”的稱謂源自德國(guó)。在2011年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，“工業(yè)4.0”第一次出現(xiàn)（來(lái)自《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》）。在2013年4月德國(guó)正式推出了“工業(yè)4.0”，并組建了一個(gè)由政府、企業(yè)、大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)共同參與的大項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，舉國(guó)上下共同推動(dòng)代表著工業(yè)4.0的相關(guān)工作，明確了工業(yè)制造智能化與數(shù)字化的發(fā)展道路。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的合作企業(yè)包括西門(mén)子、博世、大眾汽車(chē)、戴姆勒、漢莎航空等等，而研究機(jī)構(gòu)就是神秘而又著名的“弗勞恩霍夫研究所”。弗勞恩霍夫研究所作為主導(dǎo)研究機(jī)構(gòu)，參與了德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略（2013年）的起草，并落實(shí)到其下屬的多項(xiàng)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中。

2015年4月，德國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)部、教育研究部成為了工業(yè)4.0平臺(tái)的指導(dǎo)機(jī)構(gòu)。而后，工會(huì)組織也成為了平臺(tái)成員。

工業(yè)4.0隨后推出了描述工廠場(chǎng)景的參考架構(gòu)《Reference Architecture Model Industrie 4.0（RAMI4.0）》，它成了德國(guó)舉國(guó)推動(dòng)的一場(chǎng)“革命”。

從信息技術(shù)的角度來(lái)看，德國(guó)的工業(yè)4.0就是工業(yè)領(lǐng)域中面向全球、并基于人工智能的信息物理系統(tǒng)（CPS）。

（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industry Internet）

2012年，GE公司基于自身的“軟件夢(mèng)”（GE期望自己能夠轉(zhuǎn)型成為軟件業(yè)巨頭），提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。

2014年3月，美國(guó)五家頂級(jí)企業(yè)做為主要代表，發(fā)起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC）。這五家企業(yè)分別是GE、AT&T、IBM、Intel、思科，一開(kāi)始由GE主導(dǎo)。在此之前，后四家通信、IT公司都已經(jīng)有相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)概念提出，AT&T倡導(dǎo)“M2M”，IBM推出“智慧地球”，而思科打造了“IoE（Internet of Everything）”。

各家的概念不同，但愿景一致，其發(fā)展方向不僅是像工業(yè)4.0那樣實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的信息化和智能化，更是希望實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)整體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

IIC剛成立時(shí)和工業(yè)4.0不同，其主要成員集中在電信和IT領(lǐng)域，工業(yè)企業(yè)相對(duì)較少。到了2015年初，工業(yè)4.0平臺(tái)中的西門(mén)子、博世、SAP加入了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。

IIC主要的工作目標(biāo)是為物聯(lián)網(wǎng)制定標(biāo)準(zhǔn)，其在2015年6月4日，發(fā)布了第一版標(biāo)準(zhǔn)化的參考架構(gòu)模型：美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)（v1.7版）

（3）平臺(tái)合作的開(kāi)始

一些大型企業(yè)在跨領(lǐng)域的工業(yè)項(xiàng)目合作中，遇到了兩種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)因存在較大差異而產(chǎn)生的矛盾（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0），于是在2015年11月的瑞士，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和工業(yè)4.0平臺(tái)開(kāi)了一場(chǎng)保密的研討會(huì)（之所以保密，是因?yàn)閾?dān)心研談失敗而造成負(fù)面影響）。

會(huì)中，雙方發(fā)現(xiàn)兩個(gè)參考平臺(tái)之間具有很強(qiáng)的、天然的互補(bǔ)性。

2016年3月，德國(guó)工業(yè)4.0平臺(tái)宣布與美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟展開(kāi)合作，并隨后設(shè)立了多個(gè)聯(lián)合任務(wù)組（JTG），努力將兩種技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行對(duì)接和融合，使得兩種架構(gòu)中的元素能夠相互映射，使得企業(yè)無(wú)論采用哪種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，都能夠方便地與其他標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。

2017年12月，兩個(gè)組織聯(lián)合發(fā)布了《IIRA和RAMI 4.0體系結(jié)構(gòu)映射和對(duì)接白皮書(shū)》，系統(tǒng)性地闡明了兩個(gè)體系中的異同點(diǎn)和互補(bǔ)性。

2.兩體系非技術(shù)面的差異性

（1）美國(guó)與德國(guó)不同的歷史認(rèn)知

不同與以往，這場(chǎng)即將爆發(fā)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)革命，并不是被事后觀察到的，而是第一次被各個(gè)國(guó)家和組織機(jī)構(gòu)事先預(yù)測(cè)到的工業(yè)革命。（這說(shuō)明現(xiàn)代信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)已經(jīng)能夠?qū)Α拔磥?lái)的歷史（周期）”進(jìn)行預(yù)測(cè)了）

美國(guó)和德國(guó)都認(rèn)同新技術(shù)創(chuàng)新周期到來(lái)，也意識(shí)到了信息技術(shù)和工業(yè)的融合會(huì)引發(fā)新的工業(yè)革命。但是在如何劃分“周期”上略有差異。

