1.2 新一轮工业革命的兴起
关于新一轮工业革命，国外有许多计划和文章。如美国的学者杰里米·里夫金发布了专著《第三次工业革命》，内容涉及以蒸汽机为代表的第一次工业革命，以内燃机为代表的第二次工业革命，以可再生能源为代表的第三次工业革命。新一轮工业革命包括德国工业4.0、美国工业互联网等。
1.2.1 德国工业4.0
德国认为，第一次工业革命是18世纪60年代至19世纪中期掀起的通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化；第二次工业革命是19世纪后半期至20世纪初的电力广泛应用；第三次工业革命是20世纪后半期出现的应用电子、信息技术，它们进一步提高了生产自动化水平；今天提出的第四次工业革命则是以信息物理融合系统为特征的新的工业革命。
德国工业4.0概念包含由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，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。在这种模式中，传统的行业界限将消失，随之将产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。德国学术界和产业界认为，工业4.0概念是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）相结合的手段，将制造业向智能化转型。
德国工业4.0提出了八项行动计划。第一，标准化和参考架构是实现纵向、横向和端到端三项集成的基础；第二，在CPS环境下实现整个价值链的复杂管理；第三，利用宽带互联网基础设施提供可靠、安全的通信；第四，为生产安全、信息安全提供保障；第五，智能工厂改变了人们的角色、内容、流程和环境，需要进行工作组织的再设计；第六，培训和持续的专业发展，提升工人的工作技能；第七，监管框架及新的制造环境，需要新的法律、准则的支持；第八，不断提高资源利用率和工作效率。工业4.0提供了充分的灵活性和柔性的制造环境，从而可以为客户提供个性化的产品和服务，在大数据的支持下再进行优化，提高了资源的利用率和系统的效率，创造出在高工资条件下企业仍然具有竞争能力。
1.2.2 美国工业互联网
美国通用电气公司（GE）在2012年秋天提出工业互联网（Industrial Internet）的概念。2014年4月，在美国波士顿，由AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔宣布成立工业互联网联盟（IIC），以期打破技术壁垒，促进物理世界和数字世界的融合。同年6月，联盟成员已发展到50个。2014年10月9日，通用电气宣布：其40款工业互联网产品为公司增加超过10亿美元的收入，涵盖石油/天然气平台监测管理、航空发动机在线监测和优化管理、铁路机车效率分析、医院管理系统、提升风电机组电力输出、电力公司配电系统优化、医疗云影像技术等一系列提升管理效率、降低运营成本的软件产品。GE公司开发的Predix工业大数据与分析平台已开放给第三方用户和软件商，实现了与软件开发商和解决方案提供商的产品的对接。
工业互联网是继工业革命、互联网革命之后的第三场革命，也是全球工业系统与高级计算、分析、感知技术以及互联网连接融合的结果。它通过智能机器间的连接最终实现人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业，激发生产力，让世界变得更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济。
1.工业互联网的三要素
智能机器：以崭新的方法将现实世界中的机器、设备、团队和网络通过先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来。
高级分析：使用基于物理的分析法、预测算法、自动化和材料科学、电气工程及其他关键学科的深厚专业知识，来理解机器与大型系统的运作方式。
工作人员：建立员工之间的实时连接，连接各种工作场所的人员，以支持更为智能的设计、操作、维护，以及提供高质量的服务与安全保障。
GE公司认为，机器自身的潜能已经发挥到了极致，只有通过智能机器、智能系统、智能决策，才能实现企业资产、设备、机群、网络的优化，为企业创造新的价值。他们预测如果通过上述的优化，航空、电力行业将减少1%的燃料消耗，石油天然气行业将减少1%的成本，铁路、医疗行业将提高1%的系统运行效率，那么到2025年，全球的GDP可提高15万亿美元；通过数据进行决策，企业的生产力可以高出5～6个百分点。
2.工业互联网的催化剂和推动力
设备智能化：向设备加入传感器和进行智能化改造，使其具有接入互联网并传输数据的能力。
高级分析方法：可使来自不同设备制造商的相似资产或不同资产的数据实现深度融合的新数据标准，能使数据更快地转换成信息资产，并为集成和分析做准备等。
系统平台：在技术标准和协议之上，新的系统平台能使资源管理系统在共享框架或结构之上建立具体应用。供应商、设备制造商和消费者之间的新关系可以在这个平台上得到持续维护。
作业流程：充分整合信息到决策的流程，以便创新业务实践，用以监控机械数据质量的流程，协调各资源管理系统安排的先进法律程
序等。
基础设施：工业互联网需要一个适宜的主干网。数据中心、宽带网络都是信息通信技术基础设施的一部分，它们需要进一步发展，并用以连接行业、地域之间不同的机器、系统和网络。
1.2.3 中国制造2025简介
