依托信息物理系统(CPS)和信息通信技术的结合，工厂将引入大数据技术进行分析优化管理，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，最终将实现自动化、智能化、互联化的生产制造。
在德国人的概念中，能实现这种制造方式的工厂被称为智能工厂。 工业4.0 战略的展开方向之一就是智能工厂。在这场新的变革中，汽车制造商、零部件供应商、软件提供商等站在各自需求角度对智能工厂都有着各自的解读，也因而带来了不同层面的实践，以及不同形态的智能制造解决方案。
从制造迈向“智造”
广泛应用于汽车行业的自动化、数字化、智能化车间，已经成为汽车智能制造的重要载体。在这里，可以看到的工人越来越少，取而代之的是一只只效率和精准度更高的智能化机器手，越来越多的关键工序已经由机器人代替工人。近年来更是出现了“无人化”车间，弧焊、点焊、装配、搬运、 喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业全部交由 工业机器人 来做一条传送带，上百台不同类型的机器人 分工明确、林立两边，只需短短的1分钟，一辆完整的汽车就在机器人的“手 忙脚乱”中“诞生”了。
在我国，工业机器人最初主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。随着汽车需求的不断增长，工业机器人已经广泛参与到汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产。在汽车车身生产中，有大量压铸、焊接、检测等应用，这些目前均由工业机器人参与完成，特别是焊接线上的焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。与人工相比，使用机器人焊接具有质量稳定、效率大增、更加安全等三大优势。
在汽车内饰件生产中，则需要表皮弱化机器人、发泡机器人、最后的产品切割机器人。汽车车身的喷涂由于工作 量大，危险性强，通常都会采用工业机器人代替。近年来，适应现代汽车制造技术柔性化、灵捷化、智能化、信息化的发展趋势，国内汽车制造业在汽车生产中引入了AGV (又名移动机器人）技术，使汽车装配的生产组织、信息管理和物流技术等方面实现了质的飞跃。
国外零部件工厂里的变化
在德国博世洪堡工厂的一条液压产品生产线上，所有零件都配备一个独特的射频识别码(RHD)，并能同沿途关卡自动对话，当工件到达某个工位时，显示屏上就会相应提示员工所需处理的具体工作内容，而每一个工位也可以根据员工的个性化设置进行自动调节。
博世在全球超过250家工厂里应用工业4.0的理念和技术，其位于中国苏州的工厂也是其工业4.0试点基地之一，在那里，从基础的无纸化办公到自动备料系统的实施都已经——成为现实。在未来博世的工厂里，一台平板电脑的 视频 图像上会给出所显示部件的综合信息和维修指令，工人可以直接通过触摸屏处理这些信息。
而德国蒂森克虏伯集团董事会主席海里希·赫辛根(HeinrichHiesitiger)认为，工业4.0概念的推行是要做很多前期准备工作的。比如必须要做好IT基础设施的准备，网速要有保障，而且这些新的基础设施还要能整合到现有生产设施当中，才能保证以高效的方法来传递和输送大量信息和数据。
现在，蒂森克虏伯集团希望将2300多个不同地点的IT网络能够通过高速和超宽带宽的基础设施联系起来。还有一个重要的前提是生产设施的自动化。2014年11月，蒂森克虏伯发动机系统(常州)有限公司正式开业，这家发动机系统生产基地将为中国生产发动机缸盖罩盖模块总成。
客户通过电子订单系统把需要的钢板信息发送到蒂森克虏伯，这些信息和数据又马上会传送到生产公司，生产时的相关信息和数据又被录入到sap系统当中。这样，一块钢板在生产过程当中就已经被赋予一个电子编码，包含了完备的产品信息。
在整个生产的过程当中，客户可以实时地知道所有钢板的待产情况，同时也可以更改一些序列，或者是一些生产的要求。只要在钢板付诸生产之前的8小时告诉蒂森克虏伯，就可以马上做出更改。目前这一流程已经在德国的一个工厂开始实施了。
整车厂的应对
工业4.0不是一场突然而至的革命，也不是可以一蹴而就的革新。宝马集团工业4.0生产专家克里斯蒂安·潘纯 (Christian Patron)博士认为，“在宝马集团，不断改进生产系统是日常工作，工业4.0是符合宝马逻辑的下一步，而绝不是革命性改变”。
应用。另外，为了配合自己的工业自动化产品，西门子还推出了一款“西门子工业支持中心” 的APP。这个APP将西门子的5000多份各种手册、操作指南，以及60000多个常见问题解答集成到网络平台，给客户提供了极大便利。
博世也一直在研究工业4.0的解决方案，近来推出了“慧连制造”解决方案。该方案核心为制造物流软件平台，包括制程质量管理、远端服务管理、预测维护。
有人认为，在这个方案中，制程质量管理已经具备了工厂内信息实时互联等智慧工厂的基本要素，远端服务管理、预测维修都是基于物联网产生的价值链延伸，也就是说博世的慧连制造已经具备了工业4.0的关键基础。
