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從概念上看，智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的必然產(chǎn)物。所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是指工業(yè)系統(tǒng)與高級(jí)計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合應(yīng)用，通過(guò)智能機(jī)器間的連接，結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)工業(yè)生產(chǎn)流程，不但能極大地提升生產(chǎn)效率，還能精準(zhǔn)滿足各類消費(fèi)者需求。而“智慧工廠”在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，清楚地掌握產(chǎn)銷流程，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性，減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)，即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理地編排生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)控生產(chǎn)進(jìn)度。

智慧工廠擁有三個(gè)層次的基本架構(gòu)，分別為頂層的計(jì)劃層、中間的執(zhí)行層以及底層的設(shè)備控制層，大致可對(duì)應(yīng)為ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計(jì)劃）、MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）以及PCS系統(tǒng)（過(guò)程控制系統(tǒng)）。其主要特征包括：

•  利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間高效的信息互聯(lián)，數(shù)字工廠向“物聯(lián)工廠”升級(jí)，操作人員可實(shí)現(xiàn)獲取生產(chǎn)設(shè)備、物料、成品燈相互間的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滿足工廠24小時(shí)監(jiān)測(cè)需求；

•  基于龐大數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析，使工廠具備自我學(xué)習(xí)能力，并在此基礎(chǔ)上完成能源消耗的優(yōu)化、生產(chǎn)決策的自動(dòng)判斷等任務(wù)；

•  引入基于計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高度智能化的自動(dòng)化生產(chǎn)線，滿足個(gè)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(shí)大幅降低產(chǎn)品成本；

•  配套智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)輸送分揀系統(tǒng)、智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)管理過(guò)程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的實(shí)時(shí)性以及對(duì)于貨物出入庫(kù)管理的高效性；

•  工廠內(nèi)配備電子看板顯示生產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，同時(shí)，操作人員可遠(yuǎn)程參與生產(chǎn)過(guò)程的修正或指揮。

由于各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)流程不同，加上各個(gè)行業(yè)智能化情況不同，智慧工廠進(jìn)一步細(xì)分為三種建設(shè)模式。

在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等流程制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的內(nèi)在動(dòng)力在于產(chǎn)品品質(zhì)可控，側(cè)重從生產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)起步，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全流程控制轉(zhuǎn)變。

在機(jī)械、汽車、航空、船舶、輕工、家用電器和電子信息等離散制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的核心目的是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間，側(cè)重從單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現(xiàn)價(jià)值增長(zhǎng)。

在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費(fèi)品制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的重點(diǎn)在于充分滿足消費(fèi)者多元化需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，側(cè)重通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開展大規(guī)模個(gè)性定制模式創(chuàng)新。

總體而言，無(wú)論是基于何種模式，智慧工廠作為繼自動(dòng)化工廠、信息化工廠、智能化工廠之后一種更加高級(jí)的工廠運(yùn)作模式，在各行業(yè)都有著不可估量的影響與作用，國(guó)內(nèi)許多公司均已布局了智慧工廠業(yè)務(wù)，進(jìn)行了相關(guān)的投資，各行業(yè)對(duì)智慧工廠的建設(shè)熱情只增不減。

在智能工廠轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，用戶痛點(diǎn)有很多，比如從業(yè)務(wù)維度考慮，用戶的需求通常包括：如何確保訂單準(zhǔn)時(shí)交付、如何縮短訂單生產(chǎn)過(guò)程時(shí)間、如何減少機(jī)臺(tái)產(chǎn)線停機(jī)等待時(shí)間、如何減少采購(gòu)提前期、如何減少缺料情況等等都是企業(yè)經(jīng)營(yíng)者需要解決的問(wèn)題。

