當今世界制造業都面臨升級問題，德國率先提出工業4.0概念，之后美國也推出工業物聯網、互聯企業等類似概念。無論工業4.0還是工業互聯網，其主要特征都是智能和物聯，而主旨都在于將傳統工業生產與現代信息技術相結合，未來工廠便是這種結合的產物!在未來工廠，每個生產環節清晰可見、高度透明，整個車間悄然高效地運轉，工業機器人與其他自動化設備不僅彼此協作，還與遍布全球的員工、顧客和客戶以及智能分析動態系統進行協作。

未來的工廠即智能工廠就是代表高效率的樂園：次品、停機、浪費和等待這些問題統統不復存在。工廠經理和CIO們齊心協力，確保數據和生產、IT和制造無縫結合起來，每個機器的每次轉動、每個刀具的每次切割以及全球交付鏈上每個部件的每次運輸，都一覽無遺。

那種未來工廠絕對代表了技術和制造領域發展的最高峰，完美地整合了高科技工具和高科技員工，這與制造業在過去幾個世紀漆黑一團的形象形成了鮮明對照。

雖然這個夢想很奇異，但實際上，它比你我想象的更接近現實。

機器人-未來工廠不可或缺的員工

“無人工廠就是全部生產活動由電子計算機進行控制，生產第一線配有機器人而無需配備工人的工廠。”東北大學人工智能與機器人研究所所長趙殊穎介紹說，1984年4月9日，世界上第一座實驗用的無人工廠在日本筑波科學城建成，并開始進行試運轉。

深圳先進技術研究院集成所研究員吳新宇告訴記者：“因為日本比較缺少人力，因而很早開始重視機器，率先建造了可以提高生產效率的無人工廠。這也是為什么世界上第一個無人工廠在這里誕生。”

“在運用了人工智能的無人工廠中，所有工作都由計算機控制的機器人、數控機床、無人運輸小車和自動化倉庫來實現，人不直接參加工作。工人成為了‘指揮員’和‘醫生’，白天，工廠內只有少數工作人員做一些核查，修改一些指令;夜里，只留兩三名監視員。”趙殊穎說。

趙殊穎表示，人工智能的工業應用是一個繁雜的系統工程，而無人工廠的關鍵性技術則包括柔性化的生產技術，工業機器人的控制技術，整體安全和監控的技術，所有機器的系統安全的監控等。“每個機器人的狀態、每個儀器的狀態，有什么問題都要提前預警。在現階段的生產線上一定程度上實現了非常高的自動化，各部分機器人協同來完成裝載、移動、加工、裝箱等各種操作。”

“如今在汽車及飛機制造等領域無人工廠已相當普及。這些生產線幾乎都是機器人在操作，人在旁邊起輔助作用，比如在一些塑料配件生產的工廠，都可以實現無人生產。”吳新宇告訴記者。

在無人工廠中工業機器人是核心裝備，汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規模生產企業都涉及工業機器人的應用。在工業發達國家，工業機器人經歷近半個世紀的迅速發展，其技術日趨成熟，已在諸多工業領域得到廣泛的應用。

物聯網-未來工廠與世界“一線之隔”

現代服務業是以現代科學技術特別是信息網絡技術為主要支撐，是建立在新的商業模式、服務方式和管理方法基礎上的服務產業。它既包括通過隨著技術發展而產生的服務業，也包括運用現代技術對傳統服務業的改造和提升而產生的服務業。

“大數據”為現代服務業提供了堅實的數據基礎。它的數據體量巨大，數據類型繁多，價值密度低，商業價值高，處理速度快。大數據的發展，將推進物聯網信息走向標準化和實用化。

云計算為現代服務業提供了可用、便捷、按需的網絡訪問。云計算只是一個工具，但沒有這個工具，物聯網產生的海量信息無法傳輸、處理和應用。如果說大數據是物聯網的數據基礎，那么云計算則是實現物聯網的核心，運用云計算模式使物聯網中以兆計算的各類物品的實時動態管理和智能分析變得可能。