（2）德國(guó)的歷史觀：

德國(guó)認(rèn)為歷史上發(fā)生過(guò)三次工業(yè)革命，未來(lái)的是第四次工業(yè)。

這四次工業(yè)革命分別是：

第一次工業(yè)革命：18世紀(jì)末的英國(guó)，通過(guò)對(duì)水的加熱（蒸汽）作為機(jī)械動(dòng)力源并加以運(yùn)用，蒸汽紡織機(jī)的發(fā)明為這一次革命的標(biāo)志性事件。

第二次工業(yè)革命：20世紀(jì)初期的美國(guó)，電力作為能源實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)工廠的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)中出現(xiàn)明確的分工（在固定工位進(jìn)行重復(fù)操作），生產(chǎn)效率獲得飛躍。

第三次工業(yè)革命：20世紀(jì)70年代，信息技術(shù)被整合進(jìn)生產(chǎn)流水線，工業(yè)機(jī)器人、PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了流水線的自動(dòng)化運(yùn)作，并進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。直到今天，大多數(shù)工廠都還在延續(xù)應(yīng)用第三次工業(yè)革命所帶來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)。

第四次工業(yè)革命：CPS。

德國(guó)將新工業(yè)革命視為第四次工業(yè)革命，以“工業(yè)4.0”予以命名，并希望能夠以舉國(guó)之力引領(lǐng)這次工業(yè)革命的發(fā)展。

（3）美國(guó)的歷史觀：

美國(guó)將工業(yè)“革命”稱之為“浪潮”，并認(rèn)為人類歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩次浪潮，第三次則就在當(dāng)下。

三次工業(yè)“浪潮”分別是（參照GE-2012年的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)》）：

第一次浪潮：18世紀(jì)末英國(guó)的工業(yè)革命。

第二次浪潮：互聯(lián)網(wǎng)革命。20世紀(jì)后半頁(yè)，在信息計(jì)算能力發(fā)展下，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)價(jià)值從“資源密集型”向“知識(shí)/信息密集型”轉(zhuǎn)移。

第三次浪潮：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。開(kāi)放的信息系統(tǒng)（分布式信息網(wǎng)絡(luò)）、傳感設(shè)備和人工智能的高度融合，助力傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù)，增強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化的維護(hù)、管理、運(yùn)營(yíng)能力，提高商業(yè)組織對(duì)行業(yè)趨勢(shì)的分析預(yù)測(cè)水平。

從歷史觀中就能夠看出，美國(guó)更多關(guān)注信息系統(tǒng)的建設(shè)和完善，而德國(guó)看重的是工業(yè)生產(chǎn)流水線的整體發(fā)展。

3.各國(guó)工業(yè)革命的追求

兩國(guó)（美國(guó)、德國(guó)）提出的工業(yè)技術(shù)框架，是基于各自不同的工業(yè)現(xiàn)狀，并建立在不同的訴求之上。

（1）德國(guó)的初衷

看著美國(guó)IT企業(yè)在信息領(lǐng)域一騎絕塵的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及新興的亞洲國(guó)家加入到了全球制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，德國(guó)傳統(tǒng)制造行業(yè)感受到了前所未有的危機(jī)感。與此同時(shí)，生產(chǎn)的成本在不斷攀升：能源和人力成本亦在增加。消費(fèi)者“口味”的變化（消費(fèi)者的需求不僅個(gè)性化、多樣化，而且需求的轉(zhuǎn)變迅速---“市場(chǎng)節(jié)奏”加速），也讓產(chǎn)品的生產(chǎn)者不知所措。

德國(guó)政府和企業(yè)都希望能夠改變固化的、傳統(tǒng)的“硬件式”的生產(chǎn)思維模式，將新一代的信息化技術(shù)手段融入工業(yè)體系，為“定制化生產(chǎn)”和“個(gè)性化服務(wù)”創(chuàng)造條件。企業(yè)可以通過(guò)提供更高附加值的產(chǎn)品，來(lái)保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。而原本制造業(yè)中一部分“低價(jià)+量產(chǎn)”的生產(chǎn)模式需要被無(wú)情地淘汰。

很多專家和機(jī)構(gòu)認(rèn)為工業(yè)4.0是德國(guó)工業(yè)巨頭們的游戲。而事實(shí)上，創(chuàng)立工業(yè)4.0的初衷并不是為了服務(wù)于那些行業(yè)大佬的。

德國(guó)的工業(yè)巨頭都具有雄厚的資金實(shí)力、專業(yè)的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)、并占據(jù)著優(yōu)質(zhì)的市場(chǎng)先機(jī)。面對(duì)新的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)，它們完全能夠依靠自身實(shí)力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，完成“自我（工業(yè)）革命”。

然而，德國(guó)大量的中小企業(yè)，則不具備“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的能力。雖然在“B2B（企業(yè)間的商業(yè)交易）”領(lǐng)域中很多德國(guó)的中小企業(yè)是某些垂直行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的“隱形冠軍”，是產(chǎn)業(yè)鏈上下游技術(shù)領(lǐng)先的佼佼者。但信息系統(tǒng)和傳統(tǒng)技術(shù)的深度融合，需要消耗大量資本投入，轉(zhuǎn)型成本（資金、人才、技術(shù)積累）成為了中小企業(yè)發(fā)力工業(yè)革命的最大障礙。

