德国拥有全世界最有竞争力的制造业，是全球制造设备领域的领先者。这从不小的程度上归功于德国在新制造技术的研发和生产以及复杂工业流程的管理上的专业化。德国拥有强大的机械和设备制造业、全球高水平的信息技术能力以及内置系统和自动化工程的技术，这意味着德国已经准备好成为制造工程领域的领先者。德国也因此在新一轮工业化进程中，即工业4.0中，处于有利地位。

前三次工业革命分别是机械化、电力和信息技术的产物。现在，物联网以及围绕制造业的服务的兴起，促使第四次工业革命的发生。未来的企业将建立全球网络，以信息物理系统（CPS）的形式整合机械、仓储系统以及生产设备。制造业的信息物理系统由能够自动交换信息、促发行动和独立地相互控制的智能机器、仓储系统和生产设备组成。该系统将从根本上提升制造、工程、材料使用以及供应链和生命周期管理的工业制程。新兴的智能工厂采用全新的生产方式。每个智能产品都不一样，它们可以随时被定位，它们知道自己的过去和现在，还知道选择哪个路径实现预定的状态。从下订单那一刻起到进入外部物流，产品内置的制造系统与工厂和企业内的商业流程形成垂直的网络，又水平地连接到分散的、可实时管理的价值网络。另外，内置的制造系统不仅要求在整个价值链实施端对端工程，也使之成为可能。

工业4.0具有巨大潜力。智能工厂使单个客户需求得到满足，这意味着即使生产过程是一次性的，也可以为企业带来利润。在工业4.0中，动态的商业和工程流程允许生产过程可以临时改变，例如使供应商能够灵活应对生产中断和故障。制造制程具备端到端的透明度，帮助优化决策。工业4.0还将带来创造价值和新商业模式的方法。更重要的是，工业4.0将为初创公司和小型企业提供推出制造业下游服务的机会。

另外，工业4.0将解决当今世界面临的问题，例如资源和能源效率、城市发展和人口变迁。工业4.0使整个价值网络的资源生产力和效率得到持续提高，还能够根据人口变化和其他社会因素组织工作。智能辅助系统使工人从常规的任务中解脱出来，集中精力到有创造性的增值活动。高技能工人紧缺的问题迫在眉睫，迫使退休工人延长职业生涯，更长时间地从事生产。灵活的工作组织将帮助工人更有效地结合工作、私人生活和职业发展，更好地平衡工作和生活。

制造工程领域的全球竞争愈演愈烈，德国不是唯一意识到物联网和制造服务的趋势的国家。另外，也不仅亚洲的竞争对手对德国工业城市威胁，美国也在采取措施促进“先进制造业”项目来避免非工业化。

为了实现工业生产向工业4.0转变，德国需要采用双轨战略。德国的制造设备工业应该寻找方法，通过不断把信息和通讯技术整合到传统的高科技战略中，保持全球市场竞争力，以实现成为智能制造技术领先供应者的目标。与此同时，德国有必要为物理信息集团技术和产品创造和提供新市场。为了达到双轨信息物理系统（CPS）战略的目标，应该采取下列具有工业4.0特征的措施：

  • 价值网络的水平整合
  • 整个价值链上工程的端到端数字化整合
  • 垂直整合与互联制造系统

发展工业4.0需要德国对研发投入大量精力。为了落实双轨战略，需要水平地和垂直地整合制造系统与工程的端到端整合。另外，应该注意由于工业4.0系统的出现以及物理信息系统技术的不断发展而产生的职场新社会基本结构。

成功落实工业4.0需要合理的产业和产业政策的决策，以促进研发活动。工业4.0工作小组认为需要在下列八个关键领域采取行动：

  • 标准化和参考体系结构：工业4.0涉及整个价值网络上多家不同企业的联网和整合。只有制定统一的标准，这种合作伙伴关系得以建立。另外还需要建立参考体系结构，对这些标准进行专门描述，以便标准的落实。
  • 管理多个复杂的系统：产品和制造系统变得越来越复杂。合理的规划和解释模型为管理日益复杂的系统奠定基础。工程师应该掌握研发这些模型的方法和工具。
  • 为工业提供全面的宽带基础设施：可靠、全面、高质量的沟通网络是工业4.0的重要要求。因此无论是在德国国内还是在德国与伙伴国家之间，都需要大幅增加宽带互联网基础设施。
  • 安全与保障：安全与保障是智能制造系统成功的关键。确保生产设施和产品不会对人身或环境造成伤害非常重要。同时，生产设施和产品，尤其是它们当中的数据和信息需要避免被滥用和非法获取。这就需要部署全面的安全与保障体系结构以及验证系统。同时强化相关的培训和职业发展的内容。
  • 工作组织和工作设计：在智能工厂里，员工的角色将发生巨大改变。实时控制改变了工作的内容、过程和环境。采用社会技术方法组织工作使工人有更多机会承担责任并获得个人发展。要做到这一点，需要让员工参与工作设计和终身学习，还需要推出示范参考项目。
  • 培训与持续的职业发展：工业4.0将大大改变工人的工作和能力。因此有必要落实合理的培训战略，以支持学习、促进终身学习和持续职业发展（CPD）的方式组织工作。为此应该推广示范项目和经验，还应该对员工的数字化学习技巧进行调查。
  • 监管框架：工业4.0所需的制造制程和水平业务网络要符合现有法律，而现有法律也应该进行调整以促进创新。法律应该保护企业数据、厘定企业责任、管理个人数据并解决贸易限制的问题。不仅需要立法，还需全面的、合理的企业规章制度，包括指南、合约、公司章程或自我监管措施（如审计）。
  • 资源效率：制造业需要消耗大量的原材料和能源，不仅成本高，还会在环境和保障供应方面造成问题。工业4.0将提升资源生产力和效率，有必要计算和权衡为建设智能工厂中而增加的资源和由此可能节约的资源。

工业4.0之路是一个演变的过程。现有技术和经验需要进行调整，才能适应新领域、新市场的制造工程和创新解决方案的需求。如果工业4.0战略得以成功落实，德国将能够提升全球竞争力，保持其制造业的地位。