德國政府部門和制造業領域的專家普遍將制造業領域技術的漸進性進步描述為工業革命的四個階段。
　　“工業1.0”。18世紀60年代至19世紀中期，通過水力和蒸汽機實現的工廠機械化可稱為“工業1.0”。這次工業革命的結果是機械生產代替了手工勞動，經濟社會從以農業、手工業為基礎轉型到了以工業以及機械制造帶動經濟發展的模式。
　　“工業2.0”。19世紀后半期至20世紀初，在勞動分工的基礎上采用電力驅動產品的大規模生產可稱為“工業2.0”。這次工業革命，通過零部件生產與產品裝配的成功分離，開創了產品批量生產的新模式。
　　“工業3.0”。始于20世紀70年代并一直延續到現在，電子與信息技術的廣泛應用，使得制造過程不斷實現自動化，可稱為“工業3.0”。自此，機器能夠逐步替代人類作業，不僅接管了相當比例的“體力勞動”，還接管了一些“腦力勞動”。
　　“工業4.0”。德國學術界和產業界認為，未來10年，基于信息物理系統( Cyber-Physical System，CPS) 的智能化，將使人類步入以智能制造為主導的第四次工業革命。產品全生命周期和全制造流程的數字化以及基于信息通信技術的模塊集成，將形成一個高度靈活、個性化、數字化的產品與服務的生產模式。
　　由于政治不統一等多種因素的影響，德國在第一次工業革命中進展不大，1820年-1870年間人均國內生產總值的年增長率為1.09%，低于英國的1.26%。不過，邁向統一的德國卻是第二次工業革命的領軍者，新科技與新發明層出不窮，德國經濟也因此在1870年-1913年間以1.63%的年均增速超過了英國的1.01%。
　　雖然第三次工業革命領航者的接力棒傳到了美國手中，但德國在傳統的機械制造、化工化學、電力電氣等行業依然通過不斷的技術進步保持住了在全球競爭中的優勢地位。特別是在“北落”（指以魯爾區為代表的煤鋼等傳統產業衰弱）的大背景下，形成“南起”（巴伐利亞等南部地區興起了電子、生物技術等新興產業），讓德國制造業煥發出新的活力。
　　1990年兩德統一后，德國經濟經過短暫的統一景氣后陷入長期停滯，然而在10年不到的時間內，德國經濟重現活力。即便是席卷歐盟的歐債危機對德國造成重大影響，以制成品出口拉動的德國經濟依然能做到在歐洲“鶴立雞群”。制造業在德國國內生產總值中的占比近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，德國制造業的強勢則更為突出：2014年，歐盟國家制造業平均占比為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，相當于德國國內生產總值的167%，位居世界第三。
　　不過，在后危機時代，德國也日益感受到一些隱憂，從而提出“工業4.0”方案來加以應對。
　　一是短期內面臨出口下滑，德國聯邦統計局的數據指出，2013年德國出口同比下降了0.2%，進入2014年，德國出口形勢也未見大的改觀。二是中期感受到產業升級壓力，自本世紀頭一個十年的最后幾年起，科學應用技術上又一次出現了較大進步，包括無線電通訊技術、3D打印技術、物聯網等。據預計，2020年全球物聯網行業的終端設備銷售額預計為1.9萬億美元，產生的利潤（包括服務費）將達3000億美元。三是長期面對歐盟內部和新興經濟體的雙重競爭壓力，歐盟2012年10月發布的《指向增長與經濟復蘇的更強大的歐洲工業》，明確設定了2020年將工業占歐盟國內生產總值的比重由當時的15.6%提高到20%的“再工業化”戰略的目標；新興經濟體中，印度倚仗計算機和軟件業等高端制造業成為“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”，其結果就是發達國家的貿易優勢日漸喪失。
　　如前所述，鑒于受到可預計未來內外部的壓力，德國再次未雨綢繆，通過提出“工業4.0”戰略，來實現德國工業區位的升級，確保德國制造業未來的國際競爭力。德國“工業4.0”概念問世于2011年4月在德國舉辦的漢諾威工業博覽會，成型于2013年4月德國“工業4.0”工作組發表的名為《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略的建議》的報告，進而于2013年12月19日由德國電氣電子和信息技術協會細化為“工業4.0”標準化路線圖。
　　目前，“工業4.0”已經上升為德國的國家戰略，是德國面向2020年高科技戰略行動計劃的十大未來項目之一。
　　“工業4.0”的核心內容
　　解剖德國政府的“工業4.0”規劃，簡單可以概括為“1個核心”、“2重戰略”、“3大集成”和“8項舉措”。
　　1個核心。“工業4.0”的核心是“智能+網絡化”，即通過虛擬實體系統（CPS），構建智能工廠，實現智能制造的目的。通過大量部署各類傳感元件實現信息的大量采集；將IT控件小型化與自主化，然后將其嵌入各類制造設備中，從而實現設備的智能化；依托通信技術達到數據的高速與無差錯傳輸；對控制設備、制造設備的數據云存儲和分析系統，從而達到生產過程的智能化以及方便人工實時控制的目的。