在德國(guó)政府的牽頭下，集結(jié)德國(guó)各工業(yè)巨頭，參與“工業(yè)4.0”的研究和框架制定，不僅是為了拓展未來(lái)的新市場(chǎng)，更是幫助德國(guó)中小企業(yè)降低數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成本，以及通過(guò)大企業(yè)的落地項(xiàng)目，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的德國(guó)中小企業(yè)優(yōu)先發(fā)展。

工業(yè)4.0的目標(biāo)是促使德國(guó)大、中、小企業(yè)共同參與到新的全球化產(chǎn)業(yè)格局中。

（2）美國(guó)的追求

美國(guó)一直在航空航天、計(jì)算芯片制造等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)全球，軟件工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也是遙遙領(lǐng)先。然而，美國(guó)現(xiàn)在卻面臨著許多領(lǐng)域的工業(yè)萎縮問(wèn)題。

美國(guó)“產(chǎn)業(yè)的空心化”，也就是“人才的空心化”。

美國(guó)很多大型企業(yè)按照“研發(fā)在國(guó)內(nèi)，制造在國(guó)外”的思路布局全球化產(chǎn)業(yè)，雖然利潤(rùn)豐厚，但也帶來(lái)了一個(gè)無(wú)法逃避的問(wèn)題：各領(lǐng)域的人才衰落。在制造業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于工程師的培養(yǎng)，即使是生產(chǎn)一些低端產(chǎn)品，也需要組建專業(yè)團(tuán)隊(duì)，并安排“人”進(jìn)駐到制造車(chē)間中，從生產(chǎn)實(shí)踐中掌握技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)面臨產(chǎn)業(yè)變革時(shí)，不論技術(shù)含量的高低，產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)融合，都需要大量的工程師參與其中，群策群力、貢獻(xiàn)智慧。光有局部的高科技制造業(yè)，顯然無(wú)法面對(duì)即將到來(lái)的工業(yè)革命。雖然美國(guó)在信息技術(shù)方面遙遙領(lǐng)先，但通過(guò)數(shù)字化的虛擬世界并不能掌控現(xiàn)實(shí)世界的全球化產(chǎn)業(yè)。

社會(huì)整體的技術(shù)發(fā)展和服務(wù)業(yè)的繁榮，都需要一個(gè)整體健碩的工業(yè)生態(tài)作為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。美國(guó)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上存在不平衡的狀況，中低端產(chǎn)品需要依賴國(guó)外生產(chǎn)，從而導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到掣肘。所以，美國(guó)希望重新獲得工業(yè)領(lǐng)域全盤(pán)的掌控力。

相比較德國(guó)的工業(yè)4.0，美國(guó)的制造業(yè)實(shí)力稍顯薄弱，所以美國(guó)希望能從擅長(zhǎng)的信息領(lǐng)域入手，突破現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局（從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)的五家企業(yè)就能看出-四家IT企業(yè)）。此外，后知后覺(jué)的頁(yè)巖氣革命在美國(guó)引發(fā)（能源革命），也更堅(jiān)定了美國(guó)讓制造業(yè)回歸的決心。

（3）殊途同歸的工業(yè)信息化道路

德國(guó)和美國(guó)對(duì)工業(yè)的展望，都是一條工業(yè)信息化、互聯(lián)網(wǎng)化的道路。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，它們架設(shè)在CPS的信息化系統(tǒng)之上，使得新的生產(chǎn)模式面向市場(chǎng)，更具有“柔性”：將各類“硬件”（設(shè)備、環(huán)境、物料、人機(jī)交互端）映射在信息系統(tǒng)中，并由“軟件”來(lái)發(fā)揮人和團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力，滿足個(gè)性化的市場(chǎng)需求。基于CPS的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)稱為“IIOT”（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，Industrial Internet of Things）。

兩國(guó)從各自擅長(zhǎng)的部分入手，按不同的路線走向產(chǎn)業(yè)變革。

物聯(lián)網(wǎng)的概念不僅是一個(gè)逐漸形成并明確的過(guò)程，還是一個(gè)各領(lǐng)域相互借鑒、融合的過(guò)程。在不同的信息化領(lǐng)域，各行各業(yè)對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”都有自己的認(rèn)知和構(gòu)想。即使到今天，各領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的理解還有很大的差異性。

在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)之前，各領(lǐng)域各都有各自的稱謂，有三種定義較為明確：“M2M”、“IoT”、“CPS”。

1.M2M(machine to machine)

“M2M”的概念主要是由通信行業(yè)提出的。最初M2M主要是指：不具備信息化能力的機(jī)械設(shè)備通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）與其他設(shè)備或信息系統(tǒng)（IT系統(tǒng)）進(jìn)行通信。

通信行業(yè)認(rèn)為：網(wǎng)絡(luò)在滿足了人與人之間的通訊需求后，還可以使得“物與物（machine to machine)）”之間進(jìn)行通信聯(lián)結(jié)，構(gòu)成更高效的信息化應(yīng)用。此后，M2M的概念又延伸出了“人與機(jī)器(man-to-machine)”或“機(jī)器與人”的概念。

