一、美国制造业转型升级的总体情况（一）美国制造业转型升级的总体态势
美国是全球制造业强国，制造业是美国经济的核心，美国制造业的总产值在2015年达到6.2万亿美元，相当于其GDP的36%左右，美国工厂每年创造的价值超过2万亿美元，相当于日本、德国和韩国的总和。美国优越的创新环境、领先的创新水平和对新兴产业的重视，使得其制造业一直处于引领地位，美国制造企业将自身利润的约11%用于研发，研发经费占私营企业总量的77%，研发人员占全美的60%，贡献了美国的大多数专利。美国制造业就业人口正向高素质人才转变，劳动密集型、技术含量低、附加值不高的制造业正在消失，高度专业化、需要高科技设备的先进制造业正在快速发展，根据美国劳工统计局的数据，自2000年以来美国失去了500万个制造业岗位，主要集中在低工资、低技能的工作上，然而在未来10年，美国还存在350万个技术制造业的岗位空缺，主要是熟练的工程师、科学家和受过高等教育的工人。作为以新一代信息技术应用为代表的第三次工业革命的策源地，美国凭借多年的技术积累、灵活的创新机制、先进的基础设施和强大的政策支持，正成为全球制造业转型升级走在最前沿的国家之一。
（二）美国政府关于深化制造业与互联网融合发展的战略举措
为应对新一轮科技革命和产业变革带来的机遇和挑战，美国政府积极采取一系列措施推动制造业与互联网融合发展。2011年，美国提出先进制造伙伴计划（AMP），部署了提高美国国家安全相关行业的制造业水平、缩短先进材料的开发和应用周期、投资下一代机器人技术、开发创新的且能源高效利用的制造工艺等子计划，以期继续保持在全球制造业领域的领先优势。2012年，美国又发布《先进制造业国家战略计划》，围绕信息、材料、能源、生物等领域的技术创新和集成应用，加快发展新技术、新工艺、新方法和新产品，以期拉动美国制造业乃至整个经济全面复苏。2014年，美国总统科技顾问委员会（PCAST）又发布了《加速美国先进制造业》报告，即AMP2.0，这是继德国“工业4.0”之后又一份政府主导的国家级制造业战略，其中明确提出了通过构建国家级的创新网络、保证创新人才渠道以及提升商业环境等三方面的关键措施。上述这些举措都体现了美国对制造业传统发展理念的深刻反思，也反映了其打造互联网背景下国家制造业竞争新优势、调整失衡的产业结构的战略意图和决心。
（三）美国制造企业转型发展的先进实践
信息技术应用和模式业态创新已经成为美国制造企业在互联网时代下应对复杂经济环境、培育新增长点、打造竞争优势的重要途径。GE围绕构建航空发动机、大型医疗设备等高端装备产品的全生命周期管理服务体系，打造工业互联网平台Predix，面向全球用户提供应用开发环境以及各类工业应用软件和服务，构建以开发者平台和工业App为核心的产业生态体系。罗克韦尔在互联企业建设过程中，利用物联网技术将人、设备、物料进行互联，通过工业云平台实现对企业资产的优化配置和生产效率的提升，并基于工业数据分析为产业链上下游企业提供监控、管理、优化等服务。约翰迪尔以农业生产设备为载体，通过生产设备中的传感器、数据存储、微处理器和软件组成的复杂系统和云计算平台实现农业生产数据的采集、汇总、分析，通过手机软件为农场主提供农业生产全过程的深度感知、动态监控、数据汇聚和智能决策服务。康明斯积极推进数字转型战略和全球物联网建设，利用工业互联网平台提高生产流程的可见性，为客户提供实时数字解决方案。
（四）美国ICT企业支撑制造业转型升级的技术创新和产业化进程
美国传统ICT企业围绕制造业与互联网融合的产业布局不断加快，纷纷从消费互联网向工业互联网延伸。IBM凭借其云计算基础设施服务经验构建工业云平台Bluemix，为初创型企业提供开发所需的软件、硬件和网络，以试用和付费相结合的营运模式构建产业生态，吸引更多的合作伙伴和创新型企业集聚到云平台进行开发与合作。惠普公司拆分出专门从事企业级信息技术解决方案的惠宇公司，为广大企业提供工业云、工业大数据和工业物联网等服务。亚马逊、微软、思科等全球领军企业围绕工业领域的云计算业务提出了一整套的落地解决方案，苹果、英特尔、高通等硬件生产厂商也在工业物联网领域加紧技术研发和产业布局。
