就“日本制造”而言，曾在較長時期內飽受高成本和價值鏈分散化困擾的制造企業，一方面加大對機器人、新材料、3D打印等新工業革命標志性技術的研發投入力度;另一方面，借力物聯網、云計算等手段推動管理創新和商業模式變革來應對新環境的變化。

　　通向工業4.0的路徑有很多種，德國用制造業繁榮，美國用互聯網的加速，日本的工業4.0路徑是很特別的，但是日本工業4.0水平又不亞于他們，我們先來看一下美國和日本在工業4.0的較量：

　　特斯拉的隱患

　　首先，我們都知道特斯拉是美國發明的，它能做到安全極速可達每小時297.7公里，百公里加速只需3.2秒，續航480公里。但是，大家有想過美國什么能把電動汽車做到這種程度嗎?

　　據資料顯示，特斯拉共有14家的供應商，分別來自于日本、美國、法國、瑞士、瑞典、韓國等，其中包括了橫濱輪胎、 松 下 電 器 、瞻博網絡 、直覺軟件、德納公司、達索系統、博格華納、偉世通等廠家，這些供應商涵蓋了包括輪胎、鋰電池、軟件開發和汽車變速器供應等多項領域。

　　也就是說，特斯拉所用的材料和部件都是從各國“拼湊”出來的。那么憑什么美國可以造出來特斯拉，其他國家不可以?

　　這其實就是美國的工業4.0發揮的作用，特斯拉的動力系統其實是7000多塊松下電池提供的“18650”(直徑18mm×長65mm)圓柱型小型鋰電池。但是，我們一般做不到每個電池的電壓是完全一樣的，那么當電壓不一樣的時候，把電池連在一起就發熱!所以這就是傳統電池的瓶頸。但是工業4.0的一個重要環節就是每個機器都可以根據產品特性做相應的調節，所以美國使用了大量的傳感器和軟件，以及一些大數據的分析，可以實時的測試每個電池組的電壓，然后自動的調節電流。所以說，特斯拉其實就是工業4.0的一個成品(當然以后還可以再改進)，是一個大型的移動智能終端。

　　特斯拉突破的不僅是電池性能，還有材料。比如要當發動機的葉片在高速運轉時，溫度就會逐漸上升。美國是怎么做的呢?這里又是工業4.0的，機器生產設備可以先提取產品的材料性能、環境要求、使用壽命的等等各種維度的參數，然后再結合大數據庫去尋找相應的材料，這樣就實現了隨時過來隨時加工，但之前人們尋找材料卻需要各種實驗，是一個很漫長的過程。如今這些過程被工業4.0縮短了周期，所以才產生特斯拉這樣的里程碑產品。

　　這就是美國的工業互聯網的應用。美國的“工業4.0”(工業互聯網)主要凸顯互聯網在生產過程中的作用。但是使用的各種材料卻都來自于其他國家的供給。互聯網雖然在工業4.0中起到了“大腦”的作用，但是他的血液和營養卻受其他國家支配。

　　所以在日本電池圈流傳了一個概念：特斯拉危機遲早會爆發!

　　日經技術在線近期引用日本一些電池技術人員的看法認為，特斯拉這樣做遲早會發生‘特斯拉危機’，這7000多塊18650電池就是引發危機的導火索。因為18650原本是索尼公司內部使用的規格名稱，其基本構造已經20多年沒有變化。正日本一些電池技術人員所說，“18650始終是一款壽命只有幾年的消費類產品用電池”。

　　造成鋰電池劣化的主要原因是水和熱。日經技術評論認為，從結構上來說，18650抗水和抗熱性能不強。雖然采取了一些措施，例如對設置在圓筒和蓋板之間的密封墊進行了改進等，但電池技術人員認為，18650的水蒸氣阻隔性能“依然不及采用復合薄膜的袋式(Pouch)電池”。關于熱的問題，因為18650的單元內部幾乎沒有空隙，因此散熱性較差。當然，特斯拉已經采取了一些應對措施，但隨著供貨量越大，電池劣化導致重大缺陷和事故的可能性就會越大。

　　日本電池行業人士出現了這樣的傳言：“特斯拉或許會放棄自己18650電池戰略。”