總體來(lái)說(shuō)，M2M就是指人、設(shè)備、信息系統(tǒng)，三者之間的信息互通和互動(dòng)。

M2M的概念主要強(qiáng)調(diào)的是通信實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)在其技術(shù)框架中處于核心地位。通過(guò)“無(wú)線連接”的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)“端到端”的可靠連接。在物與物“連接”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)集中監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程操作、物流倉(cāng)儲(chǔ)管理、移動(dòng)支付等應(yīng)用。

2.IoT（Internet of things）

IT行業(yè)內(nèi)認(rèn)為，IoT的概念最早可以追溯到1990年施樂(lè)公司的網(wǎng)絡(luò)可樂(lè)販?zhǔn)蹤C(jī)（Networked Coke Machine）。

而后，1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院自動(dòng)識(shí)別中心在RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)概念，在其定義中強(qiáng)調(diào)了“信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接”的理念。（原RFID物聯(lián)網(wǎng)定義：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。）

到如今，IoT是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、軟件企業(yè)、乃至整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)力推的物聯(lián)網(wǎng)概念。在實(shí)現(xiàn)了人與人的社交互聯(lián)后，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)希望物和物之間也能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。IoT的基礎(chǔ)任然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和發(fā)展方向。

IoT的概念主要強(qiáng)調(diào)的是互聯(lián)網(wǎng)交互，互聯(lián)網(wǎng)的全球化、開(kāi)放性、互操作性、社交性是支撐IoT理念的基礎(chǔ)。智能產(chǎn)品一旦有了“網(wǎng)絡(luò)身份”，便可以衍生出各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：產(chǎn)品租賃（共享智能產(chǎn)品）、信息服務(wù)（例如定位服務(wù)、電子支付、大數(shù)據(jù)分析）、可穿戴產(chǎn)品應(yīng)用等等。

3.CPS（Cyber Physical System）

2006年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的Helen Gill提出了CPS的概念，并將其列為重要的研究項(xiàng)目。由于CPS側(cè)重于研究工業(yè)、制造業(yè)中嵌入式、自動(dòng)化的信息系統(tǒng)，所以一開(kāi)始也被直觀地理解為“嵌入式物聯(lián)網(wǎng)”（從現(xiàn)在的信息行業(yè)角度來(lái)看，這種理解有些片面）。

在“Cyber Physical System”一詞中，“Cyber”指的是信息系統(tǒng)，“Physical”指的是物理系統(tǒng)（設(shè)備、環(huán)境、產(chǎn)生資料）。

CPS強(qiáng)調(diào)的是物理世界和信息世界之間實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的信息回饋、循環(huán)過(guò)程。

它深度融合了各類信息技術(shù)：傳感器、嵌入式計(jì)算、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件，使得各種信息化能力（3C:計(jì)算-Computer、通信-Communication和控制-Control）高度協(xié)同和自治，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)自主、智能、動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)化地監(jiān)視并改變物理世界的性狀。

CPS的目標(biāo)，就是實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)和物理世界、以及各信息系統(tǒng)之間的深度融合：在感知、互聯(lián)互通（標(biāo)準(zhǔn)的通信、應(yīng)用協(xié)議）、能力開(kāi)放（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)接口、API-應(yīng)用編程接口）、安全可控（身份認(rèn)證、安全加密）、應(yīng)用計(jì)算（數(shù)據(jù)計(jì)算、信息控制）的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出一個(gè)巨大的、融合的、智能化的生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)。

CPS所涵蓋的應(yīng)用范圍十分廣闊：從微小的納米機(jī)器人，到龐大的工程基建設(shè)備，從城市交通信息提供到遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療系統(tǒng)，交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、能源、國(guó)防、建筑、制造業(yè)流水線都是其涉足的領(lǐng)域。就目前來(lái)看，CPS更偏重于科學(xué)研究，M2M、IoT則更注重于工程技術(shù)的落地。

在工業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)系統(tǒng)在操控機(jī)械設(shè)備的同時(shí)，還接受并處理從物理世界反饋的信息（感知），生產(chǎn)操控中信息的“上傳”和“下達(dá)”具有高度的實(shí)時(shí)協(xié)同性。在“M2M”、“IoT”、“CPS”這三種概念中，CPS正是為滿足這種特性而設(shè)計(jì)的，也因此，被認(rèn)定為工業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)（IIOT），下一代工業(yè)體系中的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。

在工業(yè)領(lǐng)域中，未來(lái)的信息化應(yīng)用場(chǎng)景和CPS技術(shù)構(gòu)想有著很高的契合度，所以普遍認(rèn)為CPS是實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。

雖然通信領(lǐng)域的M2M和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的IoT已經(jīng)先入為主，深得人心，在商業(yè)系統(tǒng)中和消費(fèi)市場(chǎng)上已經(jīng)呈現(xiàn)出了各式各樣的應(yīng)用和產(chǎn)品。但工業(yè)領(lǐng)域作為全球經(jīng)濟(jì)主動(dòng)脈，才是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（即CPS）發(fā)展的核心領(lǐng)域。

當(dāng)然M2M、IoT、CPS相互之間并不是孤立的，在它們當(dāng)中很多技術(shù)功能是相互交叉或互補(bǔ)的，它們都代表了重要的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，只是側(cè)重不同而已。

