信息物理融合系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。信息物理融合系統(tǒng)也稱(chēng)之為智能技術(shù)系統(tǒng)，它不是獨(dú)立設(shè)備的集合，也不是單純的互聯(lián)網(wǎng)，而是由具備物理輸入輸出功能且可相互作用的元件組成的網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)原來(lái)只限于傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在則是具備萬(wàn)維網(wǎng)接口的任意設(shè)備。信息物理融合系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字通信技術(shù)，主要包括傳感器、執(zhí)行器以及網(wǎng)絡(luò)化的智能組件技術(shù)。智能工廠就是把若干信息物理融合系統(tǒng)整合起來(lái)，形成更大的系統(tǒng)。
物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，就是所有的產(chǎn)品和服務(wù)都配備一個(gè)IP地址，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議彼此聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也和人聯(lián)網(wǎng)。物與服務(wù)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)質(zhì)是基于數(shù)字技術(shù)的智能化服務(wù)。
機(jī)器對(duì)機(jī)器通信是指終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。機(jī)器與機(jī)器之間的通信在電纜和傳統(tǒng)電器中早就存在，在“工業(yè)4.0”中，主要是增加了由無(wú)線服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議所建立的網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)德國(guó)《“工業(yè)4.0”白皮書(shū)》，實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容需要解決五個(gè)方面的問(wèn)題：價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的水平整合，全生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性，垂直整合和網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)體系，新的工作基礎(chǔ)設(shè)施，跨領(lǐng)域技術(shù)。①
英國(guó)的“高值制造”。英國(guó)政府面向未來(lái)的戰(zhàn)略是“高值制造”。“高值”是從價(jià)值形態(tài)上說(shuō)的，“高值制造”就是高附加值的制造。“高值制造”是一場(chǎng)制造業(yè)的革命，它的產(chǎn)業(yè)形態(tài)是按需制造、分布式制造和產(chǎn)品服務(wù)化，它的技術(shù)形態(tài)是新興技術(shù)群、數(shù)據(jù)網(wǎng)和智能基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)英國(guó)政府科學(xué)辦公室前瞻水平掃描中心的定義：“這場(chǎng)革命由新技術(shù)、新方法和新材料驅(qū)動(dòng)，同時(shí)伴之以基于三維打印技術(shù)的本地化定制生產(chǎn)，走向產(chǎn)品加服務(wù)的商業(yè)模式——‘產(chǎn)品服務(wù)化’。”②
“高值制造”戰(zhàn)略的主題是資源效率、制造工藝、材料集成、制造系統(tǒng)、企業(yè)模式。在主題之下，又分為若干新興技術(shù)群和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。新技術(shù)、新工具、新方法、新材料使制造形態(tài)和商業(yè)模式發(fā)生變革。
數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二次互聯(lián)網(wǎng)革命的主要內(nèi)容。互聯(lián)網(wǎng)是第一步，數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二步。數(shù)據(jù)網(wǎng)為數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)文本添加結(jié)構(gòu)和意義，基于通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)、物體的互聯(lián)，同時(shí)把互聯(lián)網(wǎng)分成專(zhuān)屬的“網(wǎng)絡(luò)分區(qū)”，從而改變網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。
智能基礎(chǔ)設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)革命密切相關(guān)。互聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施特別是固定電話網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，而互聯(lián)網(wǎng)的革命將深刻改變基礎(chǔ)設(shè)施，不僅是數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施，還包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和電力供應(yīng)，主要是智能電網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)的推廣和應(yīng)用，以及對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的“拆拼再利用”。
美國(guó)的“先進(jìn)制造”。美國(guó)面向未來(lái)的戰(zhàn)略是高端制造。根據(jù)美國(guó)科技顧問(wèn)委員會(huì)的定義，“先進(jìn)制造系指一組活動(dòng)，它們依賴(lài)于信息、自動(dòng)化、計(jì)算、軟件、傳感和網(wǎng)絡(luò)等的采用與協(xié)調(diào)，并運(yùn)用物理學(xué)和生物學(xué)開(kāi)發(fā)的前沿材料和新興能力，例如納米技術(shù)、化學(xué)和生物學(xué)。它既包括以新穎方式來(lái)生產(chǎn)已經(jīng)有的產(chǎn)品，也包括制造基于新興前沿技術(shù)的新產(chǎn)品”。③簡(jiǎn)言之，“先進(jìn)制造”是指采用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并利用新材料等新興技術(shù)生產(chǎn)新產(chǎn)品的系列活動(dòng)。
“先進(jìn)制造”與數(shù)字革命相聯(lián)系。美國(guó)工程院認(rèn)為當(dāng)前正在發(fā)生的數(shù)字革命有三個(gè)特征：計(jì)算能力的持續(xù)增長(zhǎng)，通信和分析能力快速提高，機(jī)器人技術(shù)和控制系統(tǒng)的進(jìn)步。數(shù)字革命使高速計(jì)算機(jī)、先進(jìn)傳感技術(shù)和先進(jìn)材料不斷進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程，這必將變革價(jià)值創(chuàng)造方式和就業(yè)格局，極大地提高生產(chǎn)率。美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)建議支持“數(shù)字驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新”，包括數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理、分析、使用和傳播等技術(shù)研發(fā)。
據(jù)中國(guó)專(zhuān)家的實(shí)地調(diào)研，美國(guó)正在進(jìn)入“新硬件”時(shí)代。“新硬件時(shí)代，是以美國(guó)強(qiáng)大的軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，由極客和創(chuàng)客為主要參與群體，以硬件為表現(xiàn)形式的一種新產(chǎn)業(yè)形態(tài)。這里說(shuō)的新硬件，不是主板、顯示器、鍵盤(pán)這些計(jì)算機(jī)硬件，而是指一切物理上存在的，在過(guò)去的生產(chǎn)和生活中聞所未聞、見(jiàn)所未見(jiàn)的人造事物。”④
上述智能制造的三種版本，“工業(yè)4.0”最優(yōu)。各個(gè)版本雖然表述、重點(diǎn)有所不同，但我們由此可以得出三點(diǎn)基本結(jié)論：
