自工業革命以來，科技進步大幅推動了工業生產力的發展。蒸汽機的出現給19世紀工業革命提供了人力無法企及的物理動能。20世紀初，電力的普及讓大規模制造成為可能。20世紀70年代，制造自動化技術讓工業生產力大幅提升。然而，此后制造業技術的發展卻放慢了腳步，與IT、移動通信和電子商務等劃時代的創新相比，近30年工業技術并沒有取得突破性的進展。
如今，我們終于迎來了第四波工業創新浪潮：工業4.0以9項數字化工業技術為基礎的變革。在這次工業轉型中，傳感器、機器和IT系統將跨越單一企業在整條價值鏈上融合到一起。這種相互連接的系統（也稱為智慧整合感控系統）通過標準的互聯網協議進行互聯，收集分析相關數據，預判錯誤，不斷進行自我調整，從而適應不斷變化的環境。
工業4.0包含9大支柱技術，其中很多已經應用在制造業中，但工業4.0將這些技術整合到一起，成為完整的生產流程，提升效率，進而改變供應商、制造商和消費者之間的關系，以及人與機器之間的關系。
大數據分析
在制造業領域，基于海量數據的分析方興未艾，但它已經能幫助企業優化生產質量、節省能源并改進設備服務。在工業4.0的環境下，對不同數據源（生產設備和系統以及企業和客戶管理系統等）進行收集和分析將成為未來企業進行實時決策的標準配備。
自動機器人
很多行業制造商已經廣泛采用機器人完成復雜的生產任務，但今天的機器人技術則變得更加強大。它們變得更加靈活且智能。最終，這些機器人之間不但可以互通互聯，更可以安全地與人類一起工作，甚至從人類身上學習新的技能。這些新機器人不但在性能上遠超今天的工業機器人，更大大降低了成本。
模擬技術在工程設計領域，不少公司都采用了3D模擬技術來設計產品的結構和材料。未來，模擬技術將在工廠運營中擴展到更廣的范圍。人們可以用實時數據來模仿包括機器、產品和人在內的物理世界，將新產品放入虛擬的生產環境中。在進行實際生產前，公司可以對這些新產品進行測試和優化，從而減少設備裝配調試的時間并提高產品質量。
水平和垂直系統整合
隨著工業4.0的發展，公司、部門和職能將成為更加緊密的整體，一條橫跨公司的數據網絡將讓價值鏈真正實現自動化。
工業物聯網
隨著物聯網時代的到來，越來越多的設備，甚至包括一些半成品，都將裝備嵌入式計算技術，并通過標準技術實現互聯。屆時，身處不同地理位置的產品設備將能進行互動和溝通，并由中央處理器集中控制。物聯網將實現決策的去中心化，互聯設備能進行自動分析和決策，對環境變化進行實時反應。
網絡安全
隨著工業4.0的到來，原先相互隔絕的設備將以統一協議相互連接，工業系統和生產線將連接成一體。屆時，保護關鍵工業系統和生產線免受網絡安全威脅的需求將大幅提高。安全可靠的網絡通信以及身份辨別和接入管理系統將變得至關重要。
云計算
隨著工業4.0的到來，越來越多與生產相關的任務需要更多的跨地域和跨公司的數據分享。與此同時，云技術的性能也會不斷增強，使反應速度達到幾毫秒。機器數據和功能將逐漸遷移到云端，越來越多的生產系統數據服務也會應運而生。未來，檢測和控制生產流程的系統也會搬到云端。一些制造執行系統供應商已經開始提供云端服務解決方案。
增材制造
隨著工業4.0的到來，增材制造將會廣泛地應用到小批量生產定制產品上，帶來諸如復雜或超輕量的設計等結構優勢，高性能、去中心化的增材制造系統將降低產品的物流成本和庫存。
增強現實技術
增強現實系統可以在很多方面協助工人生產，例如通過手持設備挑選倉庫中的配件或發送維修指令。這些系統目前還處在實驗階段，但未來這些技術將為工人提供實時信息，幫助他們進行實時決策，改善生產流程。例如，未來工人可以裝備增強現實眼鏡等設備。當他們檢查一臺設備時，計算機就將故障原因和維修指南發送到工人的眼鏡上。另一種應用是虛擬訓練系統。工業4.0可以在不同的機器之間收集和分析數據，可以讓生產的速度更快、靈活性更強且效率更高，從而提升產品質量并降低生產成本。它將大大提升制造業生產力，進而推動經濟轉型和產業發展，并改進勞動力就業結構，最終改變公司乃至國家之間的競爭格局。
工業4.0將為創新的生產制造商、系統供應商和整個地區帶來巨大機遇。它也會對那些遲遲不愿行動的落后者帶來威脅。隨著商業模式、經濟模式和技術需求的轉變，我們將在公司和地區的競爭格局中迎來巨大的變革。