1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)前期發(fā)展歷史

（1）工業(yè)4.0

“工業(yè)4.0”的稱謂源自德國(guó)。在2011年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，“工業(yè)4.0”第一次出現(xiàn)（來(lái)自《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》）。在2013年4月德國(guó)正式推出了“工業(yè)4.0”，并組建了一個(gè)由政府、企業(yè)、大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)共同參與的大項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，舉國(guó)上下共同推動(dòng)代表著工業(yè)4.0的相關(guān)工作，明確了工業(yè)制造智能化與數(shù)字化的發(fā)展道路。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的合作企業(yè)包括西門(mén)子、博世、大眾汽車(chē)、戴姆勒、漢莎航空等等，而研究機(jī)構(gòu)就是神秘而又著名的“弗勞恩霍夫研究所”。弗勞恩霍夫研究所作為主導(dǎo)研究機(jī)構(gòu)，參與了德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略（2013年）的起草，并落實(shí)到其下屬的多項(xiàng)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中。

2015年4月，德國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)部、教育研究部成為了工業(yè)4.0平臺(tái)的指導(dǎo)機(jī)構(gòu)。而后，工會(huì)組織也成為了平臺(tái)成員。

工業(yè)4.0隨后推出了描述工廠場(chǎng)景的參考架構(gòu)《Reference Architecture Model Industrie 4.0（RAMI4.0）》，它成了德國(guó)舉國(guó)推動(dòng)的一場(chǎng)“革命”。

從信息技術(shù)的角度來(lái)看，德國(guó)的工業(yè)4.0就是工業(yè)領(lǐng)域中面向全球、并基于人工智能的信息物理系統(tǒng)（CPS）。

（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（Industry Internet）

2012年，GE公司基于自身的“軟件夢(mèng)”（GE期望自己能夠轉(zhuǎn)型成為軟件業(yè)巨頭），提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。

2014年3月，美國(guó)五家頂級(jí)企業(yè)做為主要代表，發(fā)起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC）。這五家企業(yè)分別是GE、AT&T、IBM、Intel、思科，一開(kāi)始由GE主導(dǎo)。在此之前，后四家通信、IT公司都已經(jīng)有相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)概念提出，AT&T倡導(dǎo)“M2M”，IBM推出“智慧地球”，而思科打造了“IoE（Internet of Everything）”。

各家的概念不同，但愿景一致，其發(fā)展方向不僅是像工業(yè)4.0那樣實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的信息化和智能化，更是希望實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)整體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

IIC剛成立時(shí)和工業(yè)4.0不同，其主要成員集中在電信和IT領(lǐng)域，工業(yè)企業(yè)相對(duì)較少。到了2015年初，工業(yè)4.0平臺(tái)中的西門(mén)子、博世、SAP加入了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。

IIC主要的工作目標(biāo)是為物聯(lián)網(wǎng)制定標(biāo)準(zhǔn)，其在2015年6月4日，發(fā)布了第一版標(biāo)準(zhǔn)化的參考架構(gòu)模型：美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)（v1.7版）

（3）平臺(tái)合作的開(kāi)始

一些大型企業(yè)在跨領(lǐng)域的工業(yè)項(xiàng)目合作中，遇到了兩種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)因存在較大差異而產(chǎn)生的矛盾（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0），于是在2015年11月的瑞士，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和工業(yè)4.0平臺(tái)開(kāi)了一場(chǎng)保密的研討會(huì)（之所以保密，是因?yàn)閾?dān)心研談失敗而造成負(fù)面影響）。

會(huì)中，雙方發(fā)現(xiàn)兩個(gè)參考平臺(tái)之間具有很強(qiáng)的、天然的互補(bǔ)性。

2016年3月，德國(guó)工業(yè)4.0平臺(tái)宣布與美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟展開(kāi)合作，并隨后設(shè)立了多個(gè)聯(lián)合任務(wù)組（JTG），努力將兩種技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行對(duì)接和融合，使得兩種架構(gòu)中的元素能夠相互映射，使得企業(yè)無(wú)論采用哪種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，都能夠方便地與其他標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。

2017年12月，兩個(gè)組織聯(lián)合發(fā)布了《IIRA和RAMI 4.0體系結(jié)構(gòu)映射和對(duì)接白皮書(shū)》，系統(tǒng)性地闡明了兩個(gè)體系中的異同點(diǎn)和互補(bǔ)性。

2.兩體系非技術(shù)面的差異性

（1）美國(guó)與德國(guó)不同的歷史認(rèn)知

不同與以往，這場(chǎng)即將爆發(fā)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)革命，并不是被事后觀察到的，而是第一次被各個(gè)國(guó)家和組織機(jī)構(gòu)事先預(yù)測(cè)到的工業(yè)革命。（這說(shuō)明現(xiàn)代信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)已經(jīng)能夠?qū)Α拔磥?lái)的歷史（周期）”進(jìn)行預(yù)測(cè)了）

美國(guó)和德國(guó)都認(rèn)同新技術(shù)創(chuàng)新周期到來(lái)，也意識(shí)到了信息技術(shù)和工業(yè)的融合會(huì)引發(fā)新的工業(yè)革命。但是在如何劃分“周期”上略有差異。

