德国政府部门和制造业领域的专家普遍将制造业领域技术的渐进性进步描述为工业革命的四个阶段。
　　“工业1.0”。18世纪60年代至19世纪中期，通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化可称为“工业1.0”。这次工业革命的结果是机械生产代替了手工劳动，经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展的模式。
　　“工业2.0”。19世纪后半期至20世纪初，在劳动分工的基础上采用电力驱动产品的大规模生产可称为“工业2.0”。这次工业革命，通过零部件生产与产品装配的成功分离，开创了产品批量生产的新模式。
　　“工业3.0”。始于20世纪70年代并一直延续到现在，电子与信息技术的广泛应用，使得制造过程不断实现自动化，可称为“工业3.0”。自此，机器能够逐步替代人类作业，不仅接管了相当比例的“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”。
　　“工业4.0”。德国学术界和产业界认为，未来10年，基于信息物理系统( Cyber-Physical System，CPS) 的智能化，将使人类步入以智能制造为主导的第四次工业革命。产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一个高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式。
　　由于政治不统一等多种因素的影响，德国在第一次工业革命中进展不大，1820年-1870年间人均国内生产总值的年增长率为1.09%，低于英国的1.26%。不过，迈向统一的德国却是第二次工业革命的领军者，新科技与新发明层出不穷，德国经济也因此在1870年-1913年间以1.63%的年均增速超过了英国的1.01%。
　　虽然第三次工业革命领航者的接力棒传到了美国手中，但德国在传统的机械制造、化工化学、电力电气等行业依然通过不断的技术进步保持住了在全球竞争中的优势地位。特别是在“北落”（指以鲁尔区为代表的煤钢等传统产业衰弱）的大背景下，形成“南起”（巴伐利亚等南部地区兴起了电子、生物技术等新兴产业），让德国制造业焕发出新的活力。
　　1990年两德统一后，德国经济经过短暂的统一景气后陷入长期停滞，然而在10年不到的时间内，德国经济重现活力。即便是席卷欧盟的欧债危机对德国造成重大影响，以制成品出口拉动的德国经济依然能做到在欧洲“鹤立鸡群”。制造业在德国国内生产总值中的占比近20年来几乎保持恒定，1994年为23%，而2014年为22.3%。和欧盟平均水平以及欧盟其他国家相比，德国制造业的强势则更为突出：2014年，欧盟国家制造业平均占比为15.3%，法国为11.4%、英国则仅为9.4%。如果按一个品牌来衡量，“德国制造”大约价值45820亿美元，相当于德国国内生产总值的167%，位居世界第三。
　　不过，在后危机时代，德国也日益感受到一些隐忧，从而提出“工业4.0”方案来加以应对。
　　一是短期内面临出口下滑，德国联邦统计局的数据指出，2013年德国出口同比下降了0.2%，进入2014年，德国出口形势也未见大的改观。二是中期感受到产业升级压力，自本世纪头一个十年的最后几年起，科学应用技术上又一次出现了较大进步，包括无线电通讯技术、3D打印技术、物联网等。据预计，2020年全球物联网行业的终端设备销售额预计为1.9万亿美元，产生的利润（包括服务费）将达3000亿美元。三是长期面对欧盟内部和新兴经济体的双重竞争压力，欧盟2012年10月发布的《指向增长与经济复苏的更强大的欧洲工业》，明确设定了2020年将工业占欧盟国内生产总值的比重由当时的15.6%提高到20%的“再工业化”战略的目标；新兴经济体中，印度倚仗计算机和软件业等高端制造业成为“世界办公室”，中国更是于2010年超过美国成为世界第一制造大国，被称为“世界工厂”，其结果就是发达国家的贸易优势日渐丧失。
　　如前所述，鉴于受到可预计未来内外部的压力，德国再次未雨绸缪，通过提出“工业4.0”战略，来实现德国工业区位的升级，确保德国制造业未来的国际竞争力。德国“工业4.0”概念问世于2011年4月在德国举办的汉诺威工业博览会，成型于2013年4月德国“工业4.0”工作组发表的名为《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》的报告，进而于2013年12月19日由德国电气电子和信息技术协会细化为“工业4.0”标准化路线图。
　　目前，“工业4.0”已经上升为德国的国家战略，是德国面向2020年高科技战略行动计划的十大未来项目之一。
　　“工业4.0”的核心内容
　　解剖德国政府的“工业4.0”规划，简单可以概括为“1个核心”、“2重战略”、“3大集成”和“8项举措”。
　　1个核心。“工业4.0”的核心是“智能+网络化”，即通过虚拟实体系统（CPS），构建智能工厂，实现智能制造的目的。通过大量部署各类传感元件实现信息的大量采集；将IT控件小型化与自主化，然后将其嵌入各类制造设备中，从而实现设备的智能化；依托通信技术达到数据的高速与无差错传输；对控制设备、制造设备的数据云存储和分析系统，从而达到生产过程的智能化以及方便人工实时控制的目的。