工業4.0的概念源自德國政府2011年的計劃，鼓勵德國制造商數字化制造流程，以提高在全球的競爭力。2015年中國亦不落人后推出“中國制造2025”，也是為了提高競爭力而推動制造升級。美國智能制造則集結各種新興科技，以數字通訊和高性能計算機處理為主，關鍵在于軟件。

世界各國為了提高競爭力而推動制造業升級。

據Design News報導，高級制造技術蓬勃發展，值得大家注意，包括網宇實體系統（CPS）、大數據、高級機器人、協作型機器人、虛擬工廠、物聯網（IoT）、機器學習、機器對機器通訊（M2M）、積層制造和數字分身（Digital Twins）。

首先是網宇實體系統（Cyber-Physical System; CPS）。這整合資產管理、資產組態和生產力分析，CPS所提供的數據讓用戶明白連網資產的狀態，同時通報潛在的風險。若CPS進一步結合工程和運算，可分析制造流程，促進優化和效率，以及分析設備是否健全。

其次是大數據。這應用到制造業上，可善用實時數據收集和分析，逐漸淘汰預防性維護（preventive maintenance），以預測性維護（predictive maintenance）取而代之，趁機器故障前發現問題并發出預警。大數據亦可用來分析和調整生產流程，以提高制造速度和產出，減少浪費和瑕疵，把能源消耗量降到最低。

第三是高級機器人。制造機器人的角色日趨專業化，有的專門加工食品，有的專門檢查肉眼看不見的瑕疵，有的負責包裝。機器人夾爪不僅可拿取重物，亦可小心對待雞蛋等易碎物品。

第四是協作型機器人，專門跟人類在生產線并肩工作，生產線會利用協作型機器人的雙臂來抬舉和移動重物。

第五是虛擬工廠，以計算機模型仿真最佳組織狀態，不僅適用于單一生產線，亦可套用到同一家企業的全球廠房。虛擬工廠模型亦有教學功能，可協助企業培訓員工有效率的操作工作站。

第六是物聯網，包括用來監控工廠資產，監控廠內營運效率和進行優化，以及收集現場服務數據。部分汽車制造商甚至會監控售后的產品，掌握其使用狀況和追蹤產品問題。

第七是機器學習，以算法來監控和優化工廠營運，產品設計團隊亦可善用從工廠收集的數據，透過產品設計來優化制造流程。

第八是M2M通訊。從產品設計團隊、供貨商、工廠營運、設備維護到消費者都充分連網，各個環節皆可得知生產狀況、存貨量、成品和出貨情況。

第九是積層制造，又稱為3D打印。隨著3D打印速度加快，打印材料日益普及，制造業開始借助積層制造來少量生產，完成客制化商品。

第十是數字分身。數字分身是指某種實體物品或系統的動態軟件模式，借助傳感器所取得的數據有助于了解物品或系統的狀態、因應改變、改善營運，并提升價值。