（2）德國(guó)的歷史觀：

德國(guó)認(rèn)為歷史上發(fā)生過(guò)三次工業(yè)革命，未來(lái)的是第四次工業(yè)。

這四次工業(yè)革命分別是：

第一次工業(yè)革命：18世紀(jì)末的英國(guó)，通過(guò)對(duì)水的加熱（蒸汽）作為機(jī)械動(dòng)力源并加以運(yùn)用，蒸汽紡織機(jī)的發(fā)明為這一次革命的標(biāo)志性事件。

第二次工業(yè)革命：20世紀(jì)初期的美國(guó)，電力作為能源實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)工廠的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)中出現(xiàn)明確的分工（在固定工位進(jìn)行重復(fù)操作），生產(chǎn)效率獲得飛躍。

第三次工業(yè)革命：20世紀(jì)70年代，信息技術(shù)被整合進(jìn)生產(chǎn)流水線，工業(yè)機(jī)器人、PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了流水線的自動(dòng)化運(yùn)作，并進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。直到今天，大多數(shù)工廠都還在延續(xù)應(yīng)用第三次工業(yè)革命所帶來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)。

第四次工業(yè)革命：CPS。

德國(guó)將新工業(yè)革命視為第四次工業(yè)革命，以“工業(yè)4.0”予以命名，并希望能夠以舉國(guó)之力引領(lǐng)這次工業(yè)革命的發(fā)展。

（3）美國(guó)的歷史觀：

美國(guó)將工業(yè)“革命”稱之為“浪潮”，并認(rèn)為人類歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩次浪潮，第三次則就在當(dāng)下。

三次工業(yè)“浪潮”分別是（參照GE-2012年的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)》）：

第一次浪潮：18世紀(jì)末英國(guó)的工業(yè)革命。

第二次浪潮：互聯(lián)網(wǎng)革命。20世紀(jì)后半頁(yè)，在信息計(jì)算能力發(fā)展下，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)價(jià)值從“資源密集型”向“知識(shí)/信息密集型”轉(zhuǎn)移。

第三次浪潮：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。開(kāi)放的信息系統(tǒng)（分布式信息網(wǎng)絡(luò)）、傳感設(shè)備和人工智能的高度融合，助力傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù)，增強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化的維護(hù)、管理、運(yùn)營(yíng)能力，提高商業(yè)組織對(duì)行業(yè)趨勢(shì)的分析預(yù)測(cè)水平。

從歷史觀中就能夠看出，美國(guó)更多關(guān)注信息系統(tǒng)的建設(shè)和完善，而德國(guó)看重的是工業(yè)生產(chǎn)流水線的整體發(fā)展。

3.各國(guó)工業(yè)革命的追求

兩國(guó)（美國(guó)、德國(guó)）提出的工業(yè)技術(shù)框架，是基于各自不同的工業(yè)現(xiàn)狀，并建立在不同的訴求之上。

（1）德國(guó)的初衷

看著美國(guó)IT企業(yè)在信息領(lǐng)域一騎絕塵的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及新興的亞洲國(guó)家加入到了全球制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，德國(guó)傳統(tǒng)制造行業(yè)感受到了前所未有的危機(jī)感。與此同時(shí)，生產(chǎn)的成本在不斷攀升：能源和人力成本亦在增加。消費(fèi)者“口味”的變化（消費(fèi)者的需求不僅個(gè)性化、多樣化，而且需求的轉(zhuǎn)變迅速---“市場(chǎng)節(jié)奏”加速），也讓產(chǎn)品的生產(chǎn)者不知所措。

德國(guó)政府和企業(yè)都希望能夠改變固化的、傳統(tǒng)的“硬件式”的生產(chǎn)思維模式，將新一代的信息化技術(shù)手段融入工業(yè)體系，為“定制化生產(chǎn)”和“個(gè)性化服務(wù)”創(chuàng)造條件。企業(yè)可以通過(guò)提供更高附加值的產(chǎn)品，來(lái)保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。而原本制造業(yè)中一部分“低價(jià)+量產(chǎn)”的生產(chǎn)模式需要被無(wú)情地淘汰。

很多專家和機(jī)構(gòu)認(rèn)為工業(yè)4.0是德國(guó)工業(yè)巨頭們的游戲。而事實(shí)上，創(chuàng)立工業(yè)4.0的初衷并不是為了服務(wù)于那些行業(yè)大佬的。

德國(guó)的工業(yè)巨頭都具有雄厚的資金實(shí)力、專業(yè)的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)、并占據(jù)著優(yōu)質(zhì)的市場(chǎng)先機(jī)。面對(duì)新的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)，它們完全能夠依靠自身實(shí)力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，完成“自我（工業(yè)）革命”。

然而，德國(guó)大量的中小企業(yè)，則不具備“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的能力。雖然在“B2B（企業(yè)間的商業(yè)交易）”領(lǐng)域中很多德國(guó)的中小企業(yè)是某些垂直行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的“隱形冠軍”，是產(chǎn)業(yè)鏈上下游技術(shù)領(lǐng)先的佼佼者。但信息系統(tǒng)和傳統(tǒng)技術(shù)的深度融合，需要消耗大量資本投入，轉(zhuǎn)型成本（資金、人才、技術(shù)積累）成為了中小企業(yè)發(fā)力工業(yè)革命的最大障礙。

