德國推出的“工業4.0”戰略中，體現了對環境與能源問題的重視。“工業4.0”用一個詞描述就是“智能工廠”，通過互聯網等通信網絡，使工廠內外的物品與服務相互合作，產生前所未有的價值，形成全新的業務模式，從而，它也將有助于解決各種社會問題。
工業4.0的關鍵是信息技術應用
工業4.0最初概念是在2011年德國舉辦的工業設備展覽會“漢諾威工業博覽會2011”上被提出的。兩年后的“漢諾威工業博覽會2013”中發布了最終報告。
工業4.0在德國被認為是“第4次工業革命”。第1次發生在18世紀至19世紀，以蒸汽機的使用為標志，實現生產過程機械化；第2次發生于19世紀后半期的電力應用；第3次發生于20世紀后半期，以“可編程邏輯控制器（PLC）”為代表，實現生產工程的自動化。“工業4.0”被認為是機械化（第1次），電力應用（第2次），自動化（第3次）之后的第4次工業革命。
工業4.0的關鍵技術是信息技術。具體而言，包括生產設備聯網實現自律協調作業的M2M，通過網絡獲取大數據的應用，開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統與實際生產過程之間的協同。
第3次工業革命的自動化，僅是將生產工程作為對象，對其進行信息技術的應用。工業4.0將信息技術的應用對象大幅擴大。由此，工廠將不斷進化升級，工作組的最終報告中稱之為由物聯網與服務互聯網構成的“智能工廠”。
以往，通過信息技術實現的“智能化”可在智能手機、智能電表、智慧城市、智能電網等物品和服務中見到。工業4.0則是要實現工廠本身的智能化。除了工業4.0之外，美國通用電氣公司（GE）也提出過類似的概念“工業互聯網”。
工業4.0的愿景是解決能源消費等社會問題
隨著工廠的智能化，不僅能夠大幅提升生產效率，還能夠解決現代社會的各種問題。例如，能源消費問題。通常，工廠在生產間歇期間，為了確保生產設備處于隨時可以運轉狀態，消費著大量能源。未來，如果能夠根據工廠的實際作業情況，實時對能源供給進行調整，就能夠總體上減少大量的能源消費。
此外，最終報告中還列舉了工作與生活平衡的問題。目前，工人通常是到工廠上班，在車間操作機械設備，到點下班回家。未來，通過信息技術的應用，能夠遠程操作機械設備，就無需每天都上下班，減少交通擁堵和汽車尾氣排放，員工也能夠在安全場所舒適地工作。也就是，智能工廠還將能夠提高工人的生活質量。
實現工業4.0的4大難題
德國工業4.0工作組的最終報告中認為，實現工業4.0尚存在標準化、復雜的系統管理、通信基礎設施建設、網絡安全保障等4大難題。
（1）標準化：
工廠要對內外的各種物品與服務進行聯網，那么，通信方式、數據格式等許多內容都需要標準化。
（2）復雜的系統管理：
實際生產過程與各種業務管理系統協同之后，系統整體更加復雜化，對其進行管理將更困難。
（3）通信基礎設施建設：
主要是指適用于工業的、具有高可靠性的通信基礎設施建設。
（4）網絡安全保障：
工廠與外界實現聯網之后，惡意軟件的入侵、受到網絡攻擊的危險性將進一步提升，需要制定保障網絡安全的對策與解決方案。
