為促進歐洲工業復興，2014～2020年歐盟和產業界預計向未來工廠公私合作計畫共投入11.5億歐元，由私營方代表歐洲未來工廠研究協會制定的“未來工廠2020”路線圖體現了該計畫的總體科研方向及優先科研主題。
一、歐盟未來工廠公私合作計畫
工業生產占歐洲GDP的16%，是創新、增長和創造就業的關鍵驅動因素。製造業產品占歐盟出口的80%。然而，歐洲強大的工業地位正在逐步衰退。歐盟未來工廠公私合作計畫旨在通過在廣泛的行業開發必要的關鍵使能技術幫助歐盟製造業企業尤其是中小企業適應全球競爭。
歐盟未來工廠路線圖提出了該計畫的總體目標，包括：通過開展研發創新活動，及時開發以知識為基礎的新的生產技術和系統，提高歐盟工業的全球競爭力和可持續性；促進歐盟實現智能、綠色和包容經濟2020年目標；支持歐盟工業政策目標，促進歐盟製造業占GDP比重由16%提高至2020年的20%。
具體研發目標包括：為先進製造系統集成並示範創新技術，形成40～50個新的最佳實踐；研發環境友好型製造技術，減少能耗高達30%，減少廢物高達20%，減少材料消耗高達20%；增強社會影響，建立安全、有吸引力的工作場所，讓大部分工科畢業生和博士進入製造業就業；促進創新創業，增加製造業企業研發支出。
二、製造業趨勢與未來願景
歐盟未來工廠路線圖認為，人口變化、全球化及未來市場、資源稀缺性、氣候變化挑戰、技術與創新、全球知識社會、大規模定制等大趨勢對幾乎所有制造業行業具有重要影響，並推動產業結構變化。運輸成本上升、工廠對更高效率和生產力的需求、客戶對更環保產品的需求、原材料供應和能源價格更加不穩定、產品交付時間縮短將推動更加認真地檢視去本地化戰略（遷址至低成本國家）。以服務為主導的個性化產品將要求西方國家的再工業化（“全球化2.0”）採用新範式，使精品製造回流。
展望2030年，四大範式將引導歐洲製造業變革。一是工廠與自然的關係將綠色可持續，能源資源消費極低，通過產品和工藝可重用和可迴圈形成生產閉環，材料、生產工藝和人均可持續；二是工廠將是好鄰居，將貼近工人和客戶，貼近城市地區人口，融入生活環境並被接受，融入客戶需求；三是工廠在價值鏈中將更加注重協同，力爭實現極具競爭力的分佈式製造模式，將生產設計導向型產品，生產敏捷且由需求驅動；四是工廠與人的關係將以人為中心，人機介面以人為導向，模擬和可視化面向工藝流程，工廠為高技能和老年勞動力提供不同類型產品和工作，提供資訊化教育和培訓，工作條件符合生活方式，時間和薪酬制度靈活，知識開發和管理以人為本。
三、製造業的四大挑戰與機遇
歐盟未來工廠路線圖提出，科研及創新活動應注重綜合應對如下挑戰與機遇。
一是製造未來產品。歐盟未來工廠路線圖把重大社會挑戰與所需製造能力相結合，並同時考慮本地與全球對新產品的需求。在歐盟市場，對環境的關注、人口老齡化和產品定制引發了新需求。全球競爭要求企業推出縮短產品商業生命週期、符合用戶身體特徵或特殊偏好的新產品，而可持續性則要求延長產品壽命。解決該矛盾，需要產品高度個性化、軟體功能可輕鬆頻繁更新，需要產品、工藝和系統設計支持可持續再製造和材料迴圈利用。絕大多數工業部門需要通過採用新材料和新功能進行產品創新。未來產品的服務提供和功能增強還要求產品智能化。
二是經濟可持續。將高性能、高質量與生產的成本效益相結合，實現可重構、自適應和能演化的工廠，能夠經濟可行地進行小批量生產。通過運用高度智能的生產工藝，進行高附加值製造，生產越來越多的高技術、智能產品，實現製造業的經濟可持續性，必須成為歐洲工業的突出特徵。經濟可持續依賴於一系列技術，尤其是資訊通信技術、機器人和機械電子技術。