　　或許特斯拉的電池將由18650單元改為大型車載電池。因為如果以安心、安全為大前提的汽車如果事故頻發，特斯拉一定會名譽掃地。而且目前日產、三菱等其他純電動車推進派失去了往日的勁頭，特斯拉成了引領純電動車行業的標桿。一家風險企業的失敗將會給整個純電動車部件市場帶來影響。特斯拉小小肩膀擔負的期待和責任十分重大。

　　特斯拉首次向市場投放純電動車是在2008年，當時限量推出了2500輛雙座車型“Roadster”。有意思的是，這款沒有采用18650電池組的車幾乎沒有用戶投訴，盡管其舒適性較差，有時也會出故障。這估計是因為購買者并沒有將Roadster當成一輛車，而是把它當成了一款先進且具有挑戰性的玩具。但今后恐怕不會這么簡單。對于瞄準大眾消費市場的特斯拉EV，消費者會將其作為汽車來嚴格要求。特斯拉能否消除風險?這將取決于被譽為天才的馬斯克的決斷。(以上內容來自日經技術在線)

　　因為掌握了電池能源，所以日本的GLM正在試圖使以前的跑車以純電動汽車形式復活。目前改企業正在一輛一輛地手工制造純電動汽車，GLM計劃2015年以每月10輛的速度開始量產，并于2015年內完成99輛交車任務。

　　所以說，各國在工業4.0方面是各有所長、各有所短。大家彼此協作，誰也離不開誰，每個國家都有自己的核心優勢，但是每個國家又不甘心只守住自己的“家業”，一邊合作一邊競爭。

　　跟日本不同的是，美國的工業4.0更注重的工業上的互聯，是一種工業資源的智能整合，體現在系統集成領域，特斯拉就是這樣誕生的。另外，美國也很強調跟人的連接，甚至企圖倡導將人、數據和機器統統連接起來，形成開放而全球化的工業網絡，但其內涵已經超越制造過程以及制造業本身。

　　比如通用電氣已推出24種工業互聯網產品，涵蓋石油天然氣平臺監測管理、鐵路機車效率分析、醫院管理系統、提升風電機組電力輸出、電力公司配電系統優化、醫療云影像技術等九大平臺，以期打破技術壁壘，促進物理世界和數字世界的融合。

　　美國的工業4.0和日本的工業4.0的矛盾就是：美國試圖整合所有工業資源，而日本總試圖通過自己的發展組建起一套完善而獨立的工業系統。

　　“白皮書“公布

　　面對德國的“工業4.0”(Industry 4.0)和美國的“工業互聯網”(Industrial Internet)，日本的制造業應該怎樣迎擊?

　　2015年6月9日，日本經濟產業省公布了《2015年版制造白皮書》(以下簡稱“白皮書”)。令人印象最為深刻的，是白皮書對全球不斷加速的制造業巨變，對“日本可能落后”顯示出了強烈危機感。

　　隨著傳感器技術和計算性能的進步，借助大量設備的網絡化提高運用效率和價值的“IoT(Internet of Things，物聯網)”和大數據分析，制造領域也正在發生巨大的變化。白皮書對此敲響了警鐘：倘若錯過德國和美國引領的“制造業務模式”的變革，“日本的制造業難保不會喪失競爭力”。

　　白皮書用大幅篇幅，介紹了以德國和美國為中心興起的、以IoT為軸心的制造業變化，以及日本的應對措施。

　　與德美的動態相比，日本雖然在工廠的省人力化、節能化等改善生產效率方面有些長處，但很多企業都對進一步發展數字化持消極態度。尤其重要的課題，當屬IoT的關鍵——軟件技術和IT人才的培養。白皮書稱，“相對于(在德國和美國加快的)制造業變革，現在還沒有(日本)企業表現出重視軟件的姿態”。

　　白皮書提到，到工業4.0式生產系統確立之時，“如果思路還停留在目前日式生產系統的延長線上，日本制造業可能會遠遠落在后面”。比如說，當汽車等行業的眾多廠商在工廠內實現壓倒性的高效率，連同供應鏈實現整體優化后，德國廠商的價格競爭力將相對上升。與此同時，為工廠制造生產機械的日本廠商的競爭力則可能會下降。而且，隨著向工業設備采集多樣化數據，活用數據提供的服務越來越多，這些服務還可能成為國際性的事實標準。

