虽然各国的工业基础不同，所选取的实现路径不同，但是在对工业4.0的发展追求上是相同的，而且所面临的主要挑战也是相同的。其实通过对工业4.0的本质进行分析我们不难发现，工业4.0其实就是实现物理的生产加工过程，和数据化的信息交互、流通、影响的过程，在这个过程当中，工业生产的本质并没有发生变化，变化的主体在于加工的方式以及对数据的运用方式上。因此工业4.0真正面临的挑战都来自于信息化，也就是对数据的搜集、整合、分析、运用。不同于当前互联网对数据的运用和处理，工业4.0当中所面临的数据挑战是整体的、系统的。

挑战一，标准的制定。数据化的目标是实现智能化，而智能化的根本则在于一个统一而流畅的标准的制定。在当前的工业化体系当中，不同行业、不同领域、不同国家都有着不同的生产标准，最简单的案例，每个国家的家用电源接口都不同，由此衍生而来的是整个家用电器的生产标准都不同，所以根本不可能实现数据的全面搜集和整理。但是工业4.0本身是一个全球性的生产体系，其要求数据能够统一的流动和处理，这就要求必须建造一个全球通用的数据标准。其最大的困难在于当前标准的杂乱性，克服这个问题需要各个领域、各个国家和地区付出巨大的忍耐和牺牲。

挑战二，数据传输基础设施的建设。不论在任何领域，基础设施的建设都是投资大、回报缓慢的项目，而企业是没有能力去自发的完成基础设施建设的，这就需要国家内部、国家和国家之间进行统一的数据传输基础设施建设。困难在于，政治上的竞争性和敌对性使得这种世界范围内的数据传输基础设施很难实现。尽管当前的世界大国都有相同的意愿和想法，但是距离真正的实现还有很长的一段路要走。

挑战三，数据和工业融合关键技术的开发。互联网产业现在已经成为相当完备的产业体系，而制造业则更加成熟，阻隔在二者之间的就是数据和工业融合的关键技术，完成了这些技术的开发和运用，也就可以实现工业4.0的追求。但是关键技术的开发对于现代工业体系来说依旧是非常困难的，目前为止尚没有哪家企业能够顺利的完成这些关键技术的研发任务。同时被寄予厚望的互联网产业目前也没有真正的起到引领制造业发展的作用。

挑战四，数据运行的安全性。对于互联网来说，人们在使用互联网时候最大的隐忧就是个人信息泄漏的问题，其根本原因在于数据运行时候的不安全性。同样的问题也会出现在工业4.0的发展过程当中，既然生产、运行的全部是数据化的，那么数据的安全性就成为了工业4.0的一个重要挑战，如果不能确保生产数据的安全运行，那么不管是生产者，还是消费者，都会面临很大的利益损害，这将会从根本上动摇工业4.0的建立基础。

以上所叙述的是工业4.0建设过程当中将会面临的主要挑战，具有很强的共性，这是任何一个国家要实现工业4.0都必须面临的。但是除此之外，各国都还面临自身独有的挑战。对于中国来说，最重要的就是如何提升工业制造业整体质量的问题。归根结底，当前限制中国制造业迅速成长和信息化的问题在于制造业水平较低，如果中国不能在这方面加快步伐，那么实现工业4.0将会是一个遥遥无期的梦想。