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工業4.0中的智能制造處處與軟件技術相關聯。工業4.0本質是基于“信息物理系統”實現“智能工廠”。在生產設備層面，通過嵌入不同的傳感器進行實時感知。
通過寬帶網絡，通過數據對整個過程進行精確控制;在生產管理層面，通過互聯網技術、云計算、大數據、寬帶網絡、工業軟件、管理軟件等一系列技術構成服務互聯網，實現物理設備的信息感知、網絡通信、精確控制和遠程協作。
工業軟件，是指專門為工業領域所使用的軟件，大致可以分為兩類：
一類是植入到硬件產品或生產設備之中的嵌入式軟件，它可以細分為操作系統、嵌入式數據庫和開發工具、應用軟件等，他們被植入硬件產品或生產設備的嵌入式系統之中，達到自動化、智能化的控制、監測、管理各種設備和系統運行的目的，對應工業4.0中生產設備中的應用。
另一類則是對生產制造進行業務管理的，各種工業領域專用的工程軟件。例如，產品生命周期管理系統(PLM)，從產品研發、產品設計、產品生產、流通等各個環節對產品全生命周期進行管理;各種計算機輔助設計(CAD)、輔助制造(CAM)、輔助分析(CAE)、輔助工藝(CAPP)、產品數據管理(PDM)等實現生產和管理過程的智能化、網絡化管理和控制，對應工業4.0中生產管理中的應用。
所以說，工業4.0將工業軟件提升到了前所未有的高度。工業4.0將各種工業軟件充斥到制造流程之中，從供應鏈管理、產品設計、生產管理、企業管理等四個維度，提升“物理世界”中的工廠/車間的生產效率，優化生產工程。
工業4.0中囊括了PDM(生產數據管理)、SCM(產業鏈管理)、PLM(產品生命周期管理)、CAD(計算機輔助設計)等軟件系統以及數據處理系統，能夠將分散的各種信息匯總分析，從而解決產品生命周期的不斷縮短、物流交貨周期的不斷加快以及客戶定制要求的多樣化的問題，為制造工藝帶來決定性的影響。
如果從任意一個緯度來看工業4.0，都有可能是完全不同的結果。但是，無論從哪個緯度，信息處理的關鍵點“信息”與物理現象的關鍵點“網絡”之間的連接處都是“工廠/車間”。因此，“信息物理系統”作為實體的操作設備，其作用是對于任何緯度的定位都是對等的，其接續性是特定的前提。
同時，工業4.0時代，每一個產品將承載其整個供應鏈和生命周期中所需的各種信息，實現追蹤溯源。每一個生產設備將由整個生產價值鏈所繼承，實現自律組織生產。智能工廠靈活決定生產過程，不同的生產設備既能夠協作生產，又可以各自快速地對外部變化做出反應……歸根到底，這些都是軟件技術應用的結果。
可以說，工業軟件技術支撐了絕大部分的生產制造過程。全球正在出現以信息網絡、智能制造為代表的新一輪技術創新浪潮。而在這一浪潮中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的領域和業態。創造新價值的過程也因軟件系統而發生改變，產業鏈分工將被重組。這個新型的產業鏈將使制造業不再僅僅是硬件制造的概念，而將更多地融入軟件技術、自動化技術、現代管理技術與新的服務模式。
從第一次工業革命到第三次工業革命，機器也經歷了從“零件定義機器”到“軟件定義機器”的過程。
從機器本身的定義來看，它是是由各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置，消耗能源，可以運轉和做功。最初只有帶有動力的工具、讓零部件運動起來的才能歸類為機器，而電子的出現改變了機器定義，沒有零部件運動的設備也可以被認為是機器。機器零部件，從百年前的鋼鐵或金屬零件，逐漸變成了電氣控制元器件，再變成了模擬電子元器件，再變成數字電子元器件(如芯片)，最后變成了由軟件來執行部分機器功能的裝置。