三是社會可持續。人的能力與機器智能將融入生產系統，實現效率最大化，同時提高工人滿意度。未來工廠中的知識工作者應與智能製造技術進行動態互動和任務分工。與機器人的安全合作、感知位置的移動通信設備等將會增強人的能力。知識工作者能力提高將會增加製造的柔性和品質。跨學科的科研創新活動將會建立價值體系，鼓勵人們取得現在不可能取得的成就。
四是環境可持續。要減少資源消耗和廢物產生。氣候變化、自然資源枯竭、原材料獲取的不確定性、日益增長的人口、污染和消費將推動歐洲製造業變革，包括降低能源消耗，更高效利用材料，減少排放和廢物，從化石資源向生物基資源過渡。
四、關鍵技術及推動因素
實現製造業變革需要協調科研及創新活動，持續部署下列關鍵技術和推動因素，應對製造業的挑戰和機遇。
1．先進製造工藝。現在與未來產品製造的效率和可持續性仍極大地取決於產品成形和組裝工藝。須重視的先進製造工藝包括：增材製造，基於光子技術的材料加工技術，材料成形和微納結構成形技術，微納製造高效自組裝技術，零件加工、計量和檢測方法，塑膠電子片對片、卷對卷批量柔性印刷工藝，創新的物理、化學和理化工藝，柔性生產、組裝和噴塗設備，實現多功能製造工藝開發的非傳統技術集成。
2．機械電子技術。對可重構、個性化小批量生產能力的需要不僅要求機械電子智能化，也要求這種製造系統在規劃和工程製造方面更具效率和效力。下列技術領域將具有重大影響：控制技術將進一步運用不斷增強的計算能力、傳感能力和智能，智能化的機械和機器人將從根本上改變與操作者的交互方式，通過無處不在的移動設備和新穎的人機自然交互設備將使用戶能隨地接受與生產和企業相關的定制資訊，對製造系統狀況和性能的持續監測能使生產製造可持續且有競爭力，智能的機器部件和構架將使生產系統安全、節能、精確且具柔性。
3．資訊通信技術。資訊通信技術將支持產品設計師、工程師、先進製造設施和客戶之間在協同製造中持續回饋資訊。移動資訊技術將使工人和主管在指間獲得關鍵數據。對製造業情報的研究將促進對因合作和連接增加而產生的大量數據的消化吸收，並通過移動設備迅速向管理人員和車間主管提供資訊。預計將產生重要影響的技術領域包括：將工廠和物理世界融入資訊世界的技術，下一代數據存儲和資訊挖掘技術，安全、高性能、開放服務平臺，建模和模擬工具，分佈式協同應用構架及開發工具。
4．製造業戰略。只有理解價值創造機制，製造業界才能妥善應對挑戰。技術創新、供應鏈管理和滿足市場需求均要跳出固有思維模式。一是由去本地化向“全球化2.0”轉變。以服務為主導的個性化產品將要求西方國家的再工業化採用新範式，使精品製造回流。二是由以產品為中心的方式向面向解決方案的方式轉變。製造業服務化浪潮在先進國家擴大蔓延，航空、汽車等許多資本密集型行業已經通過向客戶提供產品運維升級服務和產品壽命終結後再利用參與國際競爭。中小企業通過提供小眾解決方案參與國際競爭，在其價值主張中增添新穎的服務。三是由以用戶為中心的設計向注重用戶福祉的設計轉變。四是製造與新型商業模式之間呈現虛擬化和數字化的相互關係。
5．建模、模擬和預測方法及工具。不論在設計階段還是在運行階段，對製造過程的模擬能力或對製造系統和製造過程的預測能力將會增強上述推動因素。資訊通信技術在計算能力、通信速度或多模式虛擬化上的進步正在促進模擬和預測工具的發展。產品、工藝、生產系統協同設計及管理的一體化建模和模擬涉及工廠壽命週期各層次的整體虛擬模型。建模、模擬和預測方法及工具會對整個工廠的各層次產生很大影響。
6．知識型員工。人口結構變化和產業界的高技能人才需求提出了新挑戰，未來工廠的人力資源問題包括：通過資訊技術和自動化克服年齡限制的技術方法，提高工廠工作吸引力的新型技術、教育和組織方法，新的技能開發和知識管理方式，新的知識型員工組織及薪酬體系，安全舒適、以人為本的工作環境。
