Der Güterwagen 4. 0 ist ein aktiver, kommunikativer Güterwagen „der Zukunft“. Es finden neben einer Überwachung des aktuellen Zustandes auch Rückschlüsse auf die Zukunft mittels Sensoren zur vorausschauenden Instandhaltung statt. Weiterhin kann er physisch bei der Zugvorbereitung und -trennung helfen. Die Unterstützung der Zugvorbereitung ist vor allem im Bereich automatische Bremsberechnung und Bremsprobe, aber auch bei der Zugzusammenstellung geplant. Dadurch wird die Zeit der Zugvorbereitung deutlich verkürzt. Dafür werden einerseits Sensoren und Aktoren am Wagen angebracht, andererseits auch eine Stromversorgung und ein Bordrechner mit Betriebssystem.
Als Basis soll jeder Güterwagen 4.0 eine Stromversorgung zur Versorgung von Sensorik, Aktorik und Kommunikation bekommen. Diese sorgen für eine Kommunikation der Wagen untereinander, zum Bediener und zur Cloud. Wagen verhalten sich untereinander sozial, erkennen einander und tauschen bei Kupplung relevante Informationen aus. Ebenso wird die Sensorik und Aktorik der folgenden Stufen mit Spannung versorgt.
Darauf aufbauend wird in Stufe zwei eine Aktorik für Endabsperrhähne, Handbremse und Bremsart angeschlossen. Diese sorgt für eine Automatisierung der Bremsbedienung inklusive Einstellen von Bremsart, Endabsperrhähnen und Handbremse. Diese werden zur Ermittlung von Bremsfähigkeit von Wagenzügen (incl. Lok) benötigt und ermöglichen eine automatische Bremsprobe. Während der Zugfahrt bleibt eine Abschaltung des Systems bei bleibender Bremsfähigkeit vollständig möglich.
Die gesellschaftliche Relevanz wurde in der Motivation bereits kurz angesprochen. Im Rahmen der Klima- und Energiewende soll der Endenergieverbrauch um 10 % (2020) bzw. 40 % (2050) gegenüber 1995 im Güterverkehr reduziert werden. Die Bahn hat den geringsten spezifischen Energieverbrauch der Güterverkehrsträger. Die Rufe nach „mehr Güterverkehr auf der Schiene“ werden lauter, können aber nur wirtschaftlich sinnvoll umgesetzt werden. Eine Möglichkeit dazu bereits ohne Vollausstattung sämtlicher Güterwagen einen Mehrwert zu schaffen ist der Güterwagen 4.0.