L’usine de l’industrie 4.0 repose sur des unités intelligentes : les machines coordonnent en toute autonomie des processus de fabrication, des robots de service coopèrent de façon intelligente avec l’humain pour le montage, des véhicules de transport sans chauffeur accomplissent de façon autonome des tâches de logistique. L’industrie 4.0 définit ainsi l’ensemble des phases de vie d’un produit : depuis son idée et son développement, en passant par sa fabrication, son utilisation et son entretien, et jusqu’à son recyclage.

Afin d’être connectés entre eux, les composants autrefois passifs de la chaîne de production tels que les outils, les machines ou les moyens de transport sont équipés d’« yeux et d’oreilles » (des capteurs) ainsi que de « pieds et de mains » (dits « acteurs ») numériques et pilotés de façon centralisée via des systèmes informatiques. Dans l’usine intelligente travaillent, par exemple, des conteneurs transmettant par liaison radio grâce à des capteurs des informations concernant leur identification individuelle, leur position et niveau de remplissage actuels, ce qui permet de les utiliser efficacement pour la production ou la logistique.

Ce qui rend possible l’usine intelligente, c’est le fait de pouvoir toujours produire des ordinateurs et des capteurs plus petits et moins chers et de disposer de connexions haut débit permettant d’échanger et d’analyser de grandes quantités de données plus vite et plus efficacement.