隨著物聯網、大數據和移動應用等新一輪信息技術的發展，全球化工業革命開始提上日程，工業轉型開始進入實質階段。作為工業4.0的最大題,智慧工廠可謂貫穿產業升級全過程,到底什么是智慧工廠？本文對智慧工廠進行了詳細的解讀和分析。

智慧工廠簡介

智慧工廠是現代工廠信息化發展的新階段。是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網的技術和設備監控技術加強信息管理和服務；清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、及時正確地采集生產線數據，以及合理的生產計劃編排與生產進度。并加上綠色智能的手段和智能系統等新興技術于一體，構建一個高效節能的、綠色環保的、環境舒適的人性化工廠。自德國政府于2013年在漢諾威工業博覽會上正式公布，“工業4.0”概念就已席卷全球，并被認為是以信息物理系統（CPS）技術為核心的第四次工業革命。

智慧工廠的主要特征

“智慧工廠”的發展，是智能工業發展的新方向。特征體現在制造生產上

1、利用物聯網技術實現設備間高效的信息互聯，數字工廠向“物聯工廠”升級，操作人員可實現獲取生產設備、物料、成品相互間的動態生產數據，滿足工廠24小時監測需求；

2、基于龐大數據庫實現數據挖掘與分析，使工廠具備自我學習能力，并在此基礎上完成能源消耗的優化、生產決策的自動判斷等任務；

3、引入基于計算機數控機床、機器人等高度智能化的自動化生產線，滿足個性化定制柔性化生產需求，有效縮短產品生產周期，并同時大幅降低產品成本；

4、配套智能物流倉儲系統，通過自動化立體倉庫、自動輸送分揀系統、智能倉儲管理系統等實現倉庫管理過程中各環節數據錄入的實時性以及對于貨物出入庫管理的高效性；

5、工廠內配備電子看板顯示生產的實時動態，同時，操作人員可遠程參與生產過程的修正或指揮。

海寶軟件電子看板實時動態

智慧工廠的功能模塊

智能倉儲：自動備料，自動上料；

智能倉儲轉運系統（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動轉運，自動出入庫，倉庫管理實現完全自動化。
智能倉儲轉運系統扮演著工廠生產調度者的重要角色，它接收來自生產車間的成品（半成品），轉運來自訂單需求的成品（或下一級生產車間的半成品加工需求）。
在實際的工作上一級生產車間和下一級生產車間（或轉運車間）生產和轉運的矛盾往往無法調和，智能倉庫轉運系統可以在上下級車間中緩解生產矛盾，嚴格控制上下級車間存量，做到合理調配，
科學調度；倉儲轉運系統可實現全自動化出入庫，降低倉庫維護人員數量，提高倉儲效能比率。

智能車間：自動生產，組裝，包裝；

智能車間為整個智慧工廠的核心功能模塊，它在原有工廠電氣化的基礎上進行升級改造，加裝各種控制器，將生產過程變得簡單易學，可實現工人的快速培訓、快速上崗、減少培訓費用支出，降低生產成本；將生產過程程式化，降低生產過程中殘次品的產生。
從生產環節有效降低不可抗拒損耗，嚴格把控原料質量（檢測系統），從源頭管控提升產品整體質量；以現有MES為管控中心，以單臺自動化設備為終端，實現產品生產一鍵下發，設備維護智能化管理，有效縮短維護反應時間，保障生產車間高效運行；產出成品或半成品經初檢合格后，進入自動化車間分裝系統，進入產線控制系統（TCS），減少不必要的分裝轉運環節，提高勞動效率。

智能品質管控：自動品質管控；

智能品質管控依托工廠大數據和人工智能技術，對智慧工廠品質管控環節歷史數據以及當前數據進行處理分析，搭建計算機視覺識別網絡，運用統計學原理對產品進行精準品質分析，避免殘次品流入市場，影響企業品牌形象。

集成其他系統：與ERP,MES系統集成；

與工廠現有ERP和MES系統集成，實現訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產計劃、生產具體實施、倉儲物流、成品進入市場全過程無縫銜接，工廠生產管理完全智能化。

追溯管理:對材料，生產環節，品質管控等各個環節的追溯。

產品問題追溯一直是困擾工廠生產的較為嚴重問題之一，產品追溯系統從半成品開始就生成此項產品的唯一工廠標識碼，存在于整個生產周期，通過追溯標識碼可以定位到其生產機臺，轉運時間，入庫時間，存儲庫位信息，出庫時間，有效降低不合格品的管理成本，做到責任到人。

智慧工廠的基本架構：計劃層+執行層+控制層

智慧工廠擁有三個層次的基本架構，分別為頂層的計劃層、中間層的執行層以及底層的設備控制層，大致可對應為ERP系統（企業資源計劃）、MES系統（制造執行系統）以及PCS系統（過程控制系統）。

智慧工廠基本架構

智慧工廠下游應用

按MES系統的分類，智慧工廠的下游行業可粗略地劃分為離散型與流程型。其中，離散型行業主要包括機械、航空航天、汽車等，流程性行業主要包括石油化工、生物醫藥、食品飲料、紡織等。

智慧工廠主要下游應用行業

部分下游應用行業工廠自動化改造項目及降本增效情況

我國智慧工廠市場空間

自動化生產線通過工件傳送系統與控制系統將生產設備相互聯結，從而實現全部或部分生產過程的無人化。如果將智慧工廠簡單以自動化生產線市場為代表，數據統計顯示，2014年我國自動化生產線產量為8780條，同比增長19.29%；需求量為21100條，同比增長10.47%。

從需求分布看，主要來自汽車、工程機械、物流倉儲、家電電子行業，占比分別為42.4%、29.8%、9.5%、6.2%。

2009-2015年我國自動化生產線供需情況

我國自動化生產線行業分布

統計認為2012年我國自動化市場規模已達到約8000億元，占全球市場的29%。2016年，我國自動化市場規模達1403億元，其包括產品市場與服務市場。在應用市場方面，羅蘭貝格的調查認為，中國2016年的自動化應用市場規模可達3876億元，同比增長16.43%。

2012-2016年我國自動化應用市場規模及增速

2004-2017年我國自動化市場規模（產品+服務）