（五）美国制造业创新创业载体培育和环境建设的基本情况
美国高度重视制造业创业创新，由政府主导和第三方运营的创新创业载体快速发展。2012年，美国作出了《制造业创新网络计划》的战略部署，提出建立一个适应制造技术工艺快速高效商业化的国家制造业创新网络（NNMI）,计划10年内建成45个面向不同领域的扁平化和自治型的联合创新研究所，通过建设制造业不同细分领域的专业创新研究中心构建完善的国家级制造业创新创业生态系统。此外，美国境内第三方运营的孵化器和加速器总体规模和数量也均居全球第一，绝大多数分布在硅谷地区，主要采取基于风险投资的Y－孵化器、众创空间、联合办公和即插即用等模式，其中最有成效是Y－孵化器模式。以硅谷最著名的孵化加速器plugandplay为例，该孵化器主要采取Y－孵化器模式，致力于构建集风险投资、技术创新、创业辅导、供需对接、社交活动等一体化的创新创业生态系统，已孵化出Airbnb、PayPal、Dropbox、Heroku等明星企业。
二、中美两国制造业转型升级的异同点
（一）深化制造业与互联网融合发展是中美两国的共识
当前，美国政府部门和企业几乎都会提到数字转型，这与中国政府和企业所倡导的制造业与互联网融合，在核心理念、发展目标、具体做法上都是相似的，可以说是异曲同工、殊途同归。一是在理念层面。数字转型、制造业与互联网融合本质上都是新一代信息技术应用与产业的融合发展。尽管中美企业所处阶段不同、技术基础不同、发展水平不同，但是大家都认识到了新一轮科技革命和产业变革所带来的机遇和挑战，也都希望在新一轮产业竞争中抢占制高点。二是在目标层面。美国企业实施数字转型策略的最终目的除了提升质量、提高效率和控制成本以外，还强调了满足用户需求、提供实时数字解决方案、与客户共同建立持续创新能力等方面的能力建设，这些都与中国企业开展个性化定制、服务型制造以及构建“双创”生态的目标相一致，构建互联网环境下企业的新型能力是中美企业共同的出发点和落脚点。三是在实践层面。美国企业实施的数字转型战略强调以互联为基础、以软件为手段、以数据为核心、以平台为支撑，中国企业在深化制造业与互联网融合的过程中也已经开始按照这个思路去做，然而由于多数中国企业所具备的基础与多数美国企业有差距，其实践过程将会更加困难，面临的挑战也必将更多。
（二）工业互联网产业生态竞争正成为国际竞争新焦点
工业互联网平台是全球领先制造企业战略布局的主要方向，是深化制造业与互联网融合的重要抓手，是抢占新一轮产业生态竞争制高点的核心载体。在技术创新方面，制造企业通过工业互联网平台构建了精准、实时、高效的数据采集互联体系，建立了面向工业大数据存储、集成、访问、分析、管理的开发环境，实现了工业技术、经验、知识的模型化、标准化、软件化。在模式创新方面，制造企业在构建工业互联网平台的同时，通过搭建工艺模型、知识组件、算法工具等开放共享的工业PaaS平台，整合应用开发者、软件开发商、服务集成商、工业用户和平台运营商等各方力量，提供面向协同研发、分享制造、全生命周期管理等特定应用场景的各类微服务和工业APP，共同打造线下与线上相结合、创新与创业相结合、孵化与投资相结合的制造业新生态。GE、罗克韦尔、约翰迪尔等跨国公司通过一系列兼并重组、业务转型、模式创新，在不断提高装备智能化水平、加快软件云化迁移步伐、打造开源社区生态的基础上，纷纷抢先布局工业互联网平台，打造国际竞争新优势。
（三）软件定义正成为构建新型制造体系的关键支撑
