2014年德國漢諾威國際工業博覽會西門子公司的展臺前人頭攢動：一條代表“未來制造”的汽車生產線抓住了參觀者的眼球。兩臺庫卡機器人正完美配合，裝配大眾高爾夫7系轎車的車門。

這些機器人不僅具備嫻熟的裝配技藝，它們還懂得彼此溝通——如果前一臺機器人提高速度，它會提前通知后一臺機器人做好準備；它們甚至還能靈活變換工作任務，幾分鐘前還在安裝車門，幾分鐘后就可能開始另一項新任務，比如安裝方向盤，甚至噴涂油漆。“機器對話”（M2M，Machine-to-Machine，機器對機器的通信）是按部就班的自動化生產的一次跨越，也是未來制造的標志之一。

溝通是未來智能制造的核心要素——這種溝通包括人與人、人與機器、機器與機器之間的信息交換。對于人來說，1/10秒意味著實時；而對于制造過程來說，要做到高效精準，機器間的溝通就必須做到百萬分之一秒，甚至更低。懂得交流的機器讓整個制造過程更加智能：機器可以用自己的語言交換信息；可以借助海量數據提供的“經驗”，對生產中復雜的狀況做出精準判斷；它們還逐步發展出“模仿”、“學習”能力，甚至懂得自行組織生產，從而不斷提升生產效率。

改變的不僅僅是機器，其他生產要素也在向數字化的方向發展。漢諾威工業博覽會現場，“未來制造”的場景隨處可見：高度逼真的產品軟件設計系統；戴上3D眼鏡就能直接參觀的虛擬工廠；虛擬仿真的智能生產線；可以打印出金屬零部件的3D打印制造；就連谷歌眼鏡也成了人們控制生產線的工具。

“我們正在目睹一場深刻的工業生產變革，它也被稱作‘第四次工業革命’。”西門子股份公司管理委員會成員魯思沃教授（Prof.Dr.Siegfried Russwurm）說。相對于德國定義的以蒸汽機時代、流水線生產、自動化生產為標志的前三次工業革命，“第四次工業革命” 將建立于信息物理融合系統(CPS)之上。

德國是這一場圍繞“數字工廠”、“數字生產”的制造業革命積極推動者，而這場革命又被稱為“工業4.0”。2011年德國漢諾威工業博覽會上，“工業4.0”一詞首次出現，2013年同樣在漢諾威工業博覽會，德國“工業4.0小組”正式提出“工業4.0”的概念。 

軟件和互聯網正在顛覆人們印象中那個仍然封閉而傳統的工業世界。盡管今天人們的生活中智能手機已經普及，智能家居開始邁開腳步，網絡社交、電子商務、互聯網娛樂、在線教育已經滲透到生活的方方面面，但在工業領域，這一場虛擬與現實融和的制造革命才剛剛開始。“這場變革將是一個漸進的過程。工業4.0的真正到來可能需要20年左右的時間，在此期間，變化將不斷出現和遞進。”魯思沃說。

驅動工業4.0時代到來的是人們的需求。“以汽車為例，幾十年前，人們有一輛能夠代步的汽車就已經很滿足，但今天可能人人都希望自己的汽車擁有與眾不同的‘個性’。與此同時，他們只愿意接受平民化的價格、不超過3周的等待時間。”魯思沃舉例說。“90后亞文化促使B2B、B2C的商業模式都需向C2B模式改變。”SAP全球高級副總裁、全球研發網絡總裁柯曼（Clas Neumann）認為。這種個性化的需求正在成為一種趨勢潮流，變為人們對生活中各種產品的渴望—— 既然我們生來都是獨具個性的個體，那么為何不能使用量身定制的物品？

正因為人們對個性化需求的日益增強，當條件具備時，此前為提高生產效率、降低產品成本的規模化、復制化生產方式也將隨之發生改變—— 工業4.0時代，個性化產品將以高效率的批量化方式生產。“個性化”是精耕細作、靈活創意的代名詞，“規模化”曾經意味著大批量、重復生產，智能制造就是讓“個性化”和“規模化”這對工業生產中的矛盾相融合的生產方式，互聯網則能夠讓制造鏈條上的各個環節更加緊密、高效協作。

