德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)等手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。2013年12月19日，德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會發(fā)布德國“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。德國“工業(yè)4.0”是德國政府確定的面向2020年的國家戰(zhàn)略，在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會上首次發(fā)布《實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書》(以下簡稱“建議書”)。
與美國流行的第三次工業(yè)革命的說法不同，建議書將18世紀(jì)引入機械制造設(shè)備定義為工業(yè)1.0，20世紀(jì)初的電氣化為2.0，始于20世紀(jì)70年代的信息化定義為3.0。鑒于技術(shù)正將實體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合，建議書稱，在制造領(lǐng)域，這種資源、信息、物品和人相互關(guān)聯(lián)的“虛擬網(wǎng)絡(luò)——實體物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)”可以被定義為工業(yè)4.0。CPS包括智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，從入廠到出廠，整合整個制造和物流過程，實現(xiàn)數(shù)字化和基于信息技術(shù)的端對端集成。
不過，對于這個“第四次工業(yè)革命”的提法，世界范圍內(nèi)的認(rèn)識并不一致。回憶起來，現(xiàn)在市面上還有人在說著“第三次工業(yè)革命”，也有人提出了“第六次工業(yè)革命”。段心鑫在《21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道》發(fā)文認(rèn)為，工業(yè)革命之所以配得上“革命”一詞，并不是說其能對生產(chǎn)效率有多大的提高，而在于其通過對生產(chǎn)方式的顛覆性變革實現(xiàn)了人的解放，從而推動了人類社會的巨大變革。從這個標(biāo)準(zhǔn)來看，蒸汽機、電與內(nèi)燃機、信息技術(shù)的出現(xiàn)都做到了這一點。而原子能技術(shù)、航天技術(shù)、生物科學(xué)以及五花八門的新能源技術(shù)，至少現(xiàn)在還沒有。
那么，如果把信息技術(shù)列為第三次工業(yè)革命的核心內(nèi)容，德國的“工業(yè)4.0”實際上還未能跳脫出這個范疇。因為，通過信息技術(shù)使得工業(yè)生產(chǎn)智能化、個性化只是信息技術(shù)在工業(yè)上的發(fā)展和延續(xù)，而算不上是革命。人類先是用互聯(lián)網(wǎng)連接起電子產(chǎn)品，接著就想把更多東西聯(lián)網(wǎng)，比如IBM公司在2008年提出的“智慧地球”。
“工業(yè)4.0”想連接的是生產(chǎn)設(shè)備。這就是生產(chǎn)的“一體化”。把不同的設(shè)備通過數(shù)據(jù)交互連接到一起，讓工廠內(nèi)部，甚至工廠之間都能成為一個整體。這種工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)的交互在德國正在變?yōu)楝F(xiàn)實。蔡司集團(tuán)2013年在歐洲機床展上展出的一套名為PiWeb的系統(tǒng)，通過PiWeb能夠把跨國公司分布在不同地區(qū)工廠的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享，生產(chǎn)經(jīng)理在辦公室里即可看到每一個工廠的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)的同步監(jiān)測。德國的奔馳公司和大眾汽車已經(jīng)開始使用了這套系統(tǒng)。
“一體化”其實是為了“分散化”。也就是“工業(yè)4.0”提出的工業(yè)生產(chǎn)“由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉(zhuǎn)變”，這與“Web2.0”時代的“去中心化”殊途同歸。“分散化”后的生產(chǎn)將變得更加靈活。這樣，不同的生產(chǎn)設(shè)備既能夠協(xié)作生產(chǎn)，又可以各自快速地對外部變化做出反應(yīng)。這完全是信息時代產(chǎn)生的大量個性化需求反映到生產(chǎn)端的結(jié)果，它要求工業(yè)生產(chǎn)告別上一個時代的標(biāo)準(zhǔn)化。而由此產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)流必然也要求各個生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)一定的智能化，即智能的控制系統(tǒng)。
西門子驅(qū)動技術(shù)集團(tuán)機床事業(yè)部主管JoachimZoll認(rèn)為，這種“智能化”要求數(shù)控系統(tǒng)做到操作簡單、功能多樣、讓設(shè)備與工廠結(jié)合、出色地完成數(shù)據(jù)的采集和分析。在漢諾威歐洲機床展上，西門子與庫卡機器人公司簽訂了排他性的合作協(xié)議，旨在通過智能數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)機器人自動化，使機器人與生產(chǎn)線無縫集成，其中數(shù)據(jù)交互也是重要的前提條件。
凱文·凱利在他的著作《失控》中提出的“涌現(xiàn)”：大量遵循簡單規(guī)則的個體的交互會導(dǎo)致整體出現(xiàn)復(fù)雜度極高的狀態(tài)。而這種復(fù)雜的程度是任何單獨個體都不具備的。比如，由神經(jīng)元構(gòu)成大腦。這個概念也可以用來理解“工業(yè)4.0”中提出的“智能工廠”。分散的、具備一定智能化的生產(chǎn)設(shè)備，在實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互之后，就形成了高度智能化的有機體。
