在工業(yè)3.0時代，實體經(jīng)濟與虛擬經(jīng)濟出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象。互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展催生了超越實體且積累財富更快的虛擬經(jīng)濟。以制造業(yè)為主體的實體經(jīng)濟難以與之競爭，從而導致發(fā)達國家出現(xiàn)“去工業(yè)化”浪潮。然而，實體經(jīng)濟的萎縮最終引發(fā)了全球性金融危機，使全世界都受到了不同程度的危害。于是，復興工業(yè)成為各國擺脫經(jīng)濟危機的重要手段。
制造業(yè)在工業(yè)體系中占據(jù)著主導地位，也是國民經(jīng)濟的支柱。工業(yè)制造業(yè)分為勞動密集型、資源密集型、技術密集型等不同的發(fā)展模式。除了技術密集型制造業(yè)之外，其他的制造業(yè)在信息社會的語境下是需要被淘汰的夕陽產(chǎn)業(yè)。
第三次工業(yè)革命為制造業(yè)帶來了自動化生產(chǎn)等高新技術，讓各類制造業(yè)都不同程度地提升了生產(chǎn)效率，尤其是技術密集型制造業(yè)。但相對于飛速發(fā)展的信息通信技術與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟，制造業(yè)逐漸變?yōu)槿藗冄壑凶畋Ｊ亍⒆盥浜笥跁r代的產(chǎn)業(yè)之一。
隨著工業(yè)4.0概念的出現(xiàn)，制造業(yè)將掀起席卷全世界的新一輪產(chǎn)業(yè)革命，憑借智能制造技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，重新成為“先進”的代名詞。毫不夸張地說，第四次工業(yè)革命的本質(zhì)就是爭奪智能制造的主導權。誰先完成工業(yè)體系的智能化升級，誰就將在工業(yè)4.0時代執(zhí)牛耳。
智能制造是一個系統(tǒng)工程，里面包含了四大因素：用智能機器人代替工人生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)線；高度智能化的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)；融合虛擬生產(chǎn)與現(xiàn)實生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；MES生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。
其中自動化生產(chǎn)線主要是對制造工藝與生產(chǎn)工序的升級。這是實現(xiàn)智能制造的硬件基礎，也是推動制造業(yè)企業(yè)轉變發(fā)展模式的技術條件。
勞動密集型與資源密集型的傳統(tǒng)制造業(yè)，主要依靠加大勞動力與資源的投入來提高生產(chǎn)率，不需要太先進的制造技術。但隨著勞動力成本上漲與能源的高消耗，傳統(tǒng)制造業(yè)的競爭力不斷下降。為了降低成本，這兩種制造業(yè)企業(yè)往往會把工廠與生產(chǎn)線轉移到發(fā)展中國家，以便獲得更廉價的勞動力，同時更靠近資源原產(chǎn)地。發(fā)達國家的“去工業(yè)化”浪潮，正是由于制造業(yè)轉移海外所造成的。事實證明，這種發(fā)展模式難以經(jīng)受住互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的沖擊，注定要被以智能制造為主導的無人化、數(shù)字化生產(chǎn)模式取代。
自動化生產(chǎn)線用智能機器人代替了人工，不僅生產(chǎn)效率大大提高，生產(chǎn)成本與能源消耗也大幅度降低。如此一來，制造業(yè)企業(yè)就從勞動密集型、資源密集型的發(fā)展模式轉變?yōu)榧夹g密集型的發(fā)展模式。不必再將工廠與生產(chǎn)線轉移到海外發(fā)展中國家去，而是將其留在工業(yè)體系更完善、經(jīng)濟環(huán)境更優(yōu)越的本國。“去工業(yè)化”與“制造業(yè)空心化”等發(fā)展瓶頸也將迎刃而解。
