工业4.0中的智能制造处处与软件技术相关联。工业4.0本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”。
在生产设备层面，通过嵌入不同的传感器进行实时感知。通过宽带网络，通过数据对整个过程进行精确控制;在生产管理层面，通过互联网技术、云计算、大数据、宽带网络、工业软件、管理软件等一系列技术构成服务互联网，实现物理设备的信息感知、网络通信、精确控制和远程协作。
工业软件，是指专门为工业领域所使用的软件，大致可以分为两类：
一类是植入到硬件产品或生产设备之中的嵌入式软件，它可以细分为操作系统、嵌入式数据库和开发工具、应用软件等，他们被植入硬件产品或生产设备的嵌入式系统之中，达到自动化、智能化的控制、监测、管理各种设备和系统运行的目的，对应工业4.0中生产设备中的应用。
另一类则是对生产制造进行业务管理的，各种工业领域专用的工程软件。例如，产品生命周期管理系统(PLM)，从产品研发、产品设计、产品生产、流通等各个环节对产品全生命周期进行管理;各种计算机辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)、辅助分析(CAE)、辅助工艺(CAPP)、产品数据管理(PDM)等实现生产和管理过程的智能化、网络化管理和控制，对应工业4.0中生产管理中的应用。
所以说，工业4.0将工业软件提升到了前所未有的高度。工业4.0将各种工业软件充斥到制造流程之中，从供应链管理、产品设计、生产管理、企业管理等四个维度，提升“物理世界”中的工厂/车间的生产效率，优化生产工程。工业4.0中囊括了PDM(生产数据管理)、SCM(产业链管理)、PLM(产品生命周期管理)、CAD(计算机辅助设计)等软件系统以及数据处理系统，能够将分散的各种信息汇总分析，从而解决产品生命周期的不断缩短、物流交货周期的不断加快以及客户定制要求的多样化的问题，为制造工艺带来决定性的影响。
如果从任意一个纬度来看工业4.0，都有可能是完全不同的结果。但是，无论从哪个纬度，信息处理的关键点“信息”与物理现象的关键点“网络”之间的连接处都是“工厂/车间”。因此，“信息物理系统”作为实体的操作设备，其作用是对于任何纬度的定位都是对等的，其接续性是特定的前提。
同时，工业4.0时代，每一个产品将承载其整个供应链和生命周期中所需的各种信息，实现追踪溯源。每一个生产设备将由整个生产价值链所继承，实现自律组织生产。智能工厂灵活决定生产过程，不同的生产设备既能够协作生产，又可以各自快速地对外部变化做出反应……归根到底，这些都是软件技术应用的结果。
可以说，工业软件技术支撑了绝大部分的生产制造过程。全球正在出现以信息网络、智能制造为代表的新一轮技术创新浪潮。而在这一浪潮中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的领域和业态。创造新价值的过程也因软件系统而发生改变，产业链分工将被重组。这个新型的产业链将使制造业不再仅仅是硬件制造的概念，而将更多地融入软件技术、自动化技术、现代管理技术与新的服务模式。
从第一次工业革命到第三次工业革命，机器也经历了从“零件定义机器”到“软件定义机器”的过程。
从机器本身的定义来看，它是是由各种金属和非金属部件组装成的装置，消耗能源，可以运转和做功。最初只有带有动力的工具、让零部件运动起来的才能归类为机器，而电子的出现改变了机器定义，没有零部件运动的设备也可以被认为是机器。机器零部件，从百年前的钢铁或金属零件，逐渐变成了电气控制元器件，再变成了模拟电子元器件，再变成数字电子元器件(如芯片)，最后变成了由软件来执行部分机器功能的装置。
现代机器已经脱胎换骨，包含各种新型“零部件”，而软件就是嵌入在金属之中的“思想者”、“统治者”与“定义者”。我们今天所讨论的主题，就聚焦在工业软件。工业软件是在工业领域里应用的各种软件，可以分为机械自动化、生产自动化、企业管理信息化等不同的大门类，也可以按用途分为CAX、ERP、PLM、MES、OA、EB、MRO等。作为新形态的零部件，工业软件发挥了关键作用，在由计算机变形发展出来的各种工控编程器、工业计算机、嵌入式设备、各种测试仪器、医疗仪器、电视、广播、娱乐设备，以及以及手机、平板电脑、可穿戴设备、VR/AR等各种智能硬件中，软件“体量”从几十行代码到几十万行代码不等，如果没有软件支撑，上述设备已经无法运行。
智能系统的五个典型特征，可以提炼为状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升。
状态感知是能准确感知系统外部工况，如市场、客户、输入的实时运行状态;
实时分析是对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的推理与分析;
自主决策是根据数据分析的结果，按照设定的规则，自主做出选择和判断;
精准执行是对外部需求、企业运行状态、研发或生产等做出快速应对;
学习提升是在系统运行和反复执行的过程中，不断通过深度学习而提升系统智能。
对于基于科学效应而构成的初级智能系统，只需要具备状态感知→自主决策→即刻执行的能力。基于计算内核而构成的恒定智能系统，需要做到状态感知→实时分析→自主决策→精准执行。而基于人工智能而构成开放智能系统，除了状态感知→实时分析→自主决策→精准执行之外，还要能做到不断地学习提升，像alphaGO一样。
各种机器、设备、产品或管理系统都是人造系统，实践表明，人造系统正在不断走向智能化。人造系统走向智能化有三个基本路径：
第一，数字化一切可以数字化的事物。基本做法是在物理设备中嵌入数字化计算内核。从研发手段、管理手段、服务手段等环节的数字化，发展到产品、设备本身的数字化。各种芯片、传感器、智能微尘等都形成数字化计算内核(嵌入式系统)，把各种芯片、传感器、智能微尘等嵌入式系统，嵌入到设备、产品或管理系统中。
第二，网联一切可以联接的事物。基本做法是把不同要素以网络形式联接起来。首先是物质(机械，如螺栓、导线)联接，其次是能量(物理场，如传感器、WiFi)联接，然后是信息(数字，如比特)联接，最终是意识(生物场，如意识)联接。在联接范围上，要从局部的、阶段性的信息集成，发展到全企业、全产品生命周期的信息集成。从企业内部的信息(集成)联接，发展到与外部供应商、合作伙伴、客户等的信息联接。从软件和数据之间的(集成)联接，发展到与物理设备之间的联接，让其变身成为可以入网的“终端”。最终发展到人、机、物的全面联接。
第三，加速知识流动，形成知识泛在。基本做法是把人的思维过程与思考结果沉淀成为知识和算法，知识和算法嵌入芯片，芯片嵌入硬件(嵌入式系统)，硬件嵌入物理设备。万物互联，是形成智能的基础与前提。最终形成智能的关键在于数据的有序、自由的流动。数据承载了信息，信息承载了知识，知识触发和形成了智能。当网络无处不在、知识在任何场景下以数字化形式调用(知识泛在)式，则可以形成：用尽可能多的数据流动与尽可能少的成本物耗来满足个性化定制的需求。智能制造的实质，就是快速、高质量、低成本的大批量定制。
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