工业4.0的提出，加速了制造业虚拟世界与物理世界的融合进程，大量的基于智能创新技术如虚拟产品开发、虚拟制造工程、智能产品、智能移动、智能辅助生产系统、无人驾驶输送系统、传感技术、轻型柔性机器人、嵌入式系统、基于大数据预测性工程、工业物联网以及集成工业软件的服务网络等，逐步广泛用于产品开发、生产制造、供应链和客户服务等领域，其核心手段是通过将工业软件技术、自动化技术以及精益制造深度融合，实现生产智能化和高度柔性化，以低成本、高质量和高效率地满足客户个性化需求。
智能工厂是构成工业4.0的核心元素。在智能工厂内不仅要求单体设备是智能的，而且要求工厂内的所有设施、设备与资源(机器、物流器具、原材料、产品等)实现互通互联，以满足智能生产和智能物流的要求。通过互联网等通信网络，使工厂内外的万物互联，形成全新的业务模式。
从某种意义上说，工业4.0是用CPS系统对生产设备进行智能升级，使其可以智能地根据实时信息进行分析、判断、自我调整、自动驱动生产，构成一个具有自律分散型系统(ADS)的智能工厂，最终实现制造业的大规模、低成本定制化生产。
在建设智能工厂时，要重点关注模块化、数字化、自动化和智能化四大技术课题。
模块化是实现智能工厂规模化生产和客户需求个性化定制的前提条件，这需要主要零部件供应商向模块供应商转型，全程参与产品设计、供应模式选择以及单元化物流的规划。
数字化，纵向看是实现工厂内各个层面，乃至每台设备数字化建模与互联互通；横向看，是打造从客户需求，到产品设计、供应商集成、制造以及物流服务的全流程供应链集成体系。
智能化，制造企业应搭建一个虚实融合系统，根据客户个性化定制需求，实现虚拟的设计、制造与装配，再通过智能工厂完成生产制造过程，有效解决定制产品周期长、效率低、成本高的问题。在智能工厂里企业可与客户实现零距离对话，客户也可通过多种方式参与到产品“智造”全过程中来。
从数字化企业到工业4.0智能工厂
工业4.0自适应生产模式还需要一个比较长期的发展过程，因此，根据工业4.0智能工厂的框架以及西门子数字化工厂的最佳实践，建议将实现未来工业4.0智能化工厂分成两个阶段来完成。实现的目标、举措及关键技术如图所示。
