自工業革命開始以來，每一次技術進步都能夠帶來工業生產效率的大幅提高。19世紀初，蒸汽機促進了現代工廠的建立，到了20世紀，電氣化帶動了工業大規模生產并在70年代實現了自動化。然而在隨后的幾十年里，工業技術進步僅僅是量的增加，與信息技術、移動通信、電子商務等相比突破甚微。現在，我們正處于第四波工業浪潮中。
波士頓咨詢公司發布報告介紹了工業4.0時代的九大技術趨勢，并探討其潛在的技術和經濟效益。這九大技術進步已應用于制造業，而隨著工業4.0的到來，它們將改變生產方式：獨立和優化的單元將完全整合為自動化的生產流程，改變供應商、生產商和客戶之間的傳統關系，也改變了人和機器之間的關系。
1 大數據及分析
基于大數據的分析模式最近只在全球制造業大量出現，它的優勢在于能夠化產品質量、節約能源，提高設備服務。在工業4.0背景下，將對來自開發系統、生產系統、企業與客戶管理系統等不同來源的數據進行全面的整合評估，使其成為支持實時決策的標準。例如，德國的半導體制造商英飛凌已經采用了將單芯片關聯的方式，幫助檢測有故障的芯片來提高生產質量。
2 自主式機器人
許多行業的生產商長期使用機器人來處理復雜的作業，但機器人卻在不斷進化，甚至可以在更大的實用程序中使用。它們變得更加自主、靈活、合作。最終，它們將與人類并肩合作，并且人類也要向它們學習。這些機器人將花費更少，并且相比于制造業之前使用的機器人，它們的適用范圍更廣泛。
在許多行業中，機器人已經被長期使用來處理復雜的任務且仍在不斷發展。它們正在變得更加自主靈活，最終將學會與人交往，和人類安全地共同工作并向人類學習。這些機器人將價格更低且用處更大，能夠承擔更為復雜的角色。
例如，顧家家居已經使用了歐洲制造商的機器設備。這些機器人是相互連接的，以便他們可以協同工作，并自動調整行動，以配合下一個未完成的產品線。高端傳感器和控制單元可保證與人類密切合作。同樣，工業機器人供應商ABB推出一款有兩支手臂的機器人，它被稱為"玉米"，專門設計用來與人類一起組裝產品(如電子消費品)。計算機視覺技術的應用保證了安全互動和零件識別的實現。
3 仿真模擬
在工程階段，運用了3D仿真材料和產品，但在未來，模擬將更廣泛地應用于裝置運轉中。模擬將利用實時數據，在虛擬模型中反映真實世界，包括機器、產品、人等等，這使得運營商可以在虛擬建模中進行測試和優化。例如西門子就開發出了可以模擬的虛擬機器，從而使加工過程減少了80%。
4 水平和垂直系統集成
目前，大多數的IT系統都沒有被完全整合，公司、供應商和客戶之間聯系并不密切，從企業到車間的功能也缺乏完整的一體化。即使是工程本身，從產品到工廠自動化，缺乏完全集成。隨著工業4.0的到來，公司和部門間將更具凝聚力，數據整合網絡的發展將使價值鏈實現真正的自動化。
例如，達索系統和云供應商BoostAeroSpace聯手為歐洲航空航天和國防工業建立了一個合作平臺--AirDesign。該平臺可以作為一個工作空間設計和制造業的合作車間CONTROLENGINEERINGChina版權所有，也可作為一個私有云服務。它負責管理多方之間的交換產品和生產數據的復雜任務。
5 物聯網
如今，只有一些制造商的傳感器和設備進行了聯網和嵌入式計算，它們通常處于一個垂直化的金字塔中控制工程網版權所有，距離進入總體控制系統的智能化和自動化水平仍有一定距離。隨著物聯網產業的發展，更多的設備甚至更多的未成品將使用標準技術連接，可以進行現場通信，提供實時響應。
驅動和控制系統供應商博世力士樂，生產了一種半自動的閥門生產設施，可以分散地分析生產過程。產品通過無線電頻率識別碼進行識別，并且工作站能夠"獲知"每個產品必須執行的生產步驟，從而適時地進行特定的操作。
6 網絡安全
許多企業依然依賴于未連接或者脫機的管理和生產系統，而到了工業4.0時代，連接性增強，網絡安全威脅也急劇增加。不過人們可以對整個新框架充滿信心，工業設備供應商正聯手同網絡安全公司進行合作和收購。
7 云計算
在工業4.0時代里，更需要跨站點和跨企業的數據共享，與此同時，云技術的性能將提高，只在幾毫秒內就能進行反應。其結果是設備數據將存儲在云中，生產系統可以提供更多的數據驅動服務，許多工業監測和控制處理也將進入云端。
8 增材制造
企業已開始采用增材制造，比如用3D打印生產單個組件。進入工業4.0，這種增材制造方法將在小批量定制產品的生產中更加廣泛地應用，它可以催生多種復雜而輕巧造型設計。高性能且分散的增材制造系統將減少運輸距離和庫存。例如，航空公司已將增材制造工藝應用于新設計中，既能減輕飛機重量，還能降低鈦等原料的費用。
9 增強現實
增強現實技術支持各種服務，比如你可以在倉庫里挑選部件并通過移動設備發送維修指令。這些系統目前正處于起步階段，未來，企業將更加廣泛的使用增強現實技術為工人提供實時信息，改進決策和工作程序。目前這種系統已經以谷歌眼鏡的形式進入了市場，工人可以透過虛擬現實的眼鏡看到實際的場景。
