一 工业4.0带动新一轮产业革命

（一）德国工业4.0战略

1.实施背景

2013年4月，在德国的工业制造业中心汉诺威召开了全球国际工业博览会。会上，德国“工业4.0工作组”公布了题为《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》^[1]（以下简称“工业4.0”）的国家制造业发展战略。这一高科技战略旨在充分借助德国传统机械工程、电子和汽车等产业的制造业优势，维护德国制造工业在世界上的核心竞争力，保持德国在全球制造装备领域拥有领头羊的地位，引领实现新一轮制造业的革命性突破。“工业4.0”由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的共同建议和推动下形成，作为德国举国上下的战略决策，得到了政府、学术界和企业的充分重视。目前，德国联邦政府针对这一计划的投入已达2亿欧元。德国重新将制造业的革命性变革提升到战略高度缘于其对制造业比较优势丧失的担忧。从传统制造业来说，中国凭借巨大的人口红利和强大的国家政策支持，利用改革开放的历史机遇大力发展制造业，已经在数控机床、机电产品等领域实现了跨越式发展，占领了传统制造业市场。而次贷危机后的美国在复兴过程中也逐步实现了制造业的强势回归。2009年，美国发布了《重振美国制造业框架》，提出了“再工业化战略”和“先进制造伙伴战略”，意在恢复美国在制造领域的领导权。其一系列工业研发活动和汽车、生物制药、IT等产业的高速发展压缩了德国高端制造业的市场。加上日本和其他欧洲国家在高端装备制造等领域占有一席之地，德国的工业转型升级已经迫在眉睫。

2.基本内容

从制造业的历史传统来说，德国长期专注于工业科技产品的创新和研发工作，以及对复杂工业过程的管理和监督。德国拥有强大的高科技设备和工业制造车间，在世界信息技术领域拥有很高的能力水平，在嵌入式系统和自动化工程方面也有很深的造诣，这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。有关数据表明，“2013年欧盟企业研发投资排序中，11家德国公司居前25位，大众汽车公司年度研发费高达58亿欧元”。^[2]前三次工业革命分别带来了机械化、电气化和信息技术，实现了从手工生产到自动化生产的转变。2015年4月14日，以“融合的工业——加入网络”为主题的汉诺威工业博览会开幕。在开幕式上，默克尔政府宣布将工业4.0战略上升为德国工业4.0平台。相较于工业4.0战略，工业4.0平台加大了战略执行的推动力，保证战略在各部门、企业之间的协调与落实，调动各种积极力量，推动工业革命的新纪元。工业4.0开启的第四次工业革命以信息物理系统（物联网）为代表，将“生产机器、储存系统、生产设施进行充分整合，从根本上改变工业生产方式和制造技术”^[2]。

（二）四次工业革命的演进历程及特征

一般认为，人类的工业发展历史经历了四个阶段，也就是人们常说的四次工业革命。从工业1.0到工业4.0（当然工业4.0这个概念仍有待商榷），工业发展实现了从蒸汽时代到智能制造的跨越。以瓦特发明蒸汽机为代表的第一次工业革命时期，蒸汽机得以发明和广泛使用，解放了人们的双手，实现了工厂手工业到大型手工业的跨越，带来了资本主义生产力的第一次大发展。纺织业、蒸汽机车制造业飞速发展。工业革命的发起国英国出现了“圈地运动”，使人民离开了固有的土地，开始走进工厂工作。资本主义国家出现了第一批产业工人。1860年前后开始的第二次工业革命（工业2.0）使得电力和发电机开始大量应用于生产之中，生产效率进一步提高。标准化的零部件生产和规模化生产大大降低了商品的生产成本，进一步带动了资本主义社会的发展繁荣。进入20世纪中后期，随着电子计算机的发明和电子信息技术的推广，与信息技术紧密相连的第三次工业革命（工业3.0）实现了流水线和自动化生产，大幅降低了人类的体力和脑力劳动。而第四次工业革命将带来智能化生产，实现人与机器的“人机协作”生产，开启人类工业发展的新纪元。

（三）工业4.0的两大主题

工业4.0主要围绕两大主题展开，分别是智慧工厂和智能生产。智慧工厂的发展重点是研究智能化生产系统及运作过程，实现生产设施的网络化分布。智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打