Sachverhalt:
A. Der 1961 geborene O._ meldete sich im September 1997 unter Hinweis auf Rückenschmerzen bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Nach Abklärung der erwerblichen und medizinischen Verhältnisse sprach ihm die IV-Stelle des Kantons Zürich mit Wirkung ab 1. April 1998 eine ganze Invalidenrente zu (Verfügung vom 17. Dezember 2001). Am 20. August 2002 bestätigte die IV-Stelle revisionsweise einen unveränderten Invaliditätsgrad und Rentenanspruch. Im November 2006 leitete die IV-Stelle erneut ein Revisionsverfahren ein, in dessen Verlauf sie ein Gutachten (vom 5. Juni 2008) beim Institut A._ einholte. Nach Durchführung des Vorbescheidverfahrens verfügte sie am 19. August 2010 mit Wirkung ab 1. Oktober 2010 die wiedererwägungsweise Herabsetzung der bisherigen ganzen Rente auf eine Dreiviertelsrente, basierend auf einem Invaliditätsgrad von 61 %.
B. Die dagegen geführte Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 27. Dezember 2011 ab.
C. O._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit den Rechtsbegehren, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids sei ihm weiterhin eine ganze Rente der Invalidenversicherung zuzusprechen.
Das Sozialversicherungsgericht und die IV-Stelle schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen verzichtet auf eine Stellungnahme.
Erwägungen:
1. Mit der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann unter anderem die Verletzung von Bundesrecht gerügt werden (Art. 95 lit. a BGG). Die Feststellung des Sachverhalts kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Artikel 95 beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG). Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zu Grunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Es kann die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Artikel 95 beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG).
2. Die Verwaltung ist befugt, unter dem Titel der Wiedererwägung jederzeit von Amtes wegen auf eine formell rechtskräftige Verfügung, welche nicht Gegenstand materieller richterlicher Beurteilung gebildet hat, zurückzukommen, wenn sich diese als zweifellos unrichtig erweist und ihre Berichtigung von erheblicher Bedeutung ist (Art. 53 Abs. 2 ATSG). Unter diesen Voraussetzungen kann die Verwaltung eine Rentenverfügung auch dann abändern, wenn die Revisionsvoraussetzungen des Art. 17 ATSG nicht erfüllt sind. Zweifellose Unrichtigkeit liegt nicht nur vor, wenn die in Wiedererwägung zu ziehende Verfügung aufgrund falscher oder unzutreffender Rechtsregeln erlassen wurde, sondern auch, wenn massgebliche Bestimmungen nicht oder unrichtig angewendet wurden (unter Einschluss unrichtiger Tatsachenfeststellung im Sinne der Beweiswürdigung). Eine gesetzwidrige Leistungszusprechung gilt regelmässig als zweifellos unrichtig (BGE 126 V 399 E. 2b/bb S. 401 mit Hinweisen).
3. 3.1 Streitig und zu prüfen ist, ob der Beschwerdeführer ab 1. Oktober 2010 Anspruch auf eine ganze Invalidenrente hat, wobei einzig zu beurteilen ist, ob die vorinstanzlich geschützte Begründung der Wiedererwägung (Art. 53 Abs. 2 ATSG) und der darauf fussende Eingriff in das Dauerrechtsverhältnis in Form der Herabsetzung der ganzen Rente auf eine Dreiviertelsrente vor Bundesrecht standhält (E. 1).
3.2 Letztinstanzlich kann frei überprüft werden, ob im angefochtenen Entscheid von einem bundesrechtskonformen Verständnis der zweifellosen Unrichtigkeit ausgegangen wurde. Die Feststellungen, welche der entsprechenden Beurteilung zu Grunde liegen, sind hingegen tatsächlicher Natur und folglich nur auf offensichtliche Unrichtigkeit oder Unvollständigkeit überprüfbar (SVR 2008 IV Nr. 53 S. 177 f. E. 4.2, I 803/06). Dagegen ist die Auslegung (Konkretisierung) des Begriffs der zweifellosen Unrichtigkeit als Wiedererwägungsvoraussetzung nach Art. 53 Abs. 2 ATSG frei zu prüfende Rechtsfrage (Urteil 9C_994/2010 vom 12. April 2011 E. 2).
