工業4.0為什么?
2011年德國漢諾威工業博覽會上，德國相關協會提出工業4.0的初步概念，此后德機械設備制造聯合會等協會牽頭，來自企業、政府、研究機構的專家成立了“工業4.0工作組”進一步加強工業4.0的研究并向德國政府進行報告，2013年發表了工業4.0標準化路線圖，組建設了由協會和企業參與的工業4.0平臺(Platform-i4.0)，德國政府也將工業4.0納入《高技術戰略2020》中，工業4.0正式成為一項國家戰略。目前，德國正計劃制訂推進工業4.0的相關法律，把工業4.0從一項產業政策上升為國家法律。德國工業4.0在很短的時間內得到了來自黨派、政府、企業、協會、院所的廣泛認同，并取得一致共識，從一個來自民間的概念迅速演變國家產業戰略，正從一個產業政策上升為國家法律。工業4.0在這么短的時間內在德國得到廣泛認同，有其偶然性也有必然性，這種認識來自于德國長期以來把工業作為國家經濟的基石，來自于信息通信技術給工業帶來的革命性影響，也來自于新一輪科技革命中對德國工業地位擔憂。概括起來，主要是由于三種意識：危機意識、機遇意識和領先意識。
(一)危機意識
德國是傳統的科技工業強國，但是在新一輪產業技術革命中，傳統的競爭優勢受到了來自各方面的挑戰，一部分新興產業成長乏力，各界對德國未來發展表現出某種憂慮。
一是對新興產業創新能力的憂慮。信息通信技術是全球新一輪產業變革中最具活力的技術，德國各界的普及共識是，德國乃至整歐洲喪失了全球信息通信產業發展的機遇。在全球產業創新最活躍的互聯網領域，全球市值最大20個互聯網企業中沒有歐洲企業，歐洲的互聯網市場基本被美國企業壟斷，德國副部理兼經濟和能源部長加布里爾曾說，德國企業的數據由美國硅谷的四大科技把持，這正是他所擔心的。全球通信產業蓬勃發展，但歐洲企業節節敗退，僅有少數企業在苦苦支撐。歐洲的集成電路公司紛紛轉型設計企業，并不斷從消費市場退出。當前，美國的互聯網以及ICT巨頭與傳統制造業領導廠商攜手，GE、思科、IBM、AT&T英特爾等80多家企業成立了工業互聯網聯盟，重新定義制造業的未來，并在技術、標準、產業化等方面做出一系列前瞻性布局，工業互聯網與成為美國先進制造伙伴計劃的重要任務之一。歐洲及德國對新興產業創新能力及對未來發展前景表現出了一種深深的憂慮。
二是對傳統產業競爭優勢的憂慮。德國傳統工業在全球的競爭優勢仍十分突出，但是在新一代信息技術與工業加速融合，產品、裝備、工藝、服務智能化步伐不斷加快的背景下，德國能否跟上時代發展的潮流，德國各界有深刻的危機意識。德國總理默克爾也指出，目前90%的創新在歐洲之外產生，歐洲不能錯失下一代工業技術變革。默克爾同時對德國的制造業能否及時與現代的信息和通訊技術實現對接，保障德國制造業在世界上的領先地位表示擔憂。德國企業界對美國再工業化、中國制造業發展給予了充分的關注，2014年6月24日，德國機械協會(VDMA)主席在日本說，德國和日本攜手應用中國的挑戰。德國信息技術、通訊、新媒體協會工業4.0部部長曾說，不僅僅亞洲對德國工業構成競爭優威脅，美國正通過各種計劃應對“去工業化”，加快先進制造業發展。
三是對國家產業戰略方向的憂慮。2008年國際金融危機后，新一代信息技術的突破擴散及與工業融合發展，引發了國際社會對第三工業革命、能源互聯網、工業互聯網、數字化制造等一系列發展理念和發展模式的廣泛討論和思考。以美國、歐盟、日本、韓國等紛紛制訂了一系列規劃和行動計劃，實施制造業回歸戰略。這既體現了發達國家對制造業傳統發展理念的深刻反思，也反映了其搶占新一輪國際制高點意圖和決心。德國作為全球制造業強國，在新一輪技術變革中能不能找到工業發展方向并引領全球工業發展，是德國各界廣泛關注的問題。
(二)機遇意識
在與德國工業4.0參與方交流中，我們能深切體會到，盡管德國各界對有些產業的發展的不盡如人意表現出了憂慮，但對德國傳統優勢產業的競爭力還是表現出強烈的自信，認為德國工業經濟發展面臨許多機遇。
一是市場機遇。信息通信技術與制造業融合發展帶來一個重要變革就是智能制造時代的來臨，云計算、大數據、人工智能、機器學習等驅動人類智能邁向更高境界，推動著人類各種生產工具的智能化和現代化，在廉價體力勞動不斷被機器替代同時，越來越多的腦力勞動者正在被智能工具所替代，人類正在邁向第二次機器時代，其帶來產業變革和就業結構影響將超越過去300年工業化歷史。基于新一代智能裝備生產組織方式將廣泛普及，從普及單機智能化到普及智能生產線、智能車間、智能工廠，其背后是龐大的、快速成長的智能裝備市場。德國各界一直在探討以什么樣的方式抓住快速成長的市場。
二是技術機遇。智能制造不僅需要單項技術突破，也需要各種技術綜合集成，而這正是德國的優勢所在。面對全球新一代信息技術與制造技術融合的趨勢，德國迎來了鞏固和強化技術優勢的機遇。具體來說，一是工業軟件優勢。工業軟件是智能裝備的核心和基礎，德國企業資源管理(ERP)、制造執行系統(MES)、產品生命周期管理(PLM)、可編程控制器(PLC)等核心工業軟件在全球都處于領導地位。二是工業電子優勢。集成了傳感、計算、通信的工業電子是智能裝備的核心，這也是德國優勢領域所在，一批德國企業在汽車電子、機械電子、機床電子、醫療電子等領域引領全球發展。三是制造技術優勢。德國工業的基礎材料、基礎工藝、基礎裝備、基礎元器件核心技術領域一直在全球處于領先地位，機械出口占全球16%，居全球首位，其在創新性制造技術領域的研究、開和生產，以及復雜工業過程管理領先性無人能比。傳統制造技術與工業軟件、工業電子技術的結合，為德國搶占智能裝備競爭制高點帶來了難的機遇。