在德國(guó)政府的牽頭下，集結(jié)德國(guó)各工業(yè)巨頭，參與“工業(yè)4.0”的研究和框架制定，不僅是為了拓展未來(lái)的新市場(chǎng)，更是幫助德國(guó)中小企業(yè)降低數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成本，以及通過(guò)大企業(yè)的落地項(xiàng)目，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的德國(guó)中小企業(yè)優(yōu)先發(fā)展。

工業(yè)4.0的目標(biāo)是促使德國(guó)大、中、小企業(yè)共同參與到新的全球化產(chǎn)業(yè)格局中。

（2）美國(guó)的追求

美國(guó)一直在航空航天、計(jì)算芯片制造等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)全球，軟件工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也是遙遙領(lǐng)先。然而，美國(guó)現(xiàn)在卻面臨著許多領(lǐng)域的工業(yè)萎縮問(wèn)題。

美國(guó)“產(chǎn)業(yè)的空心化”，也就是“人才的空心化”。

美國(guó)很多大型企業(yè)按照“研發(fā)在國(guó)內(nèi)，制造在國(guó)外”的思路布局全球化產(chǎn)業(yè)，雖然利潤(rùn)豐厚，但也帶來(lái)了一個(gè)無(wú)法逃避的問(wèn)題：各領(lǐng)域的人才衰落。在制造業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于工程師的培養(yǎng)，即使是生產(chǎn)一些低端產(chǎn)品，也需要組建專業(yè)團(tuán)隊(duì)，并安排“人”進(jìn)駐到制造車(chē)間中，從生產(chǎn)實(shí)踐中掌握技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)面臨產(chǎn)業(yè)變革時(shí)，不論技術(shù)含量的高低，產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)融合，都需要大量的工程師參與其中，群策群力、貢獻(xiàn)智慧。光有局部的高科技制造業(yè)，顯然無(wú)法面對(duì)即將到來(lái)的工業(yè)革命。雖然美國(guó)在信息技術(shù)方面遙遙領(lǐng)先，但通過(guò)數(shù)字化的虛擬世界并不能掌控現(xiàn)實(shí)世界的全球化產(chǎn)業(yè)。

社會(huì)整體的技術(shù)發(fā)展和服務(wù)業(yè)的繁榮，都需要一個(gè)整體健碩的工業(yè)生態(tài)作為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。美國(guó)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上存在不平衡的狀況，中低端產(chǎn)品需要依賴國(guó)外生產(chǎn)，從而導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到掣肘。所以，美國(guó)希望重新獲得工業(yè)領(lǐng)域全盤(pán)的掌控力。

相比較德國(guó)的工業(yè)4.0，美國(guó)的制造業(yè)實(shí)力稍顯薄弱，所以美國(guó)希望能從擅長(zhǎng)的信息領(lǐng)域入手，突破現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局（從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)初創(chuàng)的五家企業(yè)就能看出-四家IT企業(yè)）。此外，后知后覺(jué)的頁(yè)巖氣革命在美國(guó)引發(fā)（能源革命），也更堅(jiān)定了美國(guó)讓制造業(yè)回歸的決心。

（3）殊途同歸的工業(yè)信息化道路

德國(guó)和美國(guó)對(duì)工業(yè)的展望，都是一條工業(yè)信息化、互聯(lián)網(wǎng)化的道路。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，它們架設(shè)在CPS的信息化系統(tǒng)之上，使得新的生產(chǎn)模式面向市場(chǎng)，更具有“柔性”：將各類“硬件”（設(shè)備、環(huán)境、物料、人機(jī)交互端）映射在信息系統(tǒng)中，并由“軟件”來(lái)發(fā)揮人和團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力，滿足個(gè)性化的市場(chǎng)需求?；贑PS的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)稱為“IIOT”（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，Industrial Internet of Things）。

兩國(guó)從各自擅長(zhǎng)的部分入手，按不同的路線走向產(chǎn)業(yè)變革。

德國(guó)的長(zhǎng)處就在于強(qiáng)大的工業(yè)技術(shù)實(shí)力。因此工業(yè)4.0是以生產(chǎn)車(chē)間為核心的信息化革命，工廠的數(shù)字化和智能化是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心部分，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、（公有）云計(jì)算、以及大眾消費(fèi)市場(chǎng)的服務(wù)，都處于體系的邊緣位置。德國(guó)工業(yè)4.0主要關(guān)注的是復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景中的工業(yè)自動(dòng)化、軟/硬件的融合和內(nèi)部信息系統(tǒng)的智能化。正因?yàn)楣I(yè)4.0更關(guān)注工廠內(nèi)部的制造環(huán)節(jié)，對(duì)大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)并不特別關(guān)注，所以被理解為是“硬件式”的改革路線。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域沒(méi)有德國(guó)那么強(qiáng)勢(shì)的實(shí)力，他們從信息系統(tǒng)出發(fā)，去觸動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體的智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)意在通過(guò)提供互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算服務(wù)，提升傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的IT和軟件實(shí)力，在面向工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)的服務(wù)中獲取價(jià)值，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的IT企業(yè)通常會(huì)從自身擅長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)領(lǐng)域入手，將大數(shù)據(jù)和人工智能注入進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)系統(tǒng)中，觸發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和升級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主旨是提供信息化服務(wù)，與工業(yè)結(jié)合并創(chuàng)造價(jià)值，所以也稱為“軟件化”的改革道路。

