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在德國，工業革命是如此認定劃分的：
第一次，機械化。從18世紀末開始，蒸汽機逐步取代人力。
當時，機器采用集中動力驅動，動力從上空的動力軸通過皮帶傳給機器。
機械制造，之前已開始有分工，但直到采用新動力方式，才開始如今天的形態。
機床制造，作為一個行業，最早從英國開始。“Made in Germany”就是當年英國人在德國人造的機床上貼的(作為劣質品的)警告標志。
第二次，流水線生產。始于1913年美國人福特采用流水線制造汽車，規格化生產，成本大大下降，價格從850US$降到370US$。但同時也大大地放棄了個性化。
機器和流水線開始逐步由電驅動，更易控制。
第三次，自動化。始于1974年。當時在德國一個小地方(Neuhausen im Enzkreis)的一個小企業(Klaschka GmbH)研發出了由集成電路制成的PLC(可編程邏輯控制器)。控制邏輯，相對繼電器組成的控制器，可以更方便更靈活地更換修改，邁出了微處理器控制工業應用的第一步。但當時正值冷戰，沒有人想到這個小東西會對工業生產帶來如此大的變化，以致值得稱之為革命。以后，硬件水平、集成度不斷提高，采用了C語言和更高級的編程語言，不僅可以描述簡單的與或邏輯關系，還可以描述各種復雜的控制策略(PID、自適應、自學習等等)，現在已被廣泛使用，幾乎無處不在。
一個典型的例子是汽車工業。在上世紀八十年代末，美國麻省理工學院完成的一項耗資500萬US$的調研報告“改變了世界的機器”說，日本汽車工業之所以能在20年里搶占世界三分之一市場，除了“苗條”(零庫存)工廠外，最重要的一點是因為廣泛實現了裝配自動化，機器人輔助的裝配大幅度地提高了質量與生產率，因此，今后美國和歐洲的汽車工業很難與之競爭。但是，德國的汽車工業挺住了，其中一個原因就是，德國的機器人中都裝有PLC，程序可以靈活地不斷更換改進。
而第四次工業革命的目標則是工廠智能化Intelligente Fabrik(Smart Factory)。
中心：讓網絡技術進入制造業。
背景：今后制造業將面臨的形勢——緊缺的資源、能源轉變、員工年齡結構改變、全球化。
技術基礎：網絡和空間分布系統、順暢的通訊，寬帶速度達7000Mbit/s。
特點：靈活易變、高資源效率、考慮人類工程學、以及使企業與顧客、業務伙伴最緊密地
結合。
設想的變革大致在以下幾個方面。
1) 生產工藝與信息技術融合
目前所說的數字化工廠，首先強調的是生產計劃數字化和大量使用各種計算機輔助技術：CAD、CAM、CIM、PPS(生產計劃控制系統)、PDM、DMU(數字試驗模型)、PLM(產品生命周期管理)，等等，較多地是基于一個相對固定、由上而下的生產集中控制系統。而新的革命強調的則是分散，降低集中控制度，增加生產設備的自主控制，把分散的自主的智能化的制造設備，通過網絡的形式緊密地聯接在一起，具有更開放，更積極通訊的系統結構，更具動態性和靈活性，從而能發掘出更多優化的可能，估計可以提高生產效率 30%。其中，CPS 將起一個核心的作用。
CPS——Cyber-Physical System，網絡實體融合控制系統是一個由傳感器、控制電腦、執行器以及網絡組合的控制系統。
目前在某些領域，例如航空、汽車、化工生產、基礎建設、能源、健康、制造、交通控制、娛樂和消費性電子產品等等，已出現了類似于 CPS 的電子組合控制系統，但這些系統目前通常都是嵌入式系統，比較強調其運算控制能力，CPS 則更強調實體裝置和電腦網絡的連結。
CPS 是借用技術手段實現人的控制在時間、空間等方面的延伸，本質就是人、機、物的融合。所以，也被稱為人機物融合系統。
2)產品個性化
生產高度靈活的工廠可以迎合顧客對產品個性化、多樣化、不斷改變的要求，可以通過現代化的手段，以大批量生產的成本，制造批產量 1 的產品。從某種意義上說，回到了第一次工業革命之前。顧客與工廠頻繁交流溝通，不僅在訂合同前，而且在下訂單后、設計、加工、裝配、調試階段。因此，顧客甚至可以在產品生產過程中改動他的訂單細節。
力士樂泵廠，雖說年產 100 萬臺以上，但十幾個大類，每類有十幾個規格，每個規格的變量功能有十幾種，不同的限壓、恒功率值等等要設定。因此，最終產品好幾萬種，每批量并不很多。靈活多變的管理是極其重要的。
3)生產人性化
通過工廠智能化，更多的員工可以有靈活的工作時間，因此工作更安心了。
利用網絡，生產可以分散，從而可以分散能量供應。
利用網絡，員工可以就近，甚至在家里上班。他們問道，如果大量員工每天長途開車上班，到廠里再花很大力氣節能減排，又有多大實際意義呢?
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