3.3 Das kantonale Gericht ging nach Würdigung der der ursprünglichen Rentenverfügung (vom 17. Dezember 2001) zugrunde liegenden medizinischen Unterlagen davon aus, dass bereits zum damaligen Zeitpunkt aufgrund des rheumatologischen Gutachtens des Dr. med. B._, Chefarzt Rheumatologie, Klinik S._, vom 12. Juni 2001, aus somatischer Sicht aufgrund der muskulären Insuffizienz bei Chondrose von L5 für eine leidensangepasste, wechselbelastende Tätigkeit eine 80%ige Arbeitsfähigkeit (einschliesslich 90-minütiger Zeitungsdistribution) bestanden habe. Gemäss Einschätzung des Dr. med. K._, Spezialarzt FMH für Psychiatrie und Psychotherapie, begründe die diagnostizierte somatoforme Schmerzstörung aus psychiatrischer Sicht eine 50%ige Arbeitsfähigkeit für eine leichte, wechselbelastende Tätigkeit (Gutachten vom 10. September 2001). Beide Ärzte seien prognostisch - nach der Durchführung empfohlener Therapiemassnahmen - von einer Steigerung der Arbeitsfähigkeit, allenfalls sogar auf ein 100 %-Pensum, ausgegangen. Insoweit die IV-Stelle in Betracht gezogen habe, dass, ausgehend von einer 50%igen Restarbeitsfähigkeit, unter Verweis auf den im Juni 1998 von der Berufsberatung angestellten Einkommensvergleich nach damals geltender Rentenabstufung, ein Anspruch auf eine ganze Invalidenrente bestünde, sei dies aufgrund der damaligen Aktenlage eine vertretbare Annahme. Qualifiziert unrichtig sei hingegen die letztlich auf eine 100%ige Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit und einen ebensolchen Invaliditätsgrad lautende Rentenverfügung vom 17. Dezember 2001. Diese qualifizierte, nachfolgend von der Verwaltung nicht korrigierte Unrichtigkeit rechtfertige ein wiedererwägungsweises Zurückkommen auf den ursprünglichen Rentenentscheid.
3.4 Sind die Voraussetzungen für eine Wiedererwägung erfüllt, müssen die Anspruchsberechtigung und allenfalls der Umfang des Anspruchs pro futuro geprüft werden. Wie bei einer materiellen Revision nach Art. 17 Abs. 1 ATSG ist auf der Grundlage eines richtig und vollständig festgestellten Sachverhalts der Invaliditätsgrad zu ermitteln (Urteil 9C_960/2008 vom 6. März 2009 E. 1.2 mit Hinweisen; Urteil 9C_837/2010 vom 30. August 2011 E. 3.1). In zutreffender Anwendung dieser Grundsätze ist das kantonale Gericht gestützt auf das voll beweiskräftig eingestufte Gutachten des Instituts A._ vom 5. Juni 2008 (mit internistischen, rheumatologischen, neurologischen und psychiatrischen Abklärungen) hinsichtlich einer leidensadaptierten, körperlich leichten, wechselbelastenden Tätigkeit von einer medizinisch-theoretischen Restarbeitsfähigkeit von 60 % ausgegangen. Mit dieser Einschätzung lägen die Experten 10 % über der damaligen, der ursprünglichen Rentenverfügung zu Grunde gelegten Gesamtbeurteilung der Restarbeitsfähigkeit der Dres. med. B._ und K._. Die 10%ige Abweichung sei auf eine unterschiedliche Beurteilung des im Wesentlichen gleich gebliebenen, tendenziell sogar leicht verschlechterten Gesundheitszustands zurückzuführen, was bei einer wiedererwägungsweisen Invaliditätsbemessung keine Rolle spiele.
