工業 4.0”的概念源于2011年德國漢諾威工業博覽會，其初衷是通過應用物聯網等新技術提高德國制造業水平。德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部于 2013年將“工業 4.0”項目納入了《高技術戰略 2020》的十大未來項目中，計劃投入 2 億歐元資金，支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。隨后，德國設立了“工業 4.0 平臺” 并發表了德國首個工業 4.0 標準化路線圖。
我國制造加工業在龐大的人口紅利的支撐下，2013年中國成為世界第一貨物貿易大國，并獲得“世界工廠”的稱號。然而，隨著人口紅利的逐漸消失，我國制造加工業也陷入了轉型困境；與此同時，如美國、德國等發達國家相繼推出各種扶持和刺激政策以發展本國制造業，中國制造加工業被迫需要尋求變革，以維持未來我國制造加工業的優勢，而此時“工業4.0”概念的誕生，恰恰為中國制造加工業指明了方向。
“工業4.0”即是以智能
制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法；其中包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。“工業4.0”項目主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。二是“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。
中德雙方在10月10日舉行的第三輪中德政府磋商后發表的《中德合作行動綱要》中宣布，兩國將開展“工業4.0”合作，該領域合作有望成為中德未來產業合作的新方向。我國工業自動化程度低，我國目前每萬人只有21臺，和發達國家如日本、韓國相比，相差巨大，和全球平均55臺/萬人相比也有一定差距。全球各國都在為占領制造業高端領域，制定轉型戰略。美國，德國和日本為加快制造業轉型表現如下：
工業4.0將在制造領域的所有因素和資源間形成全新的社會-技術互動水平。它將使生產資源形成一個循環網絡，這些生產資源將具有以下特性：自主性、可自我調節以應對不同形勢、可自我配置、基于以往經驗、配備傳感設備、分散配置，同時，它們也包含相關的計劃與管理系統。作為工業4.0的一個核心組成，智能工廠將滲透到公司間的價值網絡中，并最終促使數字世界和現實的完美結合，工業4.0是工業化與信息化的結合。
工業4.0中的智能產品具有獨特的可識別性，可以在任何時候被分辨出來。當它們在被制造時，它們就可以知道整個制造過程中的細節。在某些領域，這意味著智能產品能半自主地控制它們生產的各個階段。
工業4.0將有可能使有特殊產品特性需求的客戶直接參與到產品的設計、構造、預訂、計劃、生產、運作和回收各個階段。在即將生產前或者在生產的過程中，如果有臨時的需求變化，工業4.0都可立即使之變為可能。
工業4.0的實施將使企業員工可以根據形勢和環境敏感的目標來控制、調節和配置智能制造資源網絡和生產步驟。員工將從執行例行任務中解脫出來，使他們能夠專注于創新性和高附加值的生產活動。
工業4.0的實施需要通過服務水平協議來進一步拓展相關的網絡基礎設施和特定的網絡服務質量。這將可能滿足那些具有高帶寬需求的數據密集型應用，同時也可以滿足那些提供運行時間保障的服務供應商，因為有些應用具有嚴格的時間要求。
“工業4.0”不僅僅意味著技術的轉變、生產過程的轉變，同時也意味著整個管理和組織結構的調整。大數據、云計算以及物聯網這些技術都會用到第四次工業革命當中，它們協同作戰將全面顛覆傳統的制造業的思維方式。
以工業 4.0 為代表的新一輪工業革命，也是中國制造業轉型升級的重要契機。2014 年 1 月，中國工程院啟動并開展了《制造強國戰略研究》重大咨詢項目，提出了在 2020 年進入制造強國行業的指導方針和優先行動。中國制造業未來如何適應市場的變化，有各種不同的意見。一種是強調更迅速、靈活地適應市場，用“貿工技”的方法跟上時代，還有一種則是“技工貿”的方法。比如，同樣是家用電器，海爾走的是貿工技的路子，格力則是技工貿。
德國工業4.0的啟示：提高生產力、加快產品上市、靈活的生產模式以及提高資源效率，是從“中國制造”轉向“中國創造”的關鍵因素。為了實現這一轉變，需要先進的技術和高效的生產體系。因此，制造企業應該逐步轉向信息化、數字化和智能化，從而將生產水平提升到一個新的高度，為“引領制造業未來”做好準備。而數字化的企業平臺，就是企業實現全生命周期兩化融合的途徑。
中國企業工業4.0路徑：中國要在工業4.0時代取得優勢，必須在構建信息物理系統網絡平臺上先行一步。一方面，在國家新的信息化發展戰略中加強對 CPS的總體布局，研究制定CPS建設的戰略目標、重點任務、發展路徑和政策舉措。同時，在制造業發展、智慧城市建設、國家網絡和信息安全等工作中加強前瞻部署和應用推廣。另一方面，可借鑒美國組建“國家制造創新網絡中心”的做法，組建一批國家信息物理系統網絡平臺，負責承擔基礎理論研究，組織力量研發突破CPS軟件、傳感器、移動終端設備等工具和裝備，推動重點行業企業的開發應用。
