各国在工业4.0方面是各有所长、各有所短。大家彼此协作，谁也离不开谁，每个国家都有自己的核心优势，但是每个国家又不甘心只守住自己的“家业”，一边合作一边竞争。

跟日本不同的是，美国的工业4.0更注重的工业上的互联，是一种工业资源的智能整合，体现在系统集成领域，特斯拉就是这样诞生的。另外，美国也很强调跟人的连接，甚至企图倡导将人、数据和机器统统连接起来，形成开放而全球化的工业网络，但其内涵已经超越制造过程以及制造业本身。

比如通用电气已推出24种工业互联网产品，涵盖石油天然气平台监测管理、铁路机车效率分析、医院管理系统、提升风电机组电力输出、电力公司配电系统优化、医疗云影像技术等九大平台，以期打破技术壁垒，促进物理世界和数字世界的融合。

美国的工业4.0和日本的工业4.0的矛盾就是：美国试图整合所有工业资源，而日本总试图通过自己的发展组建起一套完善而独立的工业系统。

“白皮书“公布

面对德国的“工业4.0”（Industry4.0）和美国的“工业互联网”（Industrial Internet），日本的制造业应该怎样迎击？

2015年6月9日，日本经济产业省公布了《2015年版制造白皮书》（以下简称“白皮书”）。令人印象最为深刻的，是白皮书对全球不断加速的制造业巨变，对“日本可能落后”显示出了强烈危机感。

随着传感器技术和计算性能的进步，借助大量设备的网络化提高运用效率和价值的“IoT（Internet of Things，物联网）”和大数据分析，制造领域也正在发生巨大的变化。白皮书对此敲响了警钟：倘若错过德国和美国引领的“制造业务模式”的变革，“日本的制造业难保不会丧失竞争力”。

白皮书用大幅篇幅，介绍了以德国和美国为中心兴起的、以IoT为轴心的制造业变化，以及日本的应对措施。

与德美的动态相比，日本虽然在工厂的省人力化、节能化等改善生产效率方面有些长处，但很多企业都对进一步发展数字化持消极态度。尤其重要的课题，当属IoT的关键——软件技术和IT人才的培养。白皮书称，“相对于（在德国和美国加快的）制造业变革，现在还没有（日本）企业表现出重视软件的姿态”。

白皮书提到，到工业4.0式生产系统确立之时，“如果思路还停留在目前日式生产系统的延长线上，日本制造业可能会远远落在后面”。比如说，当汽车等行业的众多厂商在工厂内实现压倒性的高效率，连同供应链实现整体优化后，德国厂商的价格竞争力将相对上升。与此同时，为工厂制造生产机械的日本厂商的竞争力则可能会下降。而且，随着向工业设备采集多样化数据，活用数据提供的服务越来越多，这些服务还可能成为国际性的事实标准。

过于拘泥全日本制造可能会导致日本技术的“加拉帕戈斯化”（Galapagosization，即在孤立的环境下，独自进行“最适化”，最终对外丧失竞争力），日本传统手机的衰退等历史已经证明了这一点。最近，大力推进工业4.0的德国企业开始向正在研发制造业网络应用技术的美国靠拢。美国企业参与了行业标准制定。日立制作所一名管理层也表示，“相比竞争，合作更为重要。日本企业应该参加国际标准化团体，收集信息，仔细思考利用技术会创出什么新商机。”

面对这些变化，日本应该如何应对呢？现在的一个问题，是企业之间的合作不充分。比如说，工厂使用的制造设备的通信标准繁多，许多标准并存，没有得到统一。虽然有对每种装置各不相同的通信标准分别进行转换、使彼此实现通信的技术，但发展标准化面临着诸多障碍。

参与起草白皮书的日本经济产业省制造产业局制造政策审议室长西垣淳子指出：“跨越企业和行业的壁垒，强化‘横向合作’，在IoT时代，这对于日本制造业提高竞争力，具有非常重要的意义。”

要想提高日本制造业的竞争力，还必须使制造现场进一步加快利用软件的速度。这需要在制造现场，扩大对统一管理产品生命周期数据串的软件工具（PLM工具）等的活用，并且强化软件技术人员的培养。

普遍观点认为，强力推进工业4.0的德国的长处，在于产官学的密切合作。日本政府也在2015年1月29日确立的“旨在促进成长战略进化的今后的讨论方针”中，提出了“利用大数据、人工智能和IoT等改革产业结构”。在IoT引领制造业务模式发生巨变、跨越企业和产业框架的标准化动态加速发展的情况下，日本也需要具备德国那样的产官学合作能力。

