德国在正式提出工业4.0概念之前，对德国的核心竞争力进行了深入的分析，在Acatech针对CPS的一个名为agendaCPS项目中，Acatech明确提出了基于嵌入式系统的演进技术——CPS将是德国继续领先未来制造业的技术基础。工业4.0研究院CPS研究中心对德国agendaCPS报告进行了编译，分享给行业人士，共同探讨学习。

     嵌入式的硬件和软件系统是德国工业出口和新兴市场创新的决定性驱动力。这些系统提供更多功能，从而增加汽车、飞机、医药设备、生产设备和家用电器的实用价值和竞争力。如今，有98%的微处理器嵌入设备中并通过传感器和触发器与外部世界连接。这些微处理器相互的连接和与互联网的连接日益增加。物理世界和虚拟世界（网络世界）正在融合。人们建立信息物理系统，系统中的产品、设备和物体与嵌入式的硬件和软件互动，这种互动不受单个应用的限制。

     上述信息物理系统成为未来全球网络世界的组成部分。在传感器的帮助下，这些系统处理来自物理世界的数据，并将数据用来提供基于网络的服务，这反过来对信息物理系统产生直接影响。通过信息物理系统，物理世界与虚拟世界连接，形成了“物、数据与服务联网”。

     早期的信息物理系统，例如联网的导航软件，如今仍然存在。这些导航软件在移动通信数据的帮助下筛选实时交通堵塞信息，提供更好的导航服务。更多的例子包括航空电子和铁路运输领域的交通辅助和控制系统。在这些例子中，信息物理系统自动实施控制。

     未来的信息物理系统将在安全、效率、舒适度和健康方面带来前所未有的好处，从而有助于解决我们社会的重要挑战，几个重要的应用领域包括：人口老龄化、资源有限、人口流动或者向可再生资源的转移。

     未来，信息物理系统作为智能电网的组成部分，将控制由多家可再生能源生产商组成的能源网络；未来，信息物理系统将通过协调使交通更安全并且减少二氧化碳排放量；现代智能医疗系统将把病人和医生接入网络，使远程诊断更方便，并提供家庭医疗服务；在制造、物流和交通运输领域将建立用于远程监控自动化生产系统的网络系统。未来还将实现自我组织。机器可以根据工作量自动确定维修方案，确保在维修过程出现故障时，后备能力可以保证生产不受影响。

     信息物理系统对市场结构带来颠覆性影响，它们将极大改变商业模式和市场竞争。基于信息物理系统的新服务提供商正在侵吞市场。革命性的应用将促使新价值链的形成，改变传统产业，例如汽车产业、能源产业和生产工程。

     信息物理系统将给科研带来新挑战。怎样才能以系统的方法，通过机械工程、电力工程和计算机科学的跨学科合作，把各种接入网络的不同结构整合起来？如何从技术层面控制信息物理系统？信息物理系统应该如何建立、运营、监控和维护呢？

     德国是嵌入式系统领域的全球领先者，在安全解决方案和企业软件领域也处于领先地位。另外，德国过去一直拥有研发复杂系统的高水平工程能力，以及语义技术和嵌入式系统方面的丰富研究经验。尽管德国具备很好的先天条件，但还必须考虑自身在发展信息物理系统方面的缺点。

     德国必须努力提高下列能力：互联网的研究和应用的能力、建立平台和操作模式的能力以及提出用户为中心人机界面创新解决方案的能力。另一方面，美国国家自然科学基金会自2006年以来通过与大量项目和计划的合作，一直在推动信息物理系统的研究。

     在采用创新的信息物理系统方面，由于时间紧迫，如果德国希望确保其领先地位，政府就要与科研界、经济界和社会力量合作，快速行动。行动的目标是掌握技术和获得效益，并重点增加社会对信息物理系统的接受度。

     社会接受这些新事物是信息物理系统成功的决定性因素。信息物理系统将隐私和数据安全的要求提升到新高度。未来，大量重要数据将在网络中传输。公众对这一新技术的信心取决于数据传输过程的安全和透明。

     未来，信息物理系统对解决很多关键问题起到重要作用。因此，德国政府必须在能源和资源战略以及高科技和信息通信技术（ICT）战略中考虑信息物理系统。最后，向可再生资源转移也是信息物理系统整体战略中的组成部分。