隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)應(yīng)用等新一輪信息技術(shù)的發(fā)展，全球化工業(yè)革命開始提上日程，工業(yè)轉(zhuǎn)型開始進(jìn)入實(shí)質(zhì)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(jí)全過(guò)程,到底什么是智慧工廠？本文對(duì)智慧工廠進(jìn)行了詳細(xì)的解讀和分析。

智慧工廠簡(jiǎn)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(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)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(guó)政府于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式公布，“工業(yè)4.0”概念就已席卷全球，并被認(rèn)為是以信息物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)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(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；

2、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)；

3、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；

4、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；

5、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。

海寶軟件電子看板實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)

智慧工廠的功能模塊

智能倉(cāng)儲(chǔ)：自動(dòng)備料，自動(dòng)上料；

智能倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（WCS、WMS、TCS）：成品（半成品）自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，自動(dòng)出入庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)管理實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。
智能倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)扮演著工廠生產(chǎn)調(diào)度者的重要角色，它接收來(lái)自生產(chǎn)車間的成品（半成品），轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)自訂單需求的成品（或下一級(jí)生產(chǎn)車間的半成品加工需求）。
在實(shí)際的工作上一級(jí)生產(chǎn)車間和下一級(jí)生產(chǎn)車間（或轉(zhuǎn)運(yùn)車間）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運(yùn)的矛盾往往無(wú)法調(diào)和，智能倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)可以在上下級(jí)車間中緩解生產(chǎn)矛盾，嚴(yán)格控制上下級(jí)車間存量，做到合理調(diào)配，
科學(xué)調(diào)度；倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化出入庫(kù)，降低倉(cāng)庫(kù)維護(hù)人員數(shù)量，提高倉(cāng)儲(chǔ)效能比率。

智能車間：自動(dòng)生產(chǎn)，組裝，包裝；

智能車間為整個(gè)智慧工廠的核心功能模塊，它在原有工廠電氣化的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，加裝各種控制器，將生產(chǎn)過(guò)程變得簡(jiǎn)單易學(xué)，可實(shí)現(xiàn)工人的快速培訓(xùn)、快速上崗、減少培訓(xùn)費(fèi)用支出，降低生產(chǎn)成本；將生產(chǎn)過(guò)程程式化，降低生產(chǎn)過(guò)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(yán)格把控原料質(zhì)量（檢測(cè)系統(tǒng)），從源頭管控提升產(chǎn)品整體質(zhì)量；以現(xiàn)有MES為管控中心，以單臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備為終端，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)一鍵下發(fā)，設(shè)備維護(hù)智能化管理，有效縮短維護(hù)反應(yīng)時(shí)間，保障生產(chǎn)車間高效運(yùn)行；產(chǎn)出成品或半成品經(jīng)初檢合格后，進(jìn)入自動(dòng)化車間分裝系統(tǒng)，進(jìn)入產(chǎn)線控制系統(tǒng)（TCS），減少不必要的分裝轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，提高勞動(dòng)效率。

智能品質(zhì)管控：自動(dòng)品質(zhì)管控；

智能品質(zhì)管控依托工廠大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對(duì)智慧工廠品質(zhì)管控環(huán)節(jié)歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，搭建計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)品質(zhì)分析，避免殘次品流入市場(chǎng)，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(shí)現(xiàn)訂單、原料管控、人員管理、成本分析、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)具體實(shí)施、倉(cāng)儲(chǔ)物流、成品進(jìn)入市場(chǎng)全過(guò)程無(wú)縫銜接，工廠生產(chǎn)管理完全智能化。

追溯管理:對(duì)材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)，品質(zhì)管控等各個(gè)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(yán)重問題之一，產(chǎn)品追溯系統(tǒng)從半成品開始就生成此項(xiàng)產(chǎn)品的唯一工廠標(biāo)識(shí)碼，存在于整個(gè)生產(chǎn)周期，通過(guò)追溯標(biāo)識(shí)碼可以定位到其生產(chǎn)機(jī)臺(tái)，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，入庫(kù)時(shí)間，存儲(chǔ)庫(kù)位信息，出庫(kù)時(shí)間，有效降低不合格品的管理成本，做到責(zé)任到人。

智慧工廠的基本架構(gòu)：計(jì)劃層+執(zhí)行層+控制層

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、中間層的執(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)）。

智慧工廠基本架構(gòu)

智慧工廠下游應(yīng)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(jī)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(yīng)用行業(yè)

部分下游應(yīng)用行業(yè)工廠自動(dòng)化改造項(xiàng)目及降本增效情況

我國(guó)智慧工廠市場(chǎng)空間

自動(dòng)化生產(chǎn)線通過(guò)工件傳送系統(tǒng)與控制系統(tǒng)將生產(chǎn)設(shè)備相互聯(lián)結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)全部或部分生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)人化。如果將智慧工廠簡(jiǎn)單以自動(dòng)化生產(chǎn)線市場(chǎng)為代表，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2014年我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)量為8780條，同比增長(zhǎng)19.29%；需求量為21100條，同比增長(zhǎng)10.47%。

從需求分布看，主要來(lái)自汽車、工程機(jī)械、物流倉(cāng)儲(chǔ)、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(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線供需情況

我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線行業(yè)分布

統(tǒng)計(jì)認(rèn)為2012年我國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到約8000億元，占全球市場(chǎng)的29%。2016年，我國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1403億元，其包括產(chǎn)品市場(chǎng)與服務(wù)市場(chǎng)。在應(yīng)用市場(chǎng)方面，羅蘭貝格的調(diào)查認(rèn)為，中國(guó)2016年的自動(dòng)化應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)3876億元，同比增長(zhǎng)16.43%。

2012-2016年我國(guó)自動(dòng)化應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模及增速

2004-2017年我國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模（產(chǎn)品+服務(wù)）