三是產業機遇。裝備制造業是德國最具優勢的產業，面對全球智能制造帶來的機遇，德國各界的共識是，要把握信息通信技術與裝備制造業融合的趨勢，瞄準全球快速成長的智能工廠裝備市場，確保德國企業成為全球智能制造產業“領先的供應商”地位。對于德國而言，這個市場是潛在的、也是現實的，沒有哪個國家比德國更有條件和優勢發展智能制造。德國相關協會調查表明，60%的德國機械設備制造商確信他們的技術和產品競爭優勢在未來五年會得到提高。正如德國所說，歐洲、德國失去了互聯網的機遇，但不能失去物聯網的機遇，物聯網應用的主戰場是工業領域，德國不僅可以而且能夠在物聯網的技術變革中抓住機遇引領潮流。
(三)領先意識
在新一輪技術革命和產業變革中，德國人有危機感，也看到新機遇，并試圖在工業領域繼續保持全球領先的地位，基本途徑就是，在向工業化4.0邁進的過程中先發制人，與世界制造強國爭奪新科技產業革命的話語權，搶占產業發展的制高點。具體來講，就是要實現五個領先：
一是理念領先。信息技術領域從來不缺乏新概念和新理念，但真正能夠被各界廣泛認可并快速傳播的發展理念屈指可數。物聯網、移動互聯、云計算、大數據等新一代信息技術廣泛普及并推進生產方式變革，當各國紛紛提出數字化制造、工業互聯網、能源互聯網等制造業發展新理念時候，德國作為歐洲傳統的工業強國，需要一個既能繼承傳統工業發展思想、又能啟發未來工業趨勢的新理念，搶占發展理念的制高點，并引領德國工業繼續保持全球領導地位。正是在這一背景下，德國工業4.0的概念出現了，這一概念最大的成功在于它把幾百年工業發展的歷史與現代信息技術趨勢進行了完美的集成，它是繼承性與創新性的統一、理論性與通俗化的統一、嚴肅性與時尚性的統一，其傳播的速度、廣度、深度也超過了德國人的預期。
二是技術領先。當前，信息技術創新步伐不斷加快，正步入泛在、智能、集成的新階段。從計算、傳輸到處理，從感知、傳感到智能，泛在連接和普適計算已無所不在，云計算、大數據、人工智能、機器學習等驅動人類智能邁向更高境界，虛擬化技術、3D打印、工業互聯網、大數據等技術將重構制造業技術體系。德國提出“工業4.0”，其宗旨也是支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新，大力推動物聯網和服務互聯網技術在制造業領域的應用，從而應對新一輪科技革命帶來的挑戰，以此搶占信息技術與工業融合發展中技術的制高點。
三是產業領先。在新一輪科技革命的影響下，全球新的產業分工體系和分工格局正在形成，基于信息物理系統(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革，全球研發設計、生產制造、服務交易等資源配置體系加速重組，網絡眾包、異地協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理等正在構建企業新的競爭優勢，全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構產業價值鏈新體系。德國提出“工業4.0”，在智能生產體系的支撐下，重構全球的生產方式。德國信息技術、通訊、新媒體協會工業4.0部部長說，德國傳統工業的核心架構以及它在國際上的卓越地位，能夠與ICT技術結合并改革德國的傳統工業，德國希望在新一輪產業技術革命浪潮中扮演主要角色。
四是標準領先。產品的智能化、裝備的智能化、生產的智能化、管理的智能化以及服務的智能化，迫切要求裝備、產品之間，裝備和人之間，以及企業、產品、用戶之間全流程、全方位、實時的互聯互通，實現數據信息的實時、準確交換、識別、處理、維護，研發、生產、管理、服務的高度協同對智能制造的標準化提出了新的要求，這就必須通過制定和執行許許多多的技術標準、服務標準、管理標準和安全標準，智能制造的標準體系是全球產業競爭的一個制高點，德國已搶先一步，制定了《“工業4.0”標準路線圖》，，以此搶占“工業4.0”標準化領域的制高點。
五是市場領先。鞏固并不斷擴大全球市場的優勢是德國工業4.0的根本出發點，也是各界的共識。在“工業4.0”戰略中，德國采用了“領先的供應商戰略”與“領先的市場戰略”的雙重戰略來釋放市場潛力。“領先的供應商戰略”強調德國裝備制造供應商要通過技術創新和集成，不斷提供世界領先的技術解決方案，并藉此成為“工業4.0”產品的全球領先的開發商、生廠商;“領先的市場戰略”強調將德國國內制造業作為主導市場加以培育，率先在德國國內制造企業加快推行“工業4.0”與部署信息物理網絡系統(CPS)，進一步壯大德國裝備制造業。