2015年5月8日我国国务院印发了《中国制造2025》的通知，并强调，制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基，并提出了发展目标、指导思想、基本方针、战略任务和重点领域等。
1.发展目标
我国计划到2025年迈入世界制造强国行列，到2035年达到世界强国中等水平，到2045年进入世界制造强国前列。《中国制造2025》的目标是：经过10年的奋斗，到2025年，中国制造业整体素质大幅提高，智能化、服务化、绿色化达到国际先进水平，中国进入世界制造强国的行列。
2.指导思想
坚持走中国特色新型工业化道路，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次、多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。
- 基本方针
基本方针是创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。在创新驱动方面，我国国务院于2015年9月23日再次下发《国务院关于加快构建大众创业万众创新支撑平台的指导意见》，强调，当前全球分享经济快速增长，基于互联网等方式的创业创新蓬勃兴起，众创、众包、众扶、众筹（四众）等大众创业、万众创新支撑平台快速发展，新模式、新业态不断涌现，线上线下加快融合，这对生产方式、生活方式、治理方式产生了广泛而深刻的影响，动力强劲，潜力巨大。 - 九大战略任务
九大战略任务是：提高国家制造业创新能力，促进信息化与工业化融合，强化工业基础能力，加强质量品牌建设，全面推行绿色制造，大力推动重点领域突破发展，深入推进制造业结构调整，积极发展服务型制造和生产性服务业，提高制造业国际化发展水平。智能制造作为两化深度融合的主攻方向，提出要着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。
5.十大重点领域
新一代信息技术
高档数控机床和机器人
航空航天装备
海洋工程装备及高技术船舶
先进轨道交通装备
节能与新能源汽车
电力装备
农业装备
新材料
生物医药及高性能医疗器械
2015年9月29日，国家制造强国建设战略咨询委员会正式发布《“中国制造2025”重点领域技术路线图（2015版）》，明确了新一代信息技术产业等十大领域的发展方向和目标，这些领域分为23个重点方向，每个重点方向又分了若干重点产品。路线图的每个重点发展方向统一按照需求?目标?发展重点?应用示范重点?战略支撑与保障5个纬度进行分析和描绘，分别形成了从2015～2025年，展望2030年的详细技术路线图，这是中国制造2025的首个技术路线图?
1.2.4 “互联网+”协同制造
2015年7月1日，国务院发布了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，提出“互联网+”的目标和“互联网+”的11项重点行动。
- “互联网+”的目标
① 到2018年，互联网与经济社会各领域的融合发展进一步深化，基于互联网的新业态成为新的经济增长动力，互联网支撑大众创业、万众创新的作用进一步增强，互联网成为提供公共服务的重要手段，网络经济与实体经济协同互动的发展格局基本形成。
② 到2025年，网络化、智能化、服务化、协同化的“互联网+”产业生态体系基本完善，“互联网+”新经济形态初步形成，“互联网+”成为经济社会创新发展的重要驱动力量。
- “互联网+”的11项重点行动
“互联网+”创业创新
“互联网+”协同制造
“互联网+”现代农业
“互联网+”智慧能源
“互联网+”普惠金融
“互联网+”益民服务
“互联网+”高效物流
“互联网+”电子商务
“互联网+”便捷交通
“互联网+”绿色生态
“互联网+”人工智能
其中“互联网+”协同制造，为制造业指明了发展方向。《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》提出：“推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式。在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打造一批网络化协同制造公共服务平台，加快形成制造业网络化产业生态体系。”
1.2.5 制造业与互联网融合创新
2016年5月20日，国务院发布了《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（以下简称为《指导意见》），《指导意见》是制造业转型升级、发展智能制造、走向制造强国的纲领性文件。其提出，围绕一条主线，即以激发制造企业创新活力、发展潜力和转型动力为主线；打造两个平台，即构建基于互联网的大型制造企业“双创”平台和为中小企业服务的第三方“双创”服务平台，营造大中小企业协同共进的“双创”新生态；培育3个模式，即支持鼓励制造企业与互联网企业开展多种形式的跨界合作、融合发展，积极培育网络化协同制造、个性化定制、服务型制造等网络化生产新模式，增强制造企业创新活力和转型动力；增强3个能力，即增强支撑制造业与互联网融合发展的基础技术、解决方案、安全保障等能力，夯实融合发展基础，激发制造业发展新动能；落实7项政策，即在体制机制、国企改革、财税、金融、用地用房、人才培养、国际合作等方面加强政策引导和措施保障。
《指导意见》为制造业与互联网融合创新指明了道路，构建了基础，提供了政策保障，对制造业转型升级、发展智能制造、走向制造强国，具有重要的战略和实战指导意义。