五、科研及創新重點
歐盟未來工廠路線圖按照六個領域識別了一系列科研重點。以下六個領域都體現了向未來工廠轉型的某個方面。
1．先進製造工藝。一是新穎材料及結構加工，包括：定制部件製造，先進材料和多材料連接組裝技術，熱固樹脂與陶瓷基熱固樹脂複合結構或產品的自動化生產，非耗竭型原材料、生物材料和細胞產品製造工藝，可實現自適應控制、內置傳感、自癒合、抗菌、自清潔、超低摩擦、自組裝等新功能的大規模生產表面加工工藝。二是複雜結構、形狀及測量，包括：近成形製造、自然結構仿生製造、產品再製造和廢物迴圈利用、工藝控制改進、線上檢測系統、前處理預測和事先預防型控制等材料節約型製造工藝，大批量微納製造，微納技術產品穩健生產，將鐳射加工、水射流加工、超聲加工、電火花加工、列印等非傳統技術集成起來的新型多功能集成製造工藝，聚合物、彈性體、先進織物等高性能柔性結構製造。三是支持顛覆性製造技術的商業模式與商業策略，包括：先進材料的產品壽命週期管理、創新的產品供應鏈、顛覆性製造技術的新型應用模式、光子技術加工鏈。
2．自適應、智能製造系統。科研重點包括：柔性、可重構機械及機器人，機械及機器人的嵌入式認知功能，身臨其境、安全高效的人機交互，用於柔性生產的智能機器人，用於自適應工廠、高性能製造設備的機械電子和新型機器架構，高精密生產設備，採用先進材料的高性能設備，跨學科機械電子工程工具，自適應工藝自動化及控制，動態製造執行系統，基於智能感測器和傳感網路的製造工藝監測和感知，面向未來製造企業的機對機雲連接，工廠中直觀的用戶介面、移動技術和豐富的用戶體驗技術，大規模定制與現實資源的集成。
3．數位化、虛擬化、資源節約型工廠。關注工廠設計、數據收集管理、運營和規劃。科研重點包括：綜合工廠模型，智能維護系統，工廠壽命週期管理的集成高性能計算工具，未來製造企業能源監測及管理，生產品質和產量提高多層次模擬及分析工具，產品製造風險評估及減輕服務，工廠快速初始化按需、模組化模型，工廠性能及資源綜合管理移動軟體，面向系統的品質控制策略，生產設備和過程設計與管理，生產系統設計與管理，製造策略設計與管理，設計方法及工具集成，拆解回收廠。
4．協同化、移動化企業。這組科研重點關注網路化的工廠和動態的供應鏈。科研重點包括：基於雲計算的製造業供應鏈業務網，用於敏捷、開放的供應網路的移動應用程式商店及應用程式，供應鏈網路中的物聯網對象，供應網路中的複雜事件處理，供需協同規劃、執行與產品追溯，企業供應網路中產品和代碼的數位化知識產權管理，基於多種企業角色的訪問控制。
5．以人為中心的製造。未來工廠中的知識工作者將使用多模式用戶介面，工作流程直觀且由用戶體驗驅動。無處不在的移動資訊通信技術讓工人遠程遙控和監督生產過程。科研重點包括：新型製造技術教育方法和電子學習，用於知識創新和學習的先進資訊模型，車間的自動化與持續適應水準，製造系統中工人與其他資源的互動與協同，下一代數位化製造知識推薦系統，動態工作環境中的即插即用介面，工人活動監測分析工具，複雜製造和產品數據的可視化優化，互聯企業的組織知識鏈接。
6．聚焦客戶的製造。從產品工藝設計到與製造相關的創新服務，均需要關注製造業價值鏈中的客戶。科研重點包括：產品設計智能工具，節能產品壽命週期監測與生態利用的資訊技術方案，產品服務系統協同設計環境，個性化和創新產品設計眾包，產品服務可持續性模擬，成本與製造能力評估，產品使用數據匿名化收集和分析，以客戶為中心的按需製造、產品品質評價標準及工具，模組化、可升級、可重構、可拆卸產品的製造方案，由柔性設計製造過程實現的創意和用戶驅動型創新。