現代機器已經脫胎換骨，包含各種新型“零部件”，而軟件就是嵌入在金屬之中的“思想者”、“統治者”與“定義者”。我們今天所討論的主題，就聚焦在工業軟件。 工業軟件是在工業領域里應用的各種軟件，可以分為機械自動化、生產自動化、企業管理信息化等不同的大門類，也可以按用途分為CAX、ERP、PLM、MES、OA、EB、MRO等。
作為新形態的零部件，工業軟件發揮了關鍵作用，在由計算機變形發展出來的各種工控編程器、工業計算機、嵌入式設備、各種測試儀器、醫療儀器、電視、廣播、娛樂設備，以及以及手機、平板電腦、可穿戴設備、VR/AR等各種智能硬件中，軟件“體量”從幾十行代碼到幾十萬行代碼不等，如果沒有軟件支撐，上述設備已經無法運行。
智能系統的五個典型特征，可以提煉為狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行、學習提升。
狀態感知是能準確感知系統外部工況，如市場、客戶、輸入的實時運行狀態;
實時分析是對獲取的實時運行狀態數據進行快速、準確的推理與分析;
自主決策是根據數據分析的結果，按照設定的規則，自主做出選擇和判斷;
精準執行是對外部需求、企業運行狀態、研發或生產等做出快速應對;
學習提升是在系統運行和反復執行的過程中，不斷通過深度學習而提升系統智能。
對于基于科學效應而構成的初級智能系統，只需要具備狀態感知→自主決策→即刻執行的能力。基于計算內核而構成的恒定智能系統，需要做到狀態感知→實時分析→自主決策→精準執行。而基于人工智能而構成開放智能系統，除了狀態感知→實時分析→自主決策→精準執行之外，還要能做到不斷地學習提升，像alphaGO一樣。
各種機器、設備、產品或管理系統都是人造系統，實踐表明，人造系統正在不斷走向智能化。人造系統走向智能化有三個基本路徑：
第一，數字化一切可以數字化的事物。基本做法是在物理設備中嵌入數字化計算內核。從研發手段、管理手段、服務手段等環節的數字化，發展到產品、設備本身的數字化。各種芯片、傳感器、智能微塵等都形成數字化計算內核(嵌入式系統)，把各種芯片、傳感器、智能微塵等嵌入式系統，嵌入到設備、產品或管理系統中。
第二，網聯一切可以聯接的事物。基本做法是把不同要素以網絡形式聯接起來。首先是物質(機械，如螺栓、導線)聯接，其次是能量(物理場，如傳感器、WiFi)聯接，然后是信息(數字，如比特)聯接，最終是意識(生物場，如意識)聯接。在聯接范圍上，要從局部的、階段性的信息集成，發展到全企業、全產品生命周期的信息集成。
從企業內部的信息(集成)聯接，發展到與外部供應商、合作伙伴、客戶等的信息聯接。從軟件和數據之間的(集成)聯接，發展到與物理設備之間的聯接，讓其變身成為可以入網的“終端”。最終發展到人、機、物的全面聯接。
第三，加速知識流動，形成知識泛在。基本做法是把人的思維過程與思考結果沉淀成為知識和算法，知識和算法嵌入芯片，芯片嵌入硬件(嵌入式系統)，硬件嵌入物理設備。萬物互聯，是形成智能的基礎與前提。
最終形成智能的關鍵在于數據的有序、自由的流動。數據承載了信息，信息承載了知識，知識觸發和形成了智能。當網絡無處不在、知識在任何場景下以數字化形式調用(知識泛在)式，則可以形成：用盡可能多的數據流動與盡可能少的成本物耗來滿足個性化定制的需求。智能制造的實質，就是快速、高質量、低成本的大批量定制。
軟件讓知識載體和思考載體發生了改變，幾只小小的芯片，就可以運行和存儲百萬行的軟件代碼。軟件成為了知識的最佳載體，把原本需要人思考的過程和使用的知識/數據等都錄入了計算機，按照人的思路和意志來進行處理，由此而最大限度地存儲和延伸了人類的知識與智能。
