隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動應用等新一輪信息技術的發(fā)展，全球化工業(yè)革命開始提上日程，工業(yè)轉型開始進入實質階段。作為工業(yè)4.0的最大題,智慧工廠可謂貫穿產(chǎn)業(yè)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(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術和設備監(jiān)控技術加強信息管理和服務；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預、及時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術于一體，構建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。自德國政府于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會上正式公布，“工業(yè)4.0”概念就已席卷全球，并被認為是以信息物理系統(tǒng)（CPS）技術為核心的第四次工業(yè)革命。

智慧工廠的主要特征

“智慧工廠”的發(fā)展，是智能工業(yè)發(fā)展的新方向。特征體現(xiàn)在制造生產(chǎn)上

1、利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)設備間高效的信息互聯(lián)，數(shù)字工廠向“物聯(lián)工廠”升級，操作人員可實現(xiàn)獲取生產(chǎn)設備、物料、成品相互間的動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足工廠24小時監(jiān)測需求；

2、基于龐大數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(yōu)化、生產(chǎn)決策的自動判斷等任務；

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

4、配套智能物流倉儲系統(tǒng)，通過自動化立體倉庫、自動輸送分揀系統(tǒng)、智能倉儲管理系統(tǒng)等實現(xiàn)倉庫管理過程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)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(nèi)配備電子看板顯示生產(chǎn)的實時動態(tài)，同時，操作人員可遠程參與生產(chǎn)過程的修正或指揮。

海寶軟件電子看板實時動態(tài)

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(tǒng)（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動轉運，自動出入庫，倉庫管理實現(xiàn)完全自動化。
智能倉儲轉運系統(tǒng)扮演著工廠生產(chǎn)調度者的重要角色，它接收來自生產(chǎn)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(chǎn)車間的半成品加工需求）。
在實際的工作上一級生產(chǎn)車間和下一級生產(chǎn)車間（或轉運車間）生產(chǎn)和轉運的矛盾往往無法調和，智能倉庫轉運系統(tǒng)可以在上下級車間中緩解生產(chǎn)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(tǒng)可實現(xiàn)全自動化出入庫，降低倉庫維護人員數(shù)量，提高倉儲效能比率。

智能車間：自動生產(chǎn)，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(chǎn)過程變得簡單易學，可實現(xiàn)工人的快速培訓、快速上崗、減少培訓費用支出，降低生產(chǎn)成本；將生產(chǎn)過程程式化，降低生產(chǎn)過程中殘次品的產(chǎn)生。
從生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效降低不可抗拒損耗，嚴格把控原料質量（檢測系統(tǒng)），從源頭管控提升產(chǎn)品整體質量；以現(xiàn)有MES為管控中心，以單臺自動化設備為終端，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)一鍵下發(fā)，設備維護智能化管理，有效縮短維護反應時間，保障生產(chǎn)車間高效運行；產(chǎn)出成品或半成品經(jīng)初檢合格后，進入自動化車間分裝系統(tǒng)，進入產(chǎn)線控制系統(tǒng)（TCS），減少不必要的分裝轉運環(huán)節(jié)，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(shù)據(jù)和人工智能技術，對智慧工廠品質管控環(huán)節(jié)歷史數(shù)據(jù)以及當前數(shù)據(jù)進行處理分析，搭建計算機視覺識別網(wǎng)絡，運用統(tǒng)計學原理對產(chǎn)品進行精準品質分析，避免殘次品流入市場，影響企業(yè)品牌形象。

集成其他系統(tǒng)：與ERP,MES系統(tǒng)集成；

與工廠現(xiàn)有ERP和MES系統(tǒng)集成，實現(xiàn)訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)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(chǎn)管理完全智能化。

追溯管理:對材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)，品質管控等各個環(huán)節(jié)的追溯。

產(chǎn)品問題追溯一直是困擾工廠生產(chǎn)的較為嚴重問題之一，產(chǎn)品追溯系統(tǒng)從半成品開始就生成此項產(chǎn)品的唯一工廠標識碼，存在于整個生產(chǎn)周期，通過追溯標識碼可以定位到其生產(chǎn)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(zhí)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(zhí)行層以及底層的設備控制層，大致可對應為ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計劃）、MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）以及PCS系統(tǒng)（過程控制系統(tǒng)）。

智慧工廠基本架構

智慧工廠下游應用

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

智慧工廠主要下游應用行業(yè)

部分下游應用行業(yè)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(chǎn)線通過工件傳送系統(tǒng)與控制系統(tǒng)將生產(chǎn)設備相互聯(lián)結，從而實現(xiàn)全部或部分生產(chǎn)過程的無人化。如果將智慧工廠簡單以自動化生產(chǎn)線市場為代表，數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2014年我國自動化生產(chǎn)線產(chǎn)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(yè)，占比分別為42.4%、29.8%、9.5%、6.2%。

2009-2015年我國自動化生產(chǎn)線供需情況

我國自動化生產(chǎn)線行業(yè)分布

統(tǒng)計認為2012年我國自動化市場規(guī)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(guī)模達1403億元，其包括產(chǎn)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(guī)?？蛇_3876億元，同比增長16.43%。

2012-2016年我國自動化應用市場規(guī)模及增速

2004-2017年我國自動化市場規(guī)模（產(chǎn)品+服務）