從整體來(lái)看，德國(guó)的工業(yè)4.0和美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各有優(yōu)勢(shì)和短板，并且整體架構(gòu)之間有一定的映射關(guān)系。工業(yè)4.0鉆研于對(duì)制造業(yè)的價(jià)值鏈重新構(gòu)建，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則聚焦在跨領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)架構(gòu)。所以，鑒于他們之間存在互通、互補(bǔ)的效應(yīng)，合作與融合便水到渠成。其實(shí)在工業(yè)4.0提出之前，很多德國(guó)工業(yè)企業(yè)就已經(jīng)在使用美國(guó)IT企業(yè)的軟件服務(wù)，部署云計(jì)算平臺(tái)和商業(yè)系統(tǒng)了。

（4）后知后覺(jué)的日本

看到德國(guó)和美國(guó)大力發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，各大工業(yè)國(guó)也不甘落后、紛紛響應(yīng)，著手相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和推廣。作為現(xiàn)代工業(yè)強(qiáng)國(guó)，日本經(jīng)過(guò)了一段猶豫、彷徨的時(shí)期。

日本有著很強(qiáng)的工業(yè)實(shí)力，擁有很多高端制造業(yè)技術(shù)（世界市場(chǎng)份額50%的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)）。當(dāng)看到德國(guó)和美國(guó)開(kāi)始著手發(fā)力工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候，日本以為這不過(guò)是工業(yè)自動(dòng)化的一次升級(jí)。而隨著德國(guó)和美國(guó)不斷推進(jìn)全球化的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)落地，日本終于意識(shí)到工業(yè)革命要到來(lái)了。

日本將德國(guó)4.0和美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的攜手共進(jìn)，稱之為“南側(cè)路線”（即面朝太陽(yáng)的一面），對(duì)于日本獨(dú)自發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的路線就稱為“北側(cè)路線”（山陰一側(cè)）。在啟動(dòng)工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程之前，日本工業(yè)領(lǐng)域原本很糾結(jié)，對(duì)于要走哪一側(cè)路線（南北兩側(cè)），爭(zhēng)論一直不小。但很快日本工業(yè)整體上認(rèn)識(shí)到只有融身到全球產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)中才能“提速奔跑”，才是最好的路線。其實(shí)這條路線就是美國(guó)和德國(guó)合作的路線。

在2015年，組織成立“工業(yè)價(jià)值鏈倡議” （IVI: Industrial Value Chain Initiative），并于2016年12月8日，推出了智能工廠的基本架構(gòu)《工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（Industrial Value Chain Reference Architecture ，IVRA）》。日本面對(duì)落后的局面，正努力著爭(zhēng)取迎頭趕上。

德國(guó)的長(zhǎng)處就在于強(qiáng)大的工業(yè)技術(shù)實(shí)力。因此工業(yè)4.0是以生產(chǎn)車(chē)間為核心的信息化革命，工廠的數(shù)字化和智能化是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心部分，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、（公有）云計(jì)算、以及大眾消費(fèi)市場(chǎng)的服務(wù)，都處于體系的邊緣位置。德國(guó)工業(yè)4.0主要關(guān)注的是復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景中的工業(yè)自動(dòng)化、軟/硬件的融合和內(nèi)部信息系統(tǒng)的智能化。正因?yàn)楣I(yè)4.0更關(guān)注工廠內(nèi)部的制造環(huán)節(jié)，對(duì)大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)并不特別關(guān)注，所以被理解為是“硬件式”的改革路線。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域沒(méi)有德國(guó)那么強(qiáng)勢(shì)的實(shí)力，他們從信息系統(tǒng)出發(fā)，去觸動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體的智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)意在通過(guò)提供互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算服務(wù)，提升傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的IT和軟件實(shí)力，在面向工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)的服務(wù)中獲取價(jià)值，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的IT企業(yè)通常會(huì)從自身擅長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)領(lǐng)域入手，將大數(shù)據(jù)和人工智能注入進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)系統(tǒng)中，觸發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和升級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主旨是提供信息化服務(wù)，與工業(yè)結(jié)合并創(chuàng)造價(jià)值，所以也稱為“軟件化”的改革道路。

從整體來(lái)看，德國(guó)的工業(yè)4.0和美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各有優(yōu)勢(shì)和短板，并且整體架構(gòu)之間有一定的映射關(guān)系。工業(yè)4.0鉆研于對(duì)制造業(yè)的價(jià)值鏈重新構(gòu)建，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則聚焦在跨領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)架構(gòu)。所以，鑒于他們之間存在互通、互補(bǔ)的效應(yīng)，合作與融合便水到渠成。其實(shí)在工業(yè)4.0提出之前，很多德國(guó)工業(yè)企業(yè)就已經(jīng)在使用美國(guó)IT企業(yè)的軟件服務(wù)，部署云計(jì)算平臺(tái)和商業(yè)系統(tǒng)了。