軟件也重構了知識，形成知識泛在，軟件本身就是人類知識的數字化結果，軟件中所有的語句、函數、算法，所有的數據的輸入與輸入的時間與地點的選擇，都是人腦思維過程中經常使用到的各種知識的顯性表達。
軟件實際上已經對其所承載的知識，在使用過程中，進行了全方位的重構。重構后的新形態知識，可以藉由互聯網而跨越時空來傳播使用，并且由此而極大地增值。例如，一組產品設計數據，可能是網絡上不同地方的多個團隊/多個人協同生成，又被其他地方的多個團隊/多個人優化和修改，然后發送到多個工廠去生產，或者發送給某個工作坊去做3D打印。
軟件是一種以模仿為目的、很容易進行分布式部署并且很容易復制其工作模式的工具。今天計算機上所有的模仿、仿真與虛擬，都是軟件所致。在工業界，人們用軟件來模仿和增強人的行為方式與體驗方式。在信息界，最早的模仿是模擬人腦的思考模式，由此而產生了人工智能。
軟件能為數據增值，任何小數據/工業大數據，都依賴軟件發揮作用。數據本身既是軟件中的一部分，也是輸入與輸出。因為軟件，數據已經成為企業的戰略資源，成為了為工業軟件賦能的新能量、新原料。
軟件本身也是一個高速發展的領域，從個人軟件小程序時代，發展到軟件設計時代，再發展今天的軟件工程時代，軟件自身在不斷進化。其具有不限時空的可編輯性，不可見(隱性)的特點，將工業文明積累的知識、最佳實踐、數學成果、思維模式嵌入軟件，能讓軟件具有相對的權威性。圖示化的界面使得軟件具有良好的交互性，在許可的權限下，任意復制和部署。此外，軟件是一個“準智能體”，正在智能化的過程中。
舉一個工業軟件關聯設計的例子。過去，飛機外形在風洞試驗的持續優化過程中，常常需要做一些小幅度的外形更改調整，引發內部所有有關聯的結構件跟著改變。手工修改，非常麻煩。解決方案就是關聯設計：通過定義飛機設計總體參數及傳遞上下游和各專業之間接口關系的骨架模型，實現設計信息的有效傳遞和控制。
飛機外形一變，引發骨架模型的相應變更，設計軟件基于特定算法，可以自動檢測到裝配關系上不匹配的零部件，并經過分析計算之后，做出自適應的更改，自動引導大約60%以上的相關結構件的自動變化，這就是一種典型的智能設計。
軟件也為機器設備增值，機器發展到今天，包括以智能硬件形式存在的機器，沒有軟件，就是啞設備、笨設備，就無法工作。機器的價值，從衡量零部件的多少與精度，發展到同時衡量電路的多少與靈敏度，再發展到衡量芯片的多少，今天發展到衡量軟件代碼的多少與可靠度。
同樣體積、重量的機器，已經比過去多了千百倍的知識含量，大大提高了現代機器的價值。機器中軟件含量越高，機器的價值越高，改動幾行代碼，就可以改變機器的功能。機器也在走向智能化的路途中。
軟件還為管理過程增值，軟件將企業的管理制度、作業規范、質量細則都嵌入了軟件本身。比如質量階段前移，極大地提高了產品質量，管理規范嚴格，極大地擴展了管理的廣度與深度。軟件使得管理模式上發生了根本性的變化，從以人管人，變成了用軟件中的制度管人。軟件管理了過去無法管理的很多企業行政事務。
當然，由于自身限制，軟件也是優缺點并存的。容易部署，也容易被復制;容易進入，也容易被破解;容易編輯，也容易被感染;容易運行，也容易被干擾。開發過程長，屬于高智力工作(募集人才不易)，需要進行測試、維護、升級等。
多數、多類軟件的知識產權不掌握在中國企業。如果以發展演進的觀點看待工業軟件，現在的工業軟件還相當不智能，亟待轉型與升級。工業軟件在技術模式與商業模式上并非是最先進模式，軟件廠商應該向智能服務供應商轉型。