在生產(chǎn)制造領(lǐng)域，目前面對(duì)的最大問(wèn)題不僅僅是生產(chǎn)方式的落伍，在與客戶對(duì)接、尋找訂單、產(chǎn)品交付上，目前的工廠依舊沿用的是傳統(tǒng)的尋找經(jīng)銷商、按批量生產(chǎn)。批量化、規(guī)模化得生產(chǎn)方式，只能適用于過(guò)去供給不足的情況。然而如今，隨著物質(zhì)供給的不斷豐富，工廠如果再經(jīng)營(yíng)這種大批量品種，不但難以在市場(chǎng)上做出名堂，同時(shí)還要面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

綜合市場(chǎng)信息來(lái)看，如今在機(jī)械設(shè)備、汽車領(lǐng)域，很多都是進(jìn)口的，一旦出現(xiàn)零部件損壞，就要從原廠購(gòu)買備件。然而工廠的供應(yīng)鏈反應(yīng)速度很慢，從下單到收貨的周期大概要半年，而這些非標(biāo)零部件往往是急件，如果不能迅速生產(chǎn)，勢(shì)必會(huì)影響客戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

另外，在報(bào)價(jià)方面，由于這些非標(biāo)產(chǎn)品鮮有工廠生產(chǎn)，因此原廠家可謂是“一家獨(dú)大”，完全憑主觀判斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定價(jià)。再者，即便是市場(chǎng)上有一些小工廠愿意接單，但是這些工廠的精度難以保證，服務(wù)意識(shí)也不高。一些小批量的訂單客戶也不敢催單，生怕被“砍單”。這些，才是如今制造領(lǐng)域的最大痛點(diǎn)，對(duì)于智慧工廠建設(shè)者來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)極為龐大的市場(chǎng)。

通過(guò)以上所述的智慧工廠所存在的痛點(diǎn)問(wèn)題，無(wú)論是基于何種模式，智慧工廠作為繼自動(dòng)化工廠、信息化工廠、智能化工廠之后一種更加高級(jí)的工廠運(yùn)作模式，在各行業(yè)都有著不可估量的影響與作用，國(guó)內(nèi)許多公司均已布局了智慧工廠業(yè)務(wù)，進(jìn)行了相關(guān)的投資，各行業(yè)對(duì)智慧工廠的建設(shè)熱情只增不減。

從市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看，智慧工廠是現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)的大勢(shì)所趨，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一條優(yōu)化路徑。根據(jù)當(dāng)前各行業(yè)建設(shè)智慧工廠的熱情及擴(kuò)張速度，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年中國(guó)智慧工廠行業(yè)仍將保持10%以上的年均增速，到2022年，中國(guó)智慧工廠行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望突破1萬(wàn)億元。

注：2019-2024年中國(guó)智慧工廠行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)情況及預(yù)測(cè)（億元）

圖片來(lái)源于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

從產(chǎn)品趨勢(shì)來(lái)看，智慧工廠將大量應(yīng)用機(jī)器人。在智慧工廠中，機(jī)器人帶來(lái)的自動(dòng)化與智能化又不僅僅是純粹的自動(dòng)化和智能化，而是轉(zhuǎn)換成更為智慧化的人機(jī)協(xié)同，人不再提供單純勞力，而是做為決策及管理者;機(jī)器設(shè)備則擁有快速應(yīng)變及多方溝通能力。除機(jī)器人的大量應(yīng)用之外，智慧工廠的建構(gòu)中還有自動(dòng)化檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集等智能制造設(shè)備，設(shè)備與設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)智慧化互通。

從技術(shù)趨勢(shì)方面，得益于新技術(shù)的采用，智慧工廠可以建立與導(dǎo)入云端，并進(jìn)行云端運(yùn)算與大數(shù)據(jù)分析。比如CPS技術(shù)可進(jìn)行編程、記憶與儲(chǔ)存能力，并可結(jié)合感測(cè)器和通訊技術(shù)，嵌入CPS的實(shí)體設(shè)備可連結(jié)到網(wǎng)路，可讓實(shí)體設(shè)備同時(shí)具有通訊、精準(zhǔn)控制、遠(yuǎn)程協(xié)同與自主反應(yīng)運(yùn)作。