为了在新工业革命中占领先机，2010年，德国联邦教研部与联邦经济技术部联手推动公布了《高技术战略2020》，“工业4.0”作为《十大未来项目》之一，成为德国高科技计划战略首位。
工业4.0项目，主要分为“智慧工厂”和“智能生产”两大主题。一是“智慧工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
发展先进制造技术
德国是工业化国家，25%人口从事制造业。由于人力成本过高，制造业外迁到东欧、中国等地区，在这之后，德国提出重振制造业，发展先进制造业，实现以并行、柔性、集成、智能、快速反应、动态适应、人机一体为特征，以数字制造为基础的先进制造模式。
在先进的产品制造过程中，生产现场一方面是以实体材料形式表现的物流，另一方面是起着测量、控制作用的数据流，两者相互配合、高度融合，最终创造出体现人类智慧的产品。
进入上世纪90年代后，先进制造技术在原有的计算机集成制造和并行工程的基础上，又出现了虚拟制造、虚拟企业等概念。世界上一些大型企业已将虚拟现实技术广泛地应用于工业的各个环节，工业仿真系统对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。
从数字制造的发展看，分别存在着以设计为中心、以加工为中心、以管理为中心的3种不同数字制造观。以设计为核心的虚拟制造，其主要目标是优化产品设计、优选工艺和加工方案；以加工为核心的虚拟制造，其主要目标是优化资源，对选择工艺进行评价和验证；以管理为核心的虚拟制造，其目标为优化车间控制的制造过程。
将软件、设备、管理有机融合
德国企业在设计、生产以及企业管理等各环节将精细化管理与信息化紧密结合，促进了基于网络技术的多台数控机床协同工作、CAD/CAE/CAM/DNC/NC、PDM/ERP/MES等技术的应用，先进的管理理念与先进的技术结合，实现了降低管理成本与提高运营效率的目的。
在奔驰汽车焊接生产车间，日产1200辆不同型号汽车部件的生产现场，工人寥寥无几，看到都是按照程序重复着同一操作过程的机器人。在现场参观的近1个小时中，只看到了3名工人，一名开着小车向指定工位送不适合传送带传输的小零件，另外两名巡查设备运行情况。
在奔驰总装厂房，看到的是工人站在传送带上随手从架子上取零件或是接受传送带送来的大部件，唯一的纸质文条是随着车传送到生产现场的装配记录单。车间内零部件运送频繁，各工位旁待用的装配件存量不高，但生产连续高效，组织高度有序。
2013年，西门子以德国安贝格电子工厂为原型，在中国成都建成了又一个“数字化工厂”SEWC——西门子工业自动化产品生产研发基地。该基地的基本架构采用了“数字化工厂”国际规范的5层架构。数字化企业平台覆盖了从产品的规划、开发、建造到售后服务的整个全流程。一旦订单下达了，ERP系统会把生产订单分解到生产MES系统中。
通过共享数据平台实现设计与制造的融合，在前端研发部门开始设计时，数据平台就已经在后端制造部门共享了，制造环节的各种参数与研发数据的同步，进行仿真、通过CAD、CAM等软件直接传送到生产机床上，使得数字化生产线实现准时生产和混线生产。
向网络协同化发展
网络化制造是按照敏捷制造的思想，采用Internet技术，建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟，有效地实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组，从而提高企业的市场快速反应能力和竞争能力的新模式。
欧洲空客公司成立于1970年，有来自50个国家的48500名员工。空客A380的开发，采用跨国异地设计/制造/管理的信息平台ACE系统，通过29100个环球的网络终端，使分布在世界各地的设计人员、供应商均根据级别进入相应的设计系统。
在跨国工作方式下，实现了高度并行协同的飞机研制模式，建立三维数字化飞机样机，很好地解决了从概念研究、详细设计、原形样机、验证试验直至使用维护全生命周期中的多学科问题。
德国信息化重视务实发展。在德国，ERP软件的操作培训被纳入国家职业教育体系。企业管理岗位人员需在培训机构的模拟公司中实践所有的岗位，学习相应的ERP软件操作，保证员工在进入企业之初，已理解ERP管理思想。
在德国，信息系统不是独立于企业管理之外的技术或专业，而是融于企业管理的血液、细胞，它融入到每个管理要素、活跃在每个管理岗位，人们已经无法把它从管理中和生活中分离开来，形成了良好的信息化发展阶段。这一点，已远远超越我国当前所需要的统一认识、强化部门、强化推广等职责信息化应用推广阶段。