未來的消費市場是瞬息萬變的，是以消費者的需求、喜好為導向。產品的生命週期縮短，出貨準備期程縮減，光是提高生產效率，提升品質不足夠應付未來的挑戰。工業4.0這個名詞是在2011年由德國政府所提出，而未來工廠的概念是整合自動化與資通訊產業，所有的子系統，包括研發、銷售、供應商、合作夥伴及管理人員都是透過電腦連線，所以改變參數的影響都可以經由模擬得到，也就是說產品的開發到製造的需求，產量，都可及早預知，整個流程都是完美無接縫的組合。今天的製造業，工廠裡的設備都內嵌傳感器以蒐集資料，並傳送出去，透過智慧化的網路將這些子系統連接起來，也就是網路實體整合系統(Cyber-Physical System, CPS)，透過人機介面，實體和虛擬世界整合為一。朝向未來的工廠的過程是演化式的進步達成的，因不同的企業在速度上有所差異，面臨的挑戰如下：(1)如何確保生產流程不會被中斷？(2)如何將產品開發，生產製造有效的整合起來？
報告中首先介紹工業4.0的未來與趨勢，接著我們談本研究解決程序問題的方案。工業4.0的進程從機械化，到電器化，再到網路數位化，及最進步的網際網路實體，不同領域，不同企業其所用的技術越來越模糊。未來工業產品愈來愈客製化，生產整合化，提供高品質服務生產趨勢決策也是運用即時資料作分析，未來的工廠有幾個特色：(1)智慧創新，群眾創新、虛擬實境、快速的雛形建立等。(2)網路連線的供應鏈。(3)智慧建築(為自動化而打造)可作為接單，製造中心，同時也很節能環保。(4)智慧配送，智慧移動，可作為運籌管理中心，貨物的處理、包裝、檢貨、銷售等。(5)智慧政府，電子化政府、課稅、海關、關稅、處理費用等法規的符合，以及汙染排放管理。(6)整合客戶、運送、製造、政府於一體。
未來工廠需要的人才包含各個領域，硬體、軟體、理論的人才都需要硬體如機械、自動化、機電學、微電子、資訊安全、軟體如文件管理、整合、客戶資料處理、營運資料、教育訓練資料等。許多相關的技術事實上均已存在，如數位網路感應器、控制元件、雲端運算、整合軟體，但目前最欠缺的是標準化的建立。解決做法可從一個參考的架構逐漸地轉換到標準化的系統，其過程可納入企業流程、技術流程，並且跨越產業、機器、製造商的界線，更重要的是符合法規。工業4.0小組所制定的參考架構可作為先導工廠模型，考量使用者案例，及個別廠商的需求，將之整合成一個有效率的實作系統(標準化)。參與工業4.0的企業有四大類：(i)跨國的技術公司；(ii)跨國的資通訊公司；(iii)專屬產品市場的製造商；(iv)工廠設計合約商。工業4.0目前還不是可買的產品，而是一個概念，但是工業4.0需要一些已經成熟的產品，如電腦輔助設計，工廠自動化管理，製程模擬系統，RFID，感應器等。工業4.0需要整合這些成熟產品成為一個標準化的系統。未來工廠包含有九項特色：(i)完全數位化；(ii)組織和作業結構重新設計；(iii)人力資源素質提高；(iv)機器設備和後勤支援密切配合；(v)價值鏈重新設；計；(vi)商業模式與營收模式的重新設計；(vii)稅務的問題；(viii)網路安全；(ix)符合法規。產品規劃，產品的開發，工廠生產計畫，生產、運籌管理一氣呵成，無縫接軌。從市場分析、調查，產品的想法概念，產品的開發，生產及供應鏈，運送貨物，售後服務流程與結構重新調整。各式各樣的人才都需要包含：(1)跨領域專家，具備資通訊知識、生產程序、後勤支援等；(2)工作流程規劃，包括控制、分析、排程；(3)高複雜度的管理，解決問題的能力、學習態度，以及高度彈性；(4)短期工人應付突發的不可預期活動。應付客製化的要求，創新產品週期的縮短都需要有靈活的生產程序，根據即時的資訊，動態的轉換流程。內部後勤作業全部自動化，整個供應鏈包含銷售、運送的各個面向，除此之外，產品運送的狀態，生產過程如有錯誤均可立即回報。
產官學研外部的資源均可用於研究，並且讓客戶參與產品設計，產品的生產程序設計，整合內部的人力、資訊，並且將供應商納入數位流。數位化之後，商業模式往往需要改變、調整。商業模式必需快速調整以應付競爭者。在製造業而言就是要確認改變的動機，產業的走向，以及確認重大技術的出現。如何在稅務方面做最佳的安排以避免高額的納稅額，例如在智財權的分配。數位化之後很難確認服務的地點，通常是決定於那些地方產品的價值增加。所得稅、附加價值稅通常很難決定，尤其是參與人員分散在各地。有組織的犯罪、駭客、內部攻擊，均有可能發生，即時的掌握情資均有助於分辨攻擊的目的、動機，破壞的方式與影響。未來工廠所面臨的法規問題包含智慧財產權、知識管理、人事僱用法規、授權模式、貿易法規、責任義務規定等。總而言之，未來的工廠勢在必行，其最主要的原因可歸納如下：(1)產品生命週期的縮短；(2)產品的多樣化；(3)全球化的競爭；(4)智慧創造的提升；(5)彈性與速度的需求；(6)效率與品質的提高；(7)商業模式的改變以及解決問題為導向的服務。