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工业4.0”是一个宏大的愿景，但又是一个简单的概念：把大量的有关人、IT系统、自动化原件和机器的信息融入到虚拟网络——实体物理系统中，并利用产生的数据为企业服务，其本质即为“融合”。在制造系统中，工厂现场设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合，并传到云端进行存储、分析，形成决策并反过来指导、协同企业的生产和运营。
通过工业4.0可以建立一种人——技术互动的崭新模式，即机器适应人的需求。具有多通道用户界面的智能工业辅助系统，能将数字和模拟环境直接搬到生产车间。而未来工厂也将从局部的机器智能发展到全厂智能。届时，嵌入式制造系统在工厂和企业之间的业务流程上实现纵向网络连接，在分散的价值网络上实现横向连接，并可进行实时管理——从下订单开始，直到外运物流。这一理念将零散的信息、通讯、虚拟等技术整合，通过数据可视化和共享互联，打通企业的产品设计、研发、生产与客户管理、供应链和能耗管理等系统，实现从底层控制级、中层产线级，到上层企业级的整体优化，最终帮助制造业实现更短的上市时间、更高的生产灵活性和资产利用率、更低的拥有成本和更可控的企业风险。
工业4.0的基础是数字化、网络化和集成化。与此相应的是，工业4.0时代的工业自动化，将在原有自动化技术和架构下，实现集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，让设备从传感器到因特网的通讯能够无缝对接，从而建立一个高度灵活的、个性化和数字化、融合了产品与服务的生产模式。在这种模式下，生产自动化技术可通过自我诊断、自我修正和各种功能软件让设备更加智能，以更好地辅助工人完成生产。因此要求自动化设备的通讯功能和集成能力更强，而自动化软件则需具备更强大的分析处理及与企业其他软件系统的数据共享能力。
在自动化层面，统一的控制平台，顺畅的通讯网络是基础。而要实现工业4.0，自动化在四个层面上将进一步拓展：
自动化系统内部的横向连接。通过全集成自动化、集成架构等统一平台将控制、驱动、低压配电等系统深度集成，在单一的编程环境中为可扩展运动和机器控制提供集成的平台。这种集成可减少需要储存的备件数量，而控制平台的开放性则可确保与第三方组件轻松集成。此外，在每台机器上使用的可视化及信息软件需实现标准化处理方式。
与下层现场传感和数据采集层及上层企业管理系统的纵向连接。从机器运行和能源使用到变量处理和材料使用，在生产过程的每个环节中，控制器、传感器及其它设备均会产生大量数据。来自生产车间的数据在几年之内就会在数量上超过公司产生的业务数据。即便是现在，也有大量的此类数据正在通过现场的PLC进行分析。当务之急乃是将所有来自各工厂运行系统不断剧增的数据与来自业务
应用的信息相结合，从而打造运营智能，尤其是远程维护解决方案和基于云技术的服务，以应对持续增加的围绕数据分析的服务需求。如远程状态监测可以对个别部件的运动进行分析或对整个驱动链实施在线连续监测。
