德国推出的“工业4.0”战略中，体现了对环境与能源问题的重视。“工业4.0”用一个词描述就是“智能工厂”，通过互联网等通信网络，使工厂内外的物品与服务相互合作，产生前所未有的价值，形成全新的业务模式，从而，它也将有助于解决各种社会问题。
工业4.0的关键是信息技术应用
工业4.0最初概念是在2011年德国举办的工业设备展览会“汉诺威工业博览会2011”上被提出的。两年后的“汉诺威工业博览会2013”中发布了最终报告。
工业4.0在德国被认为是“第4次工业革命”。第1次发生在18世纪至19世纪，以蒸汽机的使用为标志，实现生产过程机械化；第2次发生于19世纪后半期的电力应用；第3次发生于20世纪后半期，以“可编程逻辑控制器（PLC）”为代表，实现生产工程的自动化。“工业4.0”被认为是机械化（第1次），电力应用（第2次），自动化（第3次）之后的第4次工业革命。
工业4.0的关键技术是信息技术。具体而言，包括生产设备联网实现自律协调作业的M2M，通过网络获取大数据的应用，开发、销售、ERP、PLM、SCM等业务管理系统与实际生产过程之间的协同。
第3次工业革命的自动化，仅是将生产工程作为对象，对其进行信息技术的应用。工业4.0将信息技术的应用对象大幅扩大。由此，工厂将不断进化升级，工作组的最终报告中称之为由物联网与服务互联网构成的“智能工厂”。
以往，通过信息技术实现的“智能化”可在智能手机、智能电表、智慧城市、智能电网等物品和服务中见到。工业4.0则是要实现工厂本身的智能化。除了工业4.0之外，美国通用电气公司（GE）也提出过类似的概念“工业互联网”。
工业4.0的愿景是解决能源消费等社会问题
随着工厂的智能化，不仅能够大幅提升生产效率，还能够解决现代社会的各种问题。例如，能源消费问题。通常，工厂在生产间歇期间，为了确保生产设备处于随时可以运转状态，消费着大量能源。未来，如果能够根据工厂的实际作业情况，实时对能源供给进行调整，就能够总体上减少大量的能源消费。
此外，最终报告中还列举了工作与生活平衡的问题。目前，工人通常是到工厂上班，在车间操作机械设备，到点下班回家。未来，通过信息技术的应用，能够远程操作机械设备，就无需每天都上下班，减少交通拥堵和汽车尾气排放，员工也能够在安全场所舒适地工作。也就是，智能工厂还将能够提高工人的生活质量。
实现工业4.0的4大难题
德国工业4.0工作组的最终报告中认为，实现工业4.0尚存在标准化、复杂的系统管理、通信基础设施建设、网络安全保障等4大难题。
（1）标准化：
工厂要对内外的各种物品与服务进行联网，那么，通信方式、数据格式等许多内容都需要标准化。
（2）复杂的系统管理：
实际生产过程与各种业务管理系统协同之后，系统整体更加复杂化，对其进行管理将更困难。
（3）通信基础设施建设：
主要是指适用于工业的、具有高可靠性的通信基础设施建设。
（4）网络安全保障：
工厂与外界实现联网之后，恶意软件的入侵、受到网络攻击的危险性将进一步提升，需要制定保障网络安全的对策与解决方案。
