工业4.0是由德国率先提出。金融危机后，几乎所有的发达国家经济都萎靡不振，但德国依靠制造业，不但失业率低且经济增长迅速，这让德国政府意识到制造业是维持德国经济增长不可或缺的“顶梁柱”。于是，2013年4月，德国政府推出《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》。随后，世界各国高度关注并纷纷开始布局，争取制造业话语权：美国在2014年12月推出“工业互联网”战略，将虚拟网络与实体连接，形成更具有效率的生产系统；日本于2015年1月23日推出《机器人新战略》；法国推出“新工业法国”方案；中国也于2015年出台《中国制造2025》十年战略规划。
具体来讲，就是工厂内采购来的原材料，被“贴上”一个标签：这是给A客户生产的XX产品，XX项工艺中的原材料。准确来说，是智能工厂中使用了含有信息的“原材料”，实现了“原材料（物质）”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分。以德国飞梭哈雷机车生产工厂为例，在工业3.0以前的时代，生产一台哈雷机车需要21天，因为它的生产过程全部都是固定机械化的。但到了工业4.0的时代，一位顾客早上9时下单订购一辆个人定制化的摩托车，这五大模块统统“活”了，按照顾客的需要，自己找原料，自己找工厂重新包装重新组合，在6小时之内就可以把私人定制的摩托车交给客户。不但效率提高，成本也大为降低。
工业4.0的目标是智能制造，延伸智能到具体的工厂，就是智能工厂。在智能工厂，第一个是机器生产机器，或者说自己生产自己。第二个就是无人工厂，或者是黑灯工厂，或百分百全智能工厂，人与智能机器并存。智能工厂是现代工厂发展的新阶段，是在数字化基础上，利用物联网技术和设备监控技术，来加强信息和服务。
智能工厂有三大特征：第一个特征是信息基础设施高度互联，包括生产设备、机器人、操作人员、物料和成品；第二是制造过程数据具备实时性，生产数据具有平稳的节拍和到达流，数据的存储与处理也具有实时性；第三是可以利用存储的数据从事数据挖掘分析，有自学习功能，还可以改善不优化制造工艺过程。智能工厂的发展趋势是从柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。
改革开放以来，中国已经发展成为工业大国，中国的制造业更是在全球供应链中占据重要地位。到2010年，中国制造业的规模已经超过了美国，跃居世界第一。随着快速崛起的新兴经济体以更为低廉的成本优势加入竞争，我国部分以代工为主的生产企业面临巨大的生存压力。2014年以来，东南沿海地区部分加工制造企业倒闭，由此可能会引发其他地区制造企业关门倒闭的连锁反应。与此同时，很多发达国家正在反思“制造业空心化”问题，积极推进新的制造业发展战略，这些因素都对中国制造业形成高压态势，中国制造业正面临着国内外“双重挤压”的局面。因此，中国制造转型升级势在必行。
智能制造的发展方向不仅仅意味着智能化程度的提升，还应该更符合消费者的需求。在过去，制造业都是大批量、低成本的，未来智能制造可以协调解决消费者低成本、高质量、个性化的需求。或许，随着当前劳动力成本的急剧上升以及新的技术革命和产业革命的推动，加上产业结构的转型升级，机器人将为“智能制造”增添动力。目前，中国机器人产业正在迅速发展，工业机器人设计技术已基本成熟，先驱企业已经走上自主发展之路，服务机器人产业也在孕育中。