現實版的“工業4.0”工廠尚未出現，但魯思沃認為，西門子已經擁有“工業3.X”的工廠。西門子德國安貝格工廠就是這樣一家智能“數字工廠”。如果說安貝格工廠高度自動化的生產線每秒產出一個產品還只是自動化生產時代高效率的標志，那么在這個僅有1,000多員工、10余條生產線的工廠里，每年可以用近30億個零部件、生產1,000多種工業控制產品則是柔性生產的跨越。更為重要的是，“數字工廠”的產品的缺陷率僅為百萬分之12，而全球最出色的德國和日本工人的平均缺陷率也要會達到百萬分之300到500。

“這里有兩座工廠—— 一座現實工廠，一座虛擬工廠，任何生產計劃的改變都通過虛擬工廠下達任務，再傳遞到現實生產中實施，而這種計劃的調整可能發生在轉瞬之間。”安貝格工廠前副總經理李永利說。到工業4.0時代，機器的自我學習、自我決策能力會極大提升，并且價值鏈條上的工廠會連成一片。

西門子股份公司管理委員會成員、前西門子工業領域CEO魯思沃教授。

“要真正實現工業4.0必須具備多方面條件，比如數據傳輸協議和衡量標準的標準化、強大的基礎設施、數據傳輸的安全性、法律保障、人才儲備等等，因此工業4.0不是靠某一家公司的一己之力能夠實現的，而需要許多扮演不同角色的公司共同協作。”柯曼說。

以制造業為傲的德國政府對“工業4.0”寄予厚望。2013年，德國聯邦政府將“工業4.0”上升到國家戰略層面，并為此撥款2億歐元。2014年漢諾威展會的首日，德國總理默克爾親臨現場。在開幕式上，默克爾表示，“工業4.0”是德國的一個里程碑—— 德國希望能夠在傳統制造業仍然保持世界領先地位，并且在適當的時候將其與現代信息技術結合起來，否則德國就會在一些領域失去與世界接軌的機會。

“德國曾被視為‘歐洲病人’，因為我們還在做硬件制造，但幾次金融危機中德國穩健的經濟增長證明了制造業對于一個國家的作用。”魯思沃說。在西方發達經濟體中，德國是為數不多的制造業仍然保持在GDP總量中20%以上份額的國家。據麥肯錫咨詢的統計，2013年制造業為德國GDP的貢獻率為23%，就業貢獻率17%，出口貢獻率72%。

不僅僅是德國，金融危機的警鐘正重新喚起更多歐美國家對于工業的關注。歐盟希望增加制造業在經濟增長中所占的比例—— 在2020年前，該比例從目前歐盟國家平均值的16%增加到20%；英國希望通過“再工業化”的新手段和新政策，增大工業、制造業在經濟結構中的比重，打造高端制造業；美國則正在計劃一場“工業復興”，頒布了全美制造業創新機制，探索各種可能，試圖回到以制造業為主體的經濟模式上來。今年2月，奧巴馬政府宣布在底特律和芝加哥分別再建兩所先進制造中心，期望制造業創造更多就業。

讓西方發達經濟體感到不安的是以中國為代表的新型經濟體在工業領域中的崛起。據環球通視（IHS Global Insight）的數據統計，2000年發達國家在全球制造業產出中所占比重高達73%，而發展中國家僅占剩余的27%；但到了2011年，發達國家所占比重大幅下滑至54%。在國家層面上，2011年，中國所占比重升至19.8%—— 美國因此失去100多年來全球制造業第一大國的地位，而2000年中國在全球制造業產出中所占比重僅為7%。如果這一趨勢延續，發達國家政府擔心有可能喪失在全球制造業領域中的主導地位。

一些輿論認為一場數字化工業革命的到來可能扭轉發達國家在工業領域的頹勢。2012年4月，《經濟學人》雜志（Econimist）封面報道《第三次工業革命》文章指出，制造業數字化所帶來的影響將大大超出人們的認知，它將會讓一些在很久以前被新興市場搶奪的生產崗位重新回到發達國家；《金融時報》記者、《新工業革命》一書作者馬什（Peter Marsh）也表達了類似觀點：近年來，中國以及其他國家在內的新興經濟體的制造業增長勢頭或已顯露疲態，新工業革命產生的影響可能更為顯著地在發達國家得到體現。