德国是全球制造业中最具竞争力的国家之一，其装备制造行业全球领先。这是由于德国在创新制造技术方面的研究、开发和生产，以及在复杂工业过程管理方面高度专业化。德国拥有强大的机械和装备制造业、占据全球信息技术能力的显著地位，在嵌入式系统和自动化工程领域具有很高的技术水平，这些都意味着德国确立了其在制造行业中的领导地位。因此，德国以其独特的优势开拓新型工业化的潜力——“工业4.0”，并开始推进新一代工业升级计划。
作为全球工业实力最为强劲的国家之一，德国在新时代发展压力下，通过“工业4.0”战略的实施，将使德国成为新一代工业生产技术的供应国而主导市场，会使德国在继续保持国内制造业发展的前提下再次提升它的全球竞争力。
制造业的全球竞争正越来越激烈，德国并不是唯一认识到“将物和服务联网运用于制造业”趋势的国家。此外，给德国制造业带来威胁的不仅是来自亚洲的竞争对手，因美国也已采取措施，通过促进“先进制造业”发展的计划来应对去工业化。
制造业的数字化、虚拟化正在彻底改变人们制造产品的方式，为此，以德国为代表的欧洲，以及美国都打算大幅提升工业产值。美国的通用电气(GE)于2012年秋季提出了“工业互联网”(Industrial Internet)概念，这是一个将产业设备与IT融合的概念，目标是通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业，而日本的各企业也在推进M2M和大数据应用。
“工业4.0”的关键技术是信息通信技术(ICT)，具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M（Machineto Machine）、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发、销售、ERP(企业资源计划)、PLM(产品生命周期管理)、SCM(供应链管理)等业务系统联动等。而第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运用ICT，而“工业4.0”将大幅扩大应用对象。
“工业4.0”计划主要分为三大主题：
1）“智慧工厂”。重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。
2）“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
3）“智能物流”。主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
“智慧工厂”采用一种全新的方式来生产产品，智能产品有唯一的特征被识别，在任何时候都能被定位，知道它的发展历程，了解它当前状况，以及实现其目标状态的方式。从通过出口物流下订单的那一刻起，纵向与工厂和公司业务流程联网，横向连接则可实时管理衍生价值体系，这二者共同构建了嵌入式制造系统。此外，这些指令都要求启用终端间工程(模式)流经整个价值链。
尤其值得注意的是，“智慧工厂”的生产模式与以往集中式控制的工业生产模式不同，其更强调“分散化”，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。德国“工业4.0”计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
德国“工业4.0”计划强调，未来工业生产形式的主要内容包括：在生产要素高度灵活配置条件下，大规模生产高度个性化产品，顾客与业务伙伴对业务过程和价值创造过程广泛参与，以及生产和高质量服务的集成等，物联网、服务网以及数据网将取代传统封闭性的制造系统成为未来工业的基础。
在“工业4.0”计划框架下，规划生产要素、技术和产业互联集成的关键前提是，各参与方需要就“工业4.0”涉及的技术标准和规格取得一致。由德国电工委员会编纂的全球首个“工业4.0”标准化路线图正是向这一目标迈出的重要一步，为所有参与方就“工业4.0”涉及的现有相关标准和规格提供一个概览和规划基础。“工业4.0”有两个非常重要的方面：
1）劳动分工和专业化。这不仅是针对劳动者而言，也针对企业。这也是德国汽车业成功的原因，因为在这样一个大环境中，各个工厂往往都是高度专业化某些零部件的生产者，他们以非常高效的方式互动。
2）数字化。数字化使得笨拙的机器利用计算机进行智能化工作，这就是未来存在的潜力。首先，未来的水平整合将会进一步深化，也就是说在整个价值链上，生产商可以通过这种基于互联网技术的系统开展更好的协作。另一方面，在生产系统内，看到更多的垂直整合(产业链整合)，因为每一个部分最后生成的数据，都可以使这些部分进行深度整合。以前，一个产品进入市场后几乎不在生产商的控制范围内，以后，产品会永远在生产商的控制过程当中，生产者可以随时得到反馈，知道该怎样进行设置，这对改善服务是非常有利的。
“工业4.0”的重要方向之一是“智慧工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。“工业4.0”的全新理念主要是对联网工厂以及相关方面的演变进行研究，以使产品开发、物流以及生产的集成将通过材料流、产品流、以及信息流得以实现，从而构建高度复杂又极为高效的全球化生产运营。这样一来，一条生产线就能够与供应商以及消费信息进行连接，从而根据消费者需求对生产环节进行动态调整，并对所交付的原材料进行相应调整。
“工业4.0”将会开发出创造价值的新方法和新的商业模式，动态业务和工程流程能帮他们根据生产需要最终做出相应改变,并灵活应对生产中断和故障。现在，在制造过程中已经能够提供端到端的透明化，以促进决策优化。特别是，它将给初创公司和小企业的发展带来机会，下游服务也能从中受益。
此外，“工业4.0”将正视和解决某些当今世界面临的挑战，如资源能源利用效率、城镇化、人口结构变化等。“工业4.0”能持续带来覆盖整个价值网络的资源生产率和效率的增益。它能将人口结构变化和社会因素考虑在内，以适合的方式组织生产。采用的智能辅助系统让工人从单调、程序化的工作中解放出来，能把精力集中在创新和增值业务上。
智能化制造、联网化及集成化工厂正逐渐支撑起“工业4.0”，针对工业控制与自动化领域AMD推出的SoC解决方案，具备数据管理功能，支持标准网络，可以通过相互间的高效通信对收集来的数据进行管理和分析，可以实现先进的联网工控系统。
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