La industria manufacturera continúa sufriendo de ineficiencia, precios excesivamente altos e incertidumbre sobre la calidad del producto. Esta afirmación sigue siendo precisa a pesar del uso creciente de la automatización y la influencia significativa de la Industria 4.0 y la IA en las operaciones industriales. Esta revisión detalla un análisis extenso de un cuerpo sustancial de literatura sobre inteligencia artificial (IA) e Industria 4.0 para mejorar la eficiencia del procesamiento de materiales en la manufactura. Este documento incluye un resumen de información clave (es decir, diversas herramientas de entrada, contribuciones y dominios de aplicación) sobre el sistema de producción actual, así como un estudio en profundidad de los logros relevantes realizados hasta ahora. Las principales áreas de atención fueron la manufactura adaptativa, el mantenimiento predictivo, la optimización de procesos impulsada por IA y el control de calidad. Este artículo resume cómo las tecnologías de la Industria 4.0, como los Sistemas Ciberfísicos (CPS), el Internet de las Cosas (IoT) y el análisis de grandes datos, se han utilizado para mejorar, supervisar y monitorear las actividades industriales en tiempo real. Estas técnicas ayudan a aumentar la eficiencia del procesamiento de materiales en el proceso de manufactura, basándose en investigaciones empíricas realizadas en diferentes sectores industriales. Los resultados indican que tanto la Industria 4.0 como la IA ayudan significativamente a aumentar la eficiencia y productividad del sector manufacturero. La cuarta revolución industrial fue formada por la IA, la tecnología, la industria y la convergencia a través de diferentes dominios de ingeniería. Basado en el estudio sistemático, este artículo explora críticamente las principales limitaciones e identifica perspectivas potenciales que son prometedoras para expandir enormemente la eficiencia de las fábricas inteligentes del futuro al fusionar la tecnología de la Industria 4.0 y la IA.