日本企业组成了名为“产业价值链主导权（Industrial Value Chain Initiative，简称：IVI）的产业联盟”。成员包括三菱电机、富士通、日产汽车和松下等日本电子、信息、机械和汽车行业的主要企业。共同探讨工厂互联的技术标准化，并争取使其成为国际标准。联盟的发起者是研究将IT技术应用于制造业的日本法政大学教授西冈靖之。联盟的主要议题为工厂与工厂、设备与设备互联的通信技术和安全技术的标准化。西冈靖之表示，虽然日本企业此前一直在推进自身和业界内企业相连接的网络化，但此次将“跨越业界，构筑包括中小企业在内的工厂互联机制”。

日本制造的突破口能源

制造业是工业4.0的根基，能源则是制造业的根基。基于此，日本首相安倍晋三曾推出的“第三支箭”刺激方案加大了燃料电池车产业的补贴力度，丰田汽车等主要日本汽车厂商正与政府合力发展燃料电池车。这势必侵蚀美国特斯拉电动车的市场。

在工业4.0方面，日本格外重视能源的供给。安倍晋三宣布，计划到2015至2016财年将该国的氢燃料充电站数量由目前的17座扩充至100座。这是日本政府首次制定燃料电池车相关产业的发展时间表，日本政府还希望在2025年前将燃料电池车的售价降至约2万美元左右。

重视能源的背后，其实是日本对于制造业的看重。日本首相的咨询机构“制造技术恳谈会”向政府提交的报告就强调，制造业是日本的生命线，没有制造业就没有信息产业和软件产业。日本曾专门制订了《机械工业振兴法》，1999年起草了《振兴制造业基础技术基本法》，日本经济产业省2000年制定了“国家产业技术战略”，为信息通信、机械、能源、材料、环境、航空等13个产业部门确定了发展目标及其所需要的战略举措。

3D打印与人工智能

2014年，日本经济产业省继续把3D打印机列为优先政策扶持对象，计划当年投资45亿日元，实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目，开发世界最高水平的金属粉末造型用3D打印机。所以当美国在20世纪70、80年代把制造业视为“夕阳工业”，热衷于把科技发展的重点置于高技术和军用技术时，日本的注意力始终没有离开制造技术的开发和应用。

另外最值得一提的就是：日本的工业4.0的最大突破口就是对“人工智能”产业的探索！日本老龄化问题非常严重，日本政府在做各种政策时很考虑给人工智能技术的企业给予优惠税制、优惠贷款、减税等多项政策支持，以解决劳动力断层问题，并支持未来的工业化生产线、工业智能化，希望借助在该产业的高投入以解决劳动力断层问题。

自动化与智能化

因此，日本早在上世纪90年代就已经普及工业机器人，到现在已经发展了第三、四代工业机器人。日本采用智能化生产线的企业越来越多。比如日本汽车商本田，通过采取机器人、无人搬运机、无人工厂等先进技术和产品，加之采用新技术减少喷漆次数、减少热处理工序等措施把生产线缩短了40%，并通过改变车身结构设计把焊接生产线由18道工序减少为9道，建成了世界最短的高端车型生产线。

另外，日本采用小型智能设备的企业增多。作为汽车行业的“幕后大佬”，著名零部件公司日本电装公司通过对铝压铸件的生产设备、工艺进行改革，使得铸造线生产成本降低了30%，设备面积减少80%，能源消费量降低50%。成本大幅降低，加之日本车企销量大幅增长，近几年在全球汽车零部件配套供应商排名中，日本电装都位居前列。虽然日本电装的业务覆盖面很广，但能被消费者熟知的仍是火花塞及导航系统，而成本高低对此业务的影响更是非常明显。

智能化、最大程度减少人力是日本工业所追求的目标。本田正在将尽可能多的任务集中到一个流程，这样生产线就会非常精简且一体化。一方面生产效率提升了，另一方面实现了”柔性生产“。但这对机器人有个更高的要求，机器人必须根据数据的做出及时的判断和决策。另外，日本电子巨头之一佳能公司从“细胞生产方式”到“机械细胞方式”，创立了世界首个数码照相机无人工厂。

日本的机器人产业已是全球的领导者。在继电视机、电脑、游戏机、智能手机之后，机器人被视为是未来家庭中的第五大类智能终端，日本软银集团创始人兼总裁孙正义对于机器人寄予了很高的期望，他在2014年度软银世界大会（Soft bank world2014）上做主题演讲时的结束语是：“到了2050年日本的经济竞争力将能够成为全球第一，日本将不再是‘日沉之国’，而将复活为‘日出之国！”