光有自動化生產(chǎn)線還不夠。工業(yè)3.0時代已經(jīng)出現(xiàn)了自動化生產(chǎn)線，但還遠遠談不上智能制造。因為智能制造不僅僅需要升級硬件系統(tǒng)（生產(chǎn)線），還需要建立配套的軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)的升級主要集中在生產(chǎn)制造流程，而軟件系統(tǒng)更多用于優(yōu)化整個制造業(yè)的管理與決策。如果沒有生產(chǎn)線控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和MES（生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)）等軟件系統(tǒng)的支持，就算不上真正的智能制造系統(tǒng)。
最先提出工業(yè)4.0的德國人，把以智能制造為主導的產(chǎn)業(yè)升級當成了戰(zhàn)略目標。盡管德國一直沒有“去工業(yè)化”，但也面臨著來自互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的嚴峻挑戰(zhàn)。
德國總理默克爾曾指出，當今全球90％的技術與知識創(chuàng)新不是在歐洲產(chǎn)生的。此外，德國企業(yè)的各種數(shù)據(jù)資源都掌握在美國硅谷的互聯(lián)網(wǎng)巨頭手中。不僅亞洲新興國家在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟中迅速崛起，美國也通過發(fā)展先進制造業(yè)來克服“去工業(yè)化”的問題。錯失互聯(lián)網(wǎng)機遇的德國對此深感憂慮。但與此同時，德國也敏銳地意識到高科技制造業(yè)競爭將成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點。
洞悉新一輪產(chǎn)業(yè)革命的不僅是德國。美國、歐洲其他工業(yè)國、日本等發(fā)達國家，都不約而同地把制造業(yè)的智能化改造視為第四次工業(yè)革命的“天王山”。盡管美國用的概念是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“先進制造”，日本用的概念是“工業(yè)智能化”，但其本質(zhì)都是緊緊抓住“智能制造”這個重中之重。
縱觀人類的科技發(fā)展史，每一次技術革命都可以視為制造技術的升級。在以蒸汽機技術為主導的工業(yè)1.0時代，工廠生產(chǎn)的是“蒸汽一代”產(chǎn)品。在以電機技術為主導的工業(yè)2.0時代，工廠生產(chǎn)的是“電氣一代”產(chǎn)品；在以信息技術為主導的工業(yè)3.0時代，工廠生產(chǎn)的是“數(shù)控一代”產(chǎn)品；而隨著工業(yè)4.0的到來，未來工廠生產(chǎn)的將是“智能一代”產(chǎn)品。這個定義的主要依據(jù)就是工業(yè)制造技術的特征。
從這個角度說，第四次工業(yè)革命是一場以智能制造為主導的產(chǎn)業(yè)革命。這場革命將促使制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)模式發(fā)生兩個根本性變化：
一是，以標準化為基礎的大規(guī)模流水線生產(chǎn)模式，將轉變?yōu)橐詡€性化為宗旨的定制化規(guī)模生產(chǎn)；
二是，制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)將從“生產(chǎn)型制造”升級為“生產(chǎn)服務型制造”，進一步強化對消費者的服務職能。
當前各國的產(chǎn)業(yè)升級戰(zhàn)略規(guī)劃雖大相徑庭，但它具有以下三個共同點。
第一， 用數(shù)字化、智能化的信息技術全面、徹底地改造傳統(tǒng)制造業(yè)，將制造工藝、生產(chǎn)流程、管理方式變得更加智能化。
第二， 國家推出以發(fā)展智能制造業(yè)為核心的戰(zhàn)略規(guī)劃，制定了一系列優(yōu)惠政策，并加強對基礎設施升級的投入，從全局角度部署工業(yè)4.0的發(fā)展。
第三， 產(chǎn)業(yè)界、學術界與政府進行全方位聯(lián)合，從不同的角度推動智能制造技術的研發(fā)與推廣。
由此可見，智能制造已經(jīng)被各國列為工業(yè)4.0的核心。打造自己的智能制造產(chǎn)業(yè)體系，成為各國競爭未來發(fā)展主導權的焦點。
