引言

未來工廠即智慧工廠，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、即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。

“智慧工廠”技術與系統作為新型的制造系統，為制造商及其供應商提供了一個制造工藝信息平臺，使企業能夠對整個制造過程進行設計規劃，模擬仿真和管理，并將制造信息及時地與相關部門、供應商共享，從而實現虛擬制造和并行工程，保障生產的順利進行。在汽車行業，數字化工廠更是發揮著重要的作用。從產品設計到制造開始的工作轉換是汽車開發過程中最關鍵的步驟之一，“數字化工廠”規劃系統可以通過詳細的規劃設計和驗證預見所有的制造任務，在提高質量的同時減少設計時間，從而加速汽車開發周期;并且還可以消除浪費，減少為了完成某項任務所需的資源數量等。此外，“數字化工廠”規劃系統通過統一的數據平臺，實現主機廠內部、生產線供應商、工裝夾具供應商等的并行工程。

智慧工廠的三大基礎技術。

一是無線感測器。無線感測器將是實現智慧工廠的重要利器。智慧感測是基本構成要素。儀器儀表的智慧化，主要是以微處理器和人工智能技術的發展與應用為主，包括運用神經網路、遺傳演算法、進化計算、混沌控制等智慧技術，使儀器儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能，如專家控制系統(expert control system;ECS)、模塊邏輯控制器(FLC—Fuzzy Logic controller)等都成為智能工廠相關技術的關注焦點。

二是控制系統網路化(云端智慧工廠)。隨著智慧工廠制造流程連接的嵌入式設備越來越多，通過云端架構部署控制系統，無疑已是當今最重要的趨勢之一。在工業自動化領域，隨著應用和服務向云端運算轉移，資料和運算位置的主要模式都已經被改變了，由此也給嵌入式設備領域帶來顛覆性變革。如隨著嵌入式產品和許多工業自動化領域的典型IT元件，如制造執行系統;(MEs)以及生產計劃系統(PPS)的智慧化，以及連線程度日漸提高，云端運算將可提供更完整的系統和服務。一旦完成連線，體系結構、控制方法以及人機協作方法等制造規則，都會因為控制系統網路化而產生變化。此外.由于影像、語音信號等大數據高速率傳輸對網路頻寬的要求，對控制系統網路化，更構成嚴厲的挑戰，而且網路上傳遞的資訊非常多樣化，哪些資料應該先傳(如設備故障訊息)，哪些資料可以晚點傳(如電子郵件)，都要靠控制系統的智慧能力，進行適當的判斷才能得以實現。

三是工業通信無線化。工業無線網絡技術是物聯網技術領域最活躍的主流發展方向，是影響未來制造業發展的革命性技術，其通過支持設備間的交互與物聯，提供低成本、高可靠、高靈活的新一代泛在制造信息系統和環境。隨著無線技術日益普及，各家供應商正在提供一系列軟硬體技術，協助在產品中增加通信功能。這些技術支援的通信標準包括藍牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。然而，由于工廠需求不像消費市場一樣的標準化，必須因應生產需求，有更多彈性的選擇，最熱門的技術未必是最好的通信標準和客戶需要的技術。

智慧工廠發展方向

“智慧工廠”的概念，其核心是工業化-和信息化的高度融合。智慧工廠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;未來，將通過大數據與分析平臺，將云計算中由大型工業機器產生的數據轉化為實時信息(云端智能工廠)，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。

一是制程管控可視化。由于智慧工廠高度的整合性，在產品制程上，包括原料管控及流程，均可直接實時展示于控制者眼前，此外，系統機具的現況亦可實時掌握，減少因系統故障造成偏差。而制程中的相關數據均可保留在數據庫中，讓管理者得以有完整信息進行后續規劃，也可以依生產線系統的現況規劃機具的維護;可根據信息的整合建立產品制造的智能組合。

二是系統監管全方位。通過物聯網概念、以傳感器做鏈接使制造設備具有感知能力，系統可進行識別、分析、推理、決策、以及控制功能;這類制造裝備，可以說是先進制造技術、信息技術和智能技術的深度結合。當然此類系統，絕對不僅只是在KS內安裝一個軟件系統而已，主要是透過系統平臺累積知識的能力，來建立設備信息及反饋的數據庫。從訂單開始，到產品制造完成、入庫的生產制程信息，都可以在數據厙中一目了然，在遇到制程異常的狀況，控制者亦可更為迅速反應，以促進更有效的工廠運轉與生產。

三是在制造綠色化方面，除了在制造上利用環保材料、留意污染等問題，并與上下游廠商間，從資源、材料、設計、制造、廢棄物回收到再利用處理，以形成綠色產品生命周期管理的循環，更可透過綠色ICT的附加值應用，延伸至綠色供應鏈的協同管理、綠色制程管理與智慧環境監控等，協助上下游廠商與客戶之間共同創造符合環保的綠色產品。

“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：

一、系統具有自主能力：可采集與理解外界及自身的資訊，并以之分析判及規劃自身行為

二、整體可視技術的實踐：結合訊號處理、推理預測、仿真及多媒體技術，將實境擴增展示現實生活中的設計與制造過程。

三、協調、重組及擴充特性：系統中各組承擔為可依據工作任務，自行組成最佳系統結構。

四、自我學習及維護能力：透過系統自我學習功能，在制造過程中落實資料庫補充、更新，及自動執行故障診斷，并具備對故障排除與維護，或通知對的系統執行的能力。

五、人機共存的系統：人機之間具備互相協調合作關系，各自在不同層次之間相輔相成。