德國政府部門和制造業(yè)領(lǐng)域的專家普遍將制造業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的漸進(jìn)性進(jìn)步描述為工業(yè)革命的四個階段。
　　“工業(yè)1.0”。18世紀(jì)60年代至19世紀(jì)中期，通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)的工廠機(jī)械化可稱為“工業(yè)1.0”。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動，經(jīng)濟(jì)社會從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到了以工業(yè)以及機(jī)械制造帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式。
　　“工業(yè)2.0”。19世紀(jì)后半期至20世紀(jì)初，在勞動分工的基礎(chǔ)上采用電力驅(qū)動產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)可稱為“工業(yè)2.0”。這次工業(yè)革命，通過零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的新模式。
　　“工業(yè)3.0”。始于20世紀(jì)70年代并一直延續(xù)到現(xiàn)在，電子與信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得制造過程不斷實(shí)現(xiàn)自動化，可稱為“工業(yè)3.0”。自此，機(jī)器能夠逐步替代人類作業(yè)，不僅接管了相當(dāng)比例的“體力勞動”，還接管了一些“腦力勞動”。
　　“工業(yè)4.0”。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，未來10年，基于信息物理系統(tǒng)( Cyber-Physical System，CPS) 的智能化，將使人類步入以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。產(chǎn)品全生命周期和全制造流程的數(shù)字化以及基于信息通信技術(shù)的模塊集成，將形成一個高度靈活、個性化、數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。
　　由于政治不統(tǒng)一等多種因素的影響，德國在第一次工業(yè)革命中進(jìn)展不大，1820年-1870年間人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的年增長率為1.09%，低于英國的1.26%。不過，邁向統(tǒng)一的德國卻是第二次工業(yè)革命的領(lǐng)軍者，新科技與新發(fā)明層出不窮，德國經(jīng)濟(jì)也因此在1870年-1913年間以1.63%的年均增速超過了英國的1.01%。
　　雖然第三次工業(yè)革命領(lǐng)航者的接力棒傳到了美國手中，但德國在傳統(tǒng)的機(jī)械制造、化工化學(xué)、電力電氣等行業(yè)依然通過不斷的技術(shù)進(jìn)步保持住了在全球競爭中的優(yōu)勢地位。特別是在“北落”（指以魯爾區(qū)為代表的煤鋼等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)衰弱）的大背景下，形成“南起”（巴伐利亞等南部地區(qū)興起了電子、生物技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)），讓德國制造業(yè)煥發(fā)出新的活力。
　　1990年兩德統(tǒng)一后，德國經(jīng)濟(jì)經(jīng)過短暫的統(tǒng)一景氣后陷入長期停滯，然而在10年不到的時間內(nèi)，德國經(jīng)濟(jì)重現(xiàn)活力。即便是席卷歐盟的歐債危機(jī)對德國造成重大影響，以制成品出口拉動的德國經(jīng)濟(jì)依然能做到在歐洲“鶴立雞群”。制造業(yè)在德國國內(nèi)生產(chǎn)總值中的占比近20年來幾乎保持恒定，1994年為23%，而2014年為22.3%。和歐盟平均水平以及歐盟其他國家相比，德國制造業(yè)的強(qiáng)勢則更為突出：2014年，歐盟國家制造業(yè)平均占比為15.3%，法國為11.4%、英國則僅為9.4%。如果按一個品牌來衡量，“德國制造”大約價值45820億美元，相當(dāng)于德國國內(nèi)生產(chǎn)總值的167%，位居世界第三。
　　不過，在后危機(jī)時代，德國也日益感受到一些隱憂，從而提出“工業(yè)4.0”方案來加以應(yīng)對。
　　一是短期內(nèi)面臨出口下滑，德國聯(lián)邦統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)指出，2013年德國出口同比下降了0.2%，進(jìn)入2014年，德國出口形勢也未見大的改觀。二是中期感受到產(chǎn)業(yè)升級壓力，自本世紀(jì)頭一個十年的最后幾年起，科學(xué)應(yīng)用技術(shù)上又一次出現(xiàn)了較大進(jìn)步，包括無線電通訊技術(shù)、3D打印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等。據(jù)預(yù)計，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的終端設(shè)備銷售額預(yù)計為1.9萬億美元，產(chǎn)生的利潤（包括服務(wù)費(fèi)）將達(dá)3000億美元。三是長期面對歐盟內(nèi)部和新興經(jīng)濟(jì)體的雙重競爭壓力，歐盟2012年10月發(fā)布的《指向增長與經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的更強(qiáng)大的歐洲工業(yè)》，明確設(shè)定了2020年將工業(yè)占?xì)W盟國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重由當(dāng)時的15.6%提高到20%的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的目標(biāo)；新興經(jīng)濟(jì)體中，印度倚仗計算機(jī)和軟件業(yè)等高端制造業(yè)成為“世界辦公室”，中國更是于2010年超過美國成為世界第一制造大國，被稱為“世界工廠”，其結(jié)果就是發(fā)達(dá)國家的貿(mào)易優(yōu)勢日漸喪失。
　　如前所述，鑒于受到可預(yù)計未來內(nèi)外部的壓力，德國再次未雨綢繆，通過提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，來實(shí)現(xiàn)德國工業(yè)區(qū)位的升級，確保德國制造業(yè)未來的國際競爭力。德國“工業(yè)4.0”概念問世于2011年4月在德國舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會，成型于2013年4月德國“工業(yè)4.0”工作組發(fā)表的名為《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》的報告，進(jìn)而于2013年12月19日由德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會細(xì)化為“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。
　　目前，“工業(yè)4.0”已經(jīng)上升為德國的國家戰(zhàn)略，是德國面向2020年高科技戰(zhàn)略行動計劃的十大未來項(xiàng)目之一。
　　“工業(yè)4.0”的核心內(nèi)容
　　解剖德國政府的“工業(yè)4.0”規(guī)劃，簡單可以概括為“1個核心”、“2重戰(zhàn)略”、“3大集成”和“8項(xiàng)舉措”。
　　1個核心?！肮I(yè)4.0”的核心是“智能+網(wǎng)絡(luò)化”，即通過虛擬實(shí)體系統(tǒng)（CPS），構(gòu)建智能工廠，實(shí)現(xiàn)智能制造的目的。通過大量部署各類傳感元件實(shí)現(xiàn)信息的大量采集；將IT控件小型化與自主化，然后將其嵌入各類制造設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化；依托通信技術(shù)達(dá)到數(shù)據(jù)的高速與無差錯傳輸；對控制設(shè)備、制造設(shè)備的數(shù)據(jù)云存儲和分析系統(tǒng)，從而達(dá)到生產(chǎn)過程的智能化以及方便人工實(shí)時控制的目的。