软件定义正加快从信息通信技术产业领域向制造业领域延伸，不仅定义产品结构和功能，而且定义生产流程和生产方式。从本质上看，软件定义制造就是研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等全生命周期业务环节规律的模型化、代码化、工具化，从根本上优化工业产品、企业流程、生产方式、企业核心竞争力和产业生态，是制造业数字化、网络化、智能化的核心。软件早已不再是过去的软件业，而是设备的软零件、软部件，并最终将发展成软装备。从硬件制造起家的罗克韦尔，现已成功转型为一家软件企业，其超过60%的研发工程师是软件工程师，70%的销售收入来自软件，嵌入式、编程和可视化、信息处理和分析、云计算、行业应用等工业软件产品在行业广泛使用。
（四）服务化正成为重构制造业价值体系的重要途径
目前，越来越多的制造企业由卖产品向卖服务转型，他们在自身服务化进程中主要围绕产品全生命周期的各个环节，不断融入高商业价值的增值服务，从而实现从提供单一产品向提供产品和服务系统转变。当前，市场需求从产品导向向产品服务系统转变，高价值环节从制造环节为主向服务环节为主转变，竞争优势从规模化供给能力向个性化供给能力转变，客户交易从一次性短期交易向长期交易方式转变，服务化转型是制造企业打造竞争新优势的重要途径。约翰迪尔通过智能化的农机产品收集和分析来自农户的数据，制定出精确的农业耕种指导方案，帮助农民为种子挑选最佳的种植地、所需的肥料量以及最适宜的种植密度等，实现了从实体农机设备提供商向智能农场系统解决方案提供商转变。
三、对我国制造业转型升级的启示
（一）加强制造业转型发展的政策研究和制定
深化制造业与互联网融合发展，推进工业互联网建设，是新工业革命背景下对两化深度融合的继承和发展，既是我国制造业新旧动能转换的重要途径，也是建设制造强国的现实选择。我国应抓住当前制造业与互联网融合发展的战略机遇期，加快落实制造强国精神，充分整合政府、行业、企业等各方力量，加紧研究影响深远的基础性、战略性、前瞻性重大问题，结合行业和区域实际细化政策措施，制定具体实施方案，有计划、有步骤、有重点地推动各项任务落实，做到政策措施到位、组织协调到位、监督管理到位。
（二）加快构建基于工业互联网平台的制造业生态体系
构建基于工业互联网平台的制造业生态，是跨国巨头巩固其在制造业领域综合垄断地位的共识，也是各国打造产业竞争新优势、抢占未来发展先机的关键途径。面对全球制造业竞争平台化、生态化的发展趋势，将构建基于工业互联网平台的制造业生态作为制造强国和网络强国建设重要内容，作为打造新型制造体系的着力点，围绕建立具有中国特色的数据采集体系、平台支撑体系、应用服务体系和产业生态体系，加强顶层设计，明确发展目标，强化政策支持，牢牢把握抢占未来制造业生态竞争制高点的主导权。
（三）积极培育制造业与互联网融合发展新模式新业态
制造业与互联网融合的主线是激发制造企业创新活力、发展潜力和转型动力，融合的重要任务就是要推动新旧发展动能和新旧生产体系的转换，融合的重要标志是形成了新模式和新业态。下一步，要通过试点示范大力发展个性化定制、网络化协同制造、服务型制造等新模式，积极发展工业电子商务和制造业分享经济等新业态，加快制造业研发、生产、管理和服务变革。同时要依托产业联盟平台汇聚、桥梁纽带作用，整合各方资源，形成协同创新、产用结合、以市场促发展的新机制，培育一批制造业与互联网融合发展新模式新业态。
（四）夯实制造业与互联网融合发展的技术基础
夯实制造业与互联网融合发展的技术基础，既是加强工业2.0补课、3.0普及的现实需要，也是支持我国实现工业4.0示范发展的客观要求。一是加快工业网络改造升级，推进工业企业内网IP化、无线化、扁平化、柔性化技术改造，建立支撑制造业“双创”的高可靠、低时延、广覆盖的工业网络体系。二是组织实施工业技术软件化工程，重点突破嵌入式操作系统、虚拟仿真、人机交互、工业大数据等关键技术，推动传统工业软件的云化改造和迁移，打造一批国际领先的工业软件企业。三是支持建设一批面向重点行业和区域的信息物理系统关键技术验证平台和试验床。
（作者单位：国家工业信息安全发展研究中心）