3.5 Die tatsächlichen Feststellungen des kantonalen Gerichts sind nicht mangelhaft im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG. Gestützt darauf hat das kantonale Gericht ohne Verletzung von Bundesrecht zutreffend geschlossen, dass der Beschwerdeführer im Zeitpunkt der ursprünglichen Rentenverfügung vom 17. Dezember 2001 im Umfang von 40 % in seiner Arbeitsfähigkeit eingeschränkt war (vgl. Stellungnahme der RAD-Ärztin Dr. med. U._ vom 13. Juni 2008). Was der Beschwerdeführer hiegegen einwendet, ist nicht stichhaltig. Wie die Vorinstanz bereits erwog, nahm die IV-Stelle mit Verweis auf die ärztliche Einschätzung der Dres. med. B._ und K._ laut Feststellungsblatt vom 19. September 2001 grundsätzlich eine 50%ige Arbeitsfähigkeit für leichte, wechselbelastende Tätigkeiten an, was vertretbar gewesen wäre, wobei der Rheumatologe Dr. med. B._ aus somatischer Sicht von einer 80%igen Arbeitsfähigkeit ausging und nach medizinischen Massnahmen zur Kräftigung der Muskulatur und einer psychiatrischen Unterstützung dem Versicherten ein volles Arbeitspensum zumutete sowie der psychiatrische Gutachter die Arbeitsfähigkeit um 50 % reduziert sah, jedoch ebenfalls eine Steigerung der Arbeitsfähigkeit nach multidisziplinärer Therapie festhielt. Die schliesslich in offenkundiger Abweichung von diesen medizinischen Grundlagen verfügte vollständige Arbeits- und Erwerbsunfähigkeit, die zu einem Invaliditätsgrad von 100 % führte und der Zusprache der ganzen Invalidenrente zugrunde lag, ist hingegen zweifellos unrichtig.
4. Es bleibt die arbeitsmarktliche Verwertbarkeit der attestierten Arbeitsfähigkeit und die damit zusammenhängende Frage der zumutbaren Selbsteingliederung zu prüfen.
4.1 Nach der verbindlichen Feststellung des kantonalen Gerichts ist der Versicherte in seinem bisherigen Beruf als Flugzeugmechaniker sowie in seiner zuletzt ausgeübten Tätigkeit in der Fabrikation von Strickmaschinen vollständig arbeitsunfähig. In einer körperlich angepassten, wechselbelastenden Tätigkeit, ohne dass er länger als eine halbe Stunde sitzen oder stehen und mehr als 100m am Stück gehen muss sowie ohne repetitives Heben von Lasten von über 10 kg, ohne Über-Kopf-Arbeiten und ohne Exposition zu Vibrationen und Schlägen, besteht eine 60%ige Arbeitsfähigkeit. Die Vorinstanz führte zur Ermittlung des Invaliditätsgrades aus, bei Ausübung eines Pensums von 60 % könnte der Beschwerdeführer aufgrund der Tabellenlöhne gemäss der Schweizerischen Lohnstrukturerhebung 2008 des Bundesamtes für Statistik (LSE) 2008 (privater Sektor, einfache und repetitive Tätigkeiten [Anforderungsniveau 4]) unter Gewährung eines Abzugs von 20 % ein Invalideneinkommen von Fr. 29'606.- erzielen, was bei einem Validenlohn von Fr. 78'525.- einen Invaliditätsgrad von 62 % ergäbe.
