2012年,由德国工程学院、弗劳恩霍夫协会以及西门子公司等多方机构共同倡导,在三位德国知名教授的积极推动下,“工业4.0”概念应运而生。次年,德国联邦政府更进一步,将其提升至国家级战略高度,并正式公布了《实施工业4.0 战略规划建议》白皮书,这个战略的初衷是为了保证德国在工业领域的整体竞争优势。简单明了的说,“工业4.0”的目的就是构建一个将信息技术与物理现实深度融合的系统(CPS)网络,通过有线或无线等多种途径,将所有生产企业的自动化设备、客户需求、物流仓储、生产管理以及各种类型的软件等等所有涉及到产业链的各个环节全面整合进来,使得整个工业生产过程得以实时监控、自我调节、人机交互,并且通过最优的生产策略来满足实际需要。在德国,我们可以把“工业4.0”概括为:首先是构建一个信息物理融合系统(CPS)网络,使之能够对接虚拟世界和物理层面分工合作的生产设备;其次是围绕智能工厂和智能生产两个重要课题进行深入探讨,暨智能网络分布式生产系统和高度灵活个性化的生产流程;再次是实现横向、纵向乃至端对端等在网络上的任意方向的无缝衔接,使人类与机器、机器内部以及彼此间都能实现深度的互联互通;最后通过执行诸如“标准化参考架构”等八项具体计划,以确保“工业4.0”的顺利推进和实施。
除了德国之外,其他主要国家也都逐渐意识到了工业对于国家经济的关键作用。例如,2012年,美国国家科技委员会发布了《先进制造业国家战略计划》,明确提出了五大目标和相应的对策措施,重点在于缩小研发与先进制造业创新应用之间的差距,这与之前颁布的《重振美国制造业政策框架》和《先进制造伙伴计划》共同构成了美国推动先进制造业发展的“再工业化”一揽子计划。早在2008年,英国就抛出了“高价值制造”战略,其中主要的措施包括以22项“制造业能力”标准为依据,推出一系列资金支持措施,同时还开放了知识交流平台等。在欧洲地区,除了德国以外,以瑞典为代表的“再工业化”成果显著,其全球竞争力排名甚至一度攀升至第二位。此外,西班牙、日本等国家也纷纷加大了对高科技工业生产的资金和政策投入。
值得一提的是,中国科学院在2009年完成的一份名为《创新2050:科技革命与中国的未来》的战略研究系列报告中,对“工业4.0”所描绘的核心内容进行了极为精准的预测和阐述,而且在其他非工业领域也提供了详尽且具有前瞻性的指导性表述。如今,世界各国将智能化工业生产方式视为自身工业未来发展方向的大势所趋已经成为不争的事实。