　　過于拘泥全日本制造可能會導致日本技術的“加拉帕戈斯化”(Galapagosization，即在孤立的環境下，獨自進行“最適化”，最終對外喪失競爭力)，日本傳統手機的衰退等歷史已經證明了這一點。最近，大力推進工業4.0的德國企業開始向正在研發制造業網絡應用技術的美國靠攏。美國企業參與了行業標準制定。日立制作所一名管理層也表示，“相比競爭，合作更為重要。日本企業應該參加國際標準化團體，收集信息，仔細思考利用技術會創出什么新商機。”

　　面對這些變化，日本應該如何應對呢?現在的一個問題，是企業之間的合作不充分。比如說，工廠使用的制造設備的通信標準繁多，許多標準并存，沒有得到統一。雖然有對每種裝置各不相同的通信標準分別進行轉換、使彼此實現通信的技術，但發展標準化面臨著諸多障礙。

　　參與起草白皮書的日本經濟產業省制造產業局制造政策審議室長西垣淳子指出：“跨越企業和行業的壁壘，強化‘橫向合作’，在IoT時代，這對于日本制造業提高競爭力，具有非常重要的意義。”

　　要想提高日本制造業的競爭力，還必須使制造現場進一步加快利用軟件的速度。這需要在制造現場，擴大對統一管理產品生命周期數據串的軟件工具(PLM工具)等的活用，并且強化軟件技術人員的培養。

　　普遍觀點認為，強力推進工業4.0的德國的長處，在于產官學的密切合作。日本政府也在2015年1月29日確立的“旨在促進成長戰略進化的今后的討論方針”中，提出了“利用大數據、人工智能和IoT等改革產業結構”。在IoT引領制造業務模式發生巨變、跨越企業和產業框架的標準化動態加速發展的情況下，日本也需要具備德國那樣的產官學合作能力。

　　日本企業組成了名為“產業價值鏈主導權(Industrial Value Chain Initiative，簡稱：IVI)的產業聯盟”。成員包括三菱電機、富士通、日產汽車和松下等日本電子、信息、機械和汽車行業的主要企業。共同探討工廠互聯的技術標準化，并爭取使其成為國際標準。聯盟的發起者是研究將IT技術應用于制造業的日本法政大學教授西岡靖之。聯盟的主要議題為工廠與工廠、設備與設備互聯的通信技術和安全技術的標準化。西岡靖之表示，雖然日本企業此前一直在推進自身和業界內企業相連接的網絡化，但此次將“跨越業界，構筑包括中小企業在內的工廠互聯機制”。

　　日本制造的突破口能源

　　制造業是工業4.0的根基，能源則是制造業的根基。基于此，日本首相安倍晉三曾推出的“第三支箭”刺激方案加大了燃料電池車產業的補貼力度，豐田汽車等主要日本汽車廠商正與政府合力發展燃料電池車。這勢必侵蝕美國特斯拉電動車的市場。

　　在工業4.0方面，日本格外重視能源的供給。安倍晉三宣布，計劃到2015至2016財年將該國的氫燃料充電站數量由目前的17座擴充至100座。這是日本政府首次制定燃料電池車相關產業的發展時間表，日本政府還希望在2025年前將燃料電池車的售價降至約2萬美元左右。

　　重視能源的背后，其實是日本對于制造業的看重。日本首相的咨詢機構“制造技術懇談會”向政府提交的報告就強調，制造業是日本的生命線，沒有制造業就沒有信息產業和軟件產業。日本曾專門制訂了《機械工業振興法》，1999年起草了《振興制造業基礎技術基本法》，日本經濟產業省2000年制定了“國家產業技術戰略”，為信息通信、機械、能源、材料、環境、航空等13個產業部門確定了發展目標及其所需要的戰略舉措。