從價值創(chuàng)造與技術創(chuàng)新的角度看，工業(yè)3.0時代的技術密集型制造業(yè)是一種生產(chǎn)制造型企業(yè)。智能制造對于這種企業(yè)的意義，更多是提升效率、降低成本、強化質(zhì)量，從而獲得行業(yè)市場的主導權。但在工業(yè)4.0時代，制造業(yè)企業(yè)必須向“生產(chǎn)服務型制造”的經(jīng)營模式轉變。
因為，第四次工業(yè)革命所需要的，不單是工業(yè)設備的升級，也不局限于局部的智能機器人研究，而是要求各國在信息技術與物聯(lián)網(wǎng)、服務網(wǎng)絡的基礎上，對整個制造行業(yè)進行深度整合與徹底的智能化改造。由此可見，智能制造不僅僅是換一條更先進的生產(chǎn)線，而是一個覆蓋整個產(chǎn)業(yè)價值鏈的系統(tǒng)工程。
若想實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的戰(zhàn)略目標，制造業(yè)需要在以下五個方面推行智能化升級：
第一， 產(chǎn)品的智能化。
智能制造技術的關鍵，是讓產(chǎn)品能夠被自動化生產(chǎn)線有效識別、定位、追溯，從而讓生產(chǎn)線上的智能機器設備可以根據(jù)不同產(chǎn)品的定制要求進行制造加工。這就要求產(chǎn)品本身具備自動存儲數(shù)據(jù)、感知指令、與控制中心通信的能力。具體而言就是，在各種待加工產(chǎn)品中加入智能傳感器、處理器、信息存儲器、無線通信器等微型智能設備。
未來的工業(yè)4.0世界將是一個網(wǎng)絡化、智能化的世界，其最主要的標志就是智能產(chǎn)品的廣泛運用。
業(yè)內(nèi)人士預言，產(chǎn)品智能化進程將持續(xù)數(shù)十年。智能化產(chǎn)品具有普適性、漸進性、顛覆性三大特征。例如，智能手機、智能計算機、智能冰箱、智能彩電、智能家居、智能穿戴、智能汽車、智能機器人等產(chǎn)品，都是工業(yè)4.0物聯(lián)網(wǎng)的有機組成部分。
智能產(chǎn)品的廣泛運用，不僅為消費者的生活帶來空前的便利，也對企業(yè)生產(chǎn)提出了新的挑戰(zhàn)。通過制造智能產(chǎn)品來打造智慧城市，也是工業(yè)4.0的一個重要發(fā)展方向。
第二， 工業(yè)設備的智能化。
智能制造的主體是智能化的工業(yè)設備。例如，從單個的智能機械手、智能傳感器、智能機床到智能生產(chǎn)線、智能工廠，工業(yè)生產(chǎn)設備都采用高水平的人工智能。工業(yè)設備的智能化可以說是狹義的“智能制造”。其他領域的智能化，都離不開制造設備的智能化。唯有這樣，制造業(yè)才能發(fā)展出智能工廠，重組工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。
第三， 生產(chǎn)方式的智能化。
所謂智能化的生產(chǎn)方式，主要指的是個性化生產(chǎn)與服務型制造。在工業(yè)4.0時代，智能工廠完全根據(jù)消費者的個性化需求進行自動生產(chǎn)。企業(yè)內(nèi)部組織將與產(chǎn)品的最終用戶、業(yè)務合作伙伴形成一個新的產(chǎn)業(yè)價值鏈。信息流、產(chǎn)品流、資金流在生產(chǎn)制造流程中的運行方式也將有所改變。
第四， 管理的智能化。
企業(yè)在工業(yè)大數(shù)據(jù)的幫助下實現(xiàn)了縱向、橫向、端對端集成，可以及時、完整、精確地獲得海量的用戶數(shù)據(jù)。企業(yè)將與產(chǎn)業(yè)價值鏈上的所有利益相關方共同打造產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，從而更加科學、高效、靈活、便捷地管理企業(yè)。
第五， 服務的智能化。
智能制造模式可以讓最終用戶全程參與整個產(chǎn)品的生命周期，與智能工廠攜手完成研發(fā)設計、制造加工、組裝包裝、物流配送等環(huán)節(jié)。由于實現(xiàn)了與消費者的全程無障礙溝通，智能工廠可以在整個產(chǎn)品生命周期中為消費者提供更加人性化的服務。
總之，智能制造是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，是第四次工業(yè)革命的核心內(nèi)容。只有建立起一個完整的智能制造產(chǎn)業(yè)體系，才能占領工業(yè)4.0時代的制高點。