“工业4.0”是德国政府提出的高科技战略计划，旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的 智能工厂 （或称智慧工厂）。智能工厂作为“工业4.0”项目的三大主题之首，着重研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。 

        “智能工厂”的概念最早由美国罗克韦尔自动化有限公司CEO奇思·诺斯布希于2009年提出，其核心是工业化和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务。未来，将通过大数据与分析平台，将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息（云端智能工厂），并结合绿色智能的手段和智能系统等新兴技术，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。 

        智能工厂到底有多智能？ 

        智能工厂通过“信息物理系统（Cyber-Physical System简称CPS）”来建立一个完整的网路系统，这当中包括了相互连结的智能机械、仓储系统及高效的产品设备等，这些设备可以独立自主的运作，或者互相交换讯息、互相控制，并且以嵌入式系统来监测生产环境。当指令经过CPS系统时，纵向需要经过工厂和公司的商业流程，横向则连接了可以实时管理的衍生价值体系，这两方面共同构建了嵌入式制造的系统网络。从生产机台的运动控制到整体工厂运作无不讲究智能，未来的工厂工人，将不再只是单调地操作机器，而是将自己的经验储存到系统中，更加智能地与生产机器沟通互动。

        智能工厂的三个特质：    

        可视化、监管全方位、绿色化

        目前智能工厂概念仍众说纷纭，其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。

        制程管控可视化 

        由于智能工厂高度的整合性，在产品制程上，包括原料管控及流程，均可直接实时展示于控制者眼前，此外，系统机具的状况亦可实时掌握，减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中，让管理者得以有完整信息进行后续规划，也可以依生产线系统的现况规划机具的维护。 

        系统监管全方位 

        通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力，系统可进行识别、分析、推理、决策以及控制，这类制造装备，可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都可以在数据厍中一目了然，在遇到制程异常的状况，控制者亦可更为迅速地作出反应，以促进更有效的工厂运转与生产。

        制造绿色化 

        除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题之外，需与上下游厂商间从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理等方面形成绿色产品生命周期管理的循环，协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。 

        建设智能工厂需要哪些基础技术？    

        智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术。

        无线感测器

        无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。仪器仪表的智慧化，主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主，包括运用神经网路、遗传演算法等智慧技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，如专家控制系统（Expert Control System，ECS）、模块逻辑控制器（FLC—Fuzzy Logic Controller）等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。 

        控制系统网络化（云端智能工厂）

        在工业自动化领域，随着应用和服务向云端运算转移，资料和运算位置的主要模式都已改变，云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线，体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则，都会因为控制系统网络化而产生变化。此外，由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网络带宽的要求，对控制系统网络化，更构成严厉的挑战，而且网络上传递的资讯的多样化都要靠控制系统的智慧能力，进行适当的判断才能得以实现。 

        工业通信无线化

        工业无线网络技术通过支持设备间的交互与物联，提供低成本、高可靠、高灵活的新一代制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及，各家供应商正在提供一系列软硬体技术，协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。 

        未来的智能工厂使得许多沿用多年、占据主导地位的工业自动化技术正面临被淘汰、被更新换代的命运，而一批原先认为是高端的工业自动化技术，也随着智能工厂概念的到来，快速地走入实际应用中，成为新时代的宠儿：

        以工业PC为基础的低成本工控自动化将成为主流；

        PLC进入第六代——微型化、网络化、PC化和开放性；

        DCS系统走向测控管一体化设计；

        控制系统向现场总线（FCS）方向发展；

        仪器仪表向数字化、智能化、网络化、微型化发展；

        数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展；

        工业控制网络向有线和无线相结合的方向发展；

        工业控制软件向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。