　　3D打印與人工智能

　　2014年，日本經濟產業省繼續把3D打印機列為優先政策扶持對象，計劃當年投資 45億日元，實施名為“以3D造型技術為核心的產品制造革命”的大規模研究開發項目，開發世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機。所以當美國在20世紀70、80年代把制造業視為“夕陽工業”，熱衷于把科技發展的重點置于高技術和軍用技術時，日本的注意力始終沒有離開制造技術的開發和應用。

　　另外最值得一提的就是：日本的工業4.0的最大突破口就是對“人工智能”產業的探索!日本老齡化問題非常嚴重，日本政府在做各種政策時很考慮給人工智能技術的企業給予優惠稅制、優惠貸款、減稅等多項政策支持，以解決勞動力斷層問題，并支持未來的工業化生產線、工業智能化，希望借助在該產業的高投入以解決勞動力斷層問題。

　　自動化與智能化

　　因此，日本早在上世紀90年代就已經普及工業機器人，到現在已經發展了第三、四代工業機器人。日本采用智能化生產線的企業越來越多。比如日本汽車商本田，通過采取機器人、無人搬運機、無人工廠等先進技術和產品，加之采用新技術減少噴漆次數、減少熱處理工序等措施把生產線縮短了40%，并通過改變車身結構設計把焊接生產線由18道工序減少為9道，建成了世界最短的高端車型生產線。

　　另外，日本采用小型智能設備的企業增多。作為汽車行業的“幕后大佬”，著名零部件公司日本電裝公司通過對鋁壓鑄件的生產設備、工藝進行改革，使得鑄造線生產成本降低了30%，設備面積減少80%，能源消費量降低50%。成本大幅降低，加之日本車企銷量大幅增長，近幾年在全球汽車零部件配套供應商排名中，日本電裝都位居前列。雖然日本電裝的業務覆蓋面很廣，但能被消費者熟知的仍是火花塞及導航系統，而成本高低對此業務的影響更是非常明顯。

　　智能化、最大程度減少人力是日本工業所追求的目標。本田正在將盡可能多的任務集中到一個流程，這樣生產線就會非常精簡且一體化。一方面生產效率提升了，另一方面實現了”柔性生產“。但這對機器人有個更高的要求，機器人必須根據數據的做出及時的判斷和決策。另外，日本電子巨頭之一佳能公司從“細胞生產方式”到“機械細胞方式”，創立了世界首個數碼照相機無人工廠。

　　日本的機器人產業已是全球的領導者。在繼電視機、電腦、游戲機、智能手機之后，機器人被視為是未來家庭中的第五大類智能終端，日本軟銀集團創始人兼總裁孫正義對于機器人寄予了很高的期望，他在2014年度軟銀世界大會(Softbankworld 2014)上做主題演講時的結束語是：“到了2050年日本的經濟競爭力將能夠成為全球第一，日本將不再是‘日沉之國’，而將復活為‘日出之國!”

　　這使他獲得了極其熱烈的掌聲，這種豪言壯語再加上日本年輕人的掌聲，著實可以讓中國人心頭一震……

　　孫正義首先清醒的看到了日本的一個短板：“生產性×勞動人口=競爭力”，中、美、印的制造業勞動人口數量多達7000萬、1000萬、1000萬，日本則只有700萬;同時，與中、印平均月薪只有7萬日元、3萬日元相比，日本的平均月薪為25萬日元。從這個角度考慮，日本在生產性和勞動人口兩方面均處劣勢，競爭力下降也就在所難免。

　　但是孫正義提出了復活方程式：3000萬臺產業機器人24小時工作，就相當于增加了9000萬制造業勞動人口，而支付給每臺機器人的“平均月薪”僅為1.7萬日元，無疑日本就解決了短板。孫正義確實是日本難得的大才，最被外界津津樂道的就是傳言他1999年決定投資中國的阿里巴巴2000萬美金時，只用了5分鐘時間做決斷，這一筆投資讓其至今仍是阿里巴巴集團的最大股東，投資回報為3000多倍，被外界譽為是日本的“巴菲特+蓋茨”。

　　談到這里，我認為最可怕的不是阿里巴巴被日本人控股，而是日本的企業家擁有的那種政治胸懷。所以日本人身上既有我們警惕的地方，也有我們需要學習的地方。