4.2 Auszugehen ist vom Grundsatz, dass aus einer medizinisch attestierten Verbesserung der Arbeitsfähigkeit in der Regel unmittelbar auf eine Verbesserung der Erwerbsfähigkeit geschlossen und damit ein entsprechender Einkommensvergleich (mit dem Ergebnis eines tieferen Invaliditätsgrades) vorgenommen werden kann (SZS 2011 S. 71, 9C_163/2009 E. 4.1 und 4.2.2 sowie 9C_768/2009 E. 4.1, je mit zahlreichen Hinweisen; Urteil 9C_675/2010 E. 5.1 und 5.2). Eine rentenbestimmende Invaliditätsbemessung setzt aber auch im Revisionsfall (Art. 17 ATSG) voraus, dass angezeigte Eingliederungsmassnahmen durchgeführt worden sind. Dementsprechend ist der Eingliederungsbedarf im Falle einer Revision oder Wiedererwägung in gleicher Weise wie im Rahmen einer erstmaligen Invaliditätsbemessung abzuklären. Wie das Bundesgericht erkannte, ist diese Praxis jedoch auf Sachverhalte zu beschränken, in denen die revisions- oder wiedererwägungsweise Herabsetzung oder Aufhebung der Invalidenrente eine versicherte Person betrifft, die das 55. Altersjahr zurückgelegt hat oder die Rente mehr als 15 Jahre bezogen hat (SVR 2011 IV Nr. 73 S. 220, 9C_228/2010 E. 3 vom 26. April 2011).
4.3 Der Beschwerdeführer war im Zeitpunkt der Rentenaufhebung 47 Jahre alt und bezog während rund 12 Jahren eine Invalidenrente, weshalb grundsätzlich von der sofortigen Verwertbarkeit der medizinisch attestierten Arbeitsfähigkeit auf dem Wege der Selbsteingliederung auszugehen ist. Das kantonale Gericht erwog, vor dem Hintergrund der massgeblichen Aktenlage könne nicht gesagt werden, es falle beim gegebenen medizinisch-theoretischen Zumutbarkeitsprofil auf dem als ausgeglichen unterstellten Arbeitsmarkt keinerlei Anstellung mehr in Betracht; die Verwertbarkeit des noch vorhandenen Restleistungsvermögens sei prinzipiell gewährleistet. Diesen grundsätzlich verbindlichen Schlussfolgerungen vermag der Beschwerdeführer mit dem Hinweis, er besitze schlechte Deutschkenntnisse und es sei im Bericht der Berufsberatung (vom 1. Juli 2008) zu lesen, dass sich seine Chancen auf dem Arbeitsmarkt aufgrund aller Faktoren (eingeschränktes Zumutbarkeitsprofil, langjährige Rente sowie subjektiv verschlechterter Gesundheitszustand bzw. subjektiv eingliederungsunfähig) auf ein absolutes Minimum reduzierten, nichts Stichhaltiges entgegenzusetzen. Es kommt bei der Invaliditätsbemessung nicht darauf an, ob eine invalide Person unter den konkreten Verhältnissen vermittelt werden kann, sondern einzig darauf, ob sie die ihr verbleibende Arbeitskraft noch wirtschaftlich nutzen könnte, wenn die verfügbaren Arbeitsplätze dem Angebot an Arbeitskräften entsprechen würden (vgl. Art. 7 Abs. 1 und Art. 16 ATSG). Die Vorinstanz durfte nach dem Gesagten vom Regelfall sofortiger erwerblicher Verwertbarkeit der Arbeitsfähigkeit ausgehen.
4.4 Da ferner keine Anhaltspunkte für eine anderweitig rechtswidrige Bemessung des Invaliditätsgrades ins Auge springen (vgl. BGE 133 IV 286 E. 6.2 S. 288; 133 II 249 E. 1.4.3 S. 255), ist die vom kantonalen Gericht festgestellte zweifellose Unrichtigkeit der ursprünglichen Zusprechung einer ganzen Rente mit der Folge der Herabsetzung auf eine Dreiviertelsrente ab 1. Oktober 2010 rechtens.
5. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend hat der Beschwerdeführer die Gerichtskosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 27. Juni 2012
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Ursprung
Die Gerichtsschreiberin: Polla