最后，互聯網(包括固定互聯網與移動互聯網)為現代服務業提供了便捷快速的通信方式。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，物聯網的基礎是互聯網，物聯網是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，將用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，從而進行信息交換和通信。

一個典型的物聯網應用市場便是由中國科技自動化聯盟提出的“智慧工廠”，據有關人士預測，“智慧工廠”將成為物聯網應用最大的市場，將助推傳統工業企業向是現代制造業升級轉型，大大提高核心競爭能力。智慧工廠為現代服務業提供了極佳的用武之地。

物聯網是支撐，它將催生新的商業模式，并通過這些新的商業模式來共建產業鏈。

智能整合的技術：構建完整的生產與信息的回路

西門子工業部門北美區首席執行官赫爾穆特·路德維希(HelmuthLudwig)說：“未來的智能制造現已呈現在眼前。”

“以前，工業價值鏈的幾個部分(包括產品設計、生產規劃、生產工程、生產執行和服務)都是單獨實施的。而如今，新技術把這些獨立的部分整合起來，令人興奮。”路德維希表示，安貝格車間能大獲成功，關鍵在于有機整合了三種關鍵性的制造技術：產品生命周期管理(PLM)、制造執行系統(MES)以及工業自動化。

“無論你生產的是現代商用飛機、節油型汽車，還是高性能高爾夫球桿，PLM、MES以及工業自動化所使用的技術都在幫助制造廠商通過提高生產力、盡量降低風險，以實現總收入的增長。”路德維希解釋說：“通過充分利用這些系統，成功的企業得以關注一些重要方面，比如縮短創新周期，提高運營透明度，通過跨部門共享知識來提高員工個人生產力，并且通過為動態環境提高可預測性，盡量降低風險。”

西門子工業部門自動化部門總裁拉賈·巴特拉(RajBatra)特別指出，制造業的未來在于，從這些技術當中找到最佳結合點，并學會將它們作為一個完整系統運用起來。“真正的問題在于，確定這三項技術之間的所有結合點，那樣就能獲得這個整合系統的整體優勢。而這推動著制造效率得到大幅提升。”

但他也表示，要做到這一點，需要制造廠商把手頭的所有高科技工具匯合起來，這本身是另一個難題。

并不遙遠的未來工廠

位于德國安貝格的西門子電子車間就是直接源于這個夢想的工廠。這個一塵不染的高科技車間占地10.8萬平方英尺，堪稱高效的數字奇跡，因為智能機器負責協調該公司的Simatic控制設備的生產和全球分銷-這個接單生產的定制流程涉及每年5萬余種產品的逾16億個部件：為了制造這家工廠的950種產品，西門子向全球250家供應商采購約1萬種原材料。

這個生產流程勢必伴隨不計其數的變化因素和錯綜復雜的供應鏈，遠遠超出了傳統工廠的能力范圍。就比如組織原材料流程、為諸流程確定各自順序，或者甚至僅僅合理調度其1100名員工，以滿足不斷變化的工作的需要，這是任何一項技術或任何一種工具所無能為力的。

不過據加特納行業研究公司(GartnerIndustryResearch)早在2010年對該工廠開展的調查顯示，安貝格工廠中每100萬件產品中次品只有大約15件，龐大生產線的可靠性達到99%，追溯性更是高達100%。

西門子實現這個生產奇跡的關鍵，以及推而廣之讓未來的所有智能工廠順暢運轉的秘訣，就是建立起一個緊密結合的技術網絡，這些技術相互整合，共同組成一個更智能、更高效的整體。

未來工廠呈現出的智能化、無人化、信息化是自動化生產進入高級階段的標志，把世界和工廠相連，及時的需求及時地處理，節省了大量的中間環節和時間成本，有西門子智能工廠的先例，相信未來工廠離我們并不遙遠!

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