智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段，是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。一般而言，智慧工厂的基本概念，至少应该包含制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化等三层面。

1）制程管控可视化。在制程管控的同时，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，让管理者有完整信息进行后续生产规划，也可以依生产线系统的现况规划机具的维修保养，也因为信息的整合，可据此建立产品制造的智能组合。

2）系统监管全方位是让制造设备都具有感知能力，以传感器做链接，系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能。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。值得注意的是，相关解决方案，并非只是安装感测软硬件，而是要建立一个拥有完整设备信息及回馈机制的资料库，通过系统平台累积各种信息，让决策者掌握产品完成时程，即从订单开始，到产品制造完成、入库的生产制程信息，都可在资料库中一目了然，在遇到制程异常时，决策者亦可更为迅速反应，以促进工厂有效运转与生产，为市场提供更进一步服务。

3）在制造绿色化方面，除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题，并与上下游厂商间，从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理，以形成绿色产品生命周期管理的循环，更可通过绿色ICT（Information Communication Technology 信息技术与通信技术）的加值应用，延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智能环境监控等，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。

智慧工厂早期多注重制程的智能化，这主要是来自于高科技产业的快速发展，通过计算机平台系统，直接监控机台及生产线，适合应用在较为精密的产业上。如半导体芯片等相关制程，多需要在极度洁净的无尘环境工作，人的变因反而有可能造成产品制程复杂化，因此自动化乃至于智能制造成为这类高科技厂商的最佳选择。

从系统架构来看，智能制造可以将整个系统分为全方位制造系统、可重组智能系统以及智能化维护系统三个组合。毫无疑问，智能制造的确是自动化的未来发展方向，在制造过程的各个环节，几乎都可广泛应用人工智能技术，如专家系统可以用于工程设计、工艺过程设计、生产调度，以及故障诊断等技术，亦可将神经网络和模糊控制技术等先进技术，应用于产品配方、生产调度等流程，实现制程智能化。

美国ARC将智慧工厂定义为：以制造为中心的数字制造、以设计为中心的数字制造、以管理为中心的数字制造，并考虑了原材料、能源供应、产品销售的销售供应，提出用工程技术、生产制造、供应链这三个维度来描述工厂的全部活动。通过建立描述这三个维度的信息模型，利用适当的软件，能够完整表达围绕产品设计、技术支持、生产制造以及原材料供应、销售和市场相关的所有环节的活动。实时数据的支持，实时下达指令指导这些活动，全面优化的并在三个维度之间交互，称为数字化工厂或智慧工厂，如图1所示。

数字化工厂以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，实现产品生命周期中的设计，制造、装配、物流等各个方面的功能，降低设计到生产制造之间的不确定性，在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成品率。

近年来，制造业面临的竞争日趋激烈，消费者的需求瞬息万变，造成产品生命周期愈来愈短，定制化的产品日趋多样，制造成本亦跟着难以控制；此外，更加复杂的其它因素变项，使得厂商必须随时面对不稳定的订单、少量多样的生产、生产良率的控制，以及备料库存压力等相关问题，从中寻求一个能够同时提升生产力及竞争力的关键策略，成为厂商关切方向。而整合平台、软件、硬件及机台的共同发展，让系统整合制造更加完整；让工厂精确地管理原料、制程及产品，不但能够因此降低成本，此外亦能提升效能。制造的智能化，让制程更加精确，亦确立了工厂自动化的新型态，向智慧工厂迈进。

工厂的信息化建设发展经历了从IP网络架构设计，到体现总控中心的信息管理，再到目前对工厂IT系统、通信系统、安防系统、火灾报警系统及其它弱电系统的信息综合管理。可以确定的是，智慧工厂的目标就是设法将IT与生产应用完美融合。

因此，IT基础设施将是贯穿智慧工厂架构的最重要一环，它不仅传递信息，也承担着提供和制定标准的作用，更是未来信息整合的基础。智慧工厂未来也将着眼于如何打造一个现代信息通信环境，提供工厂全面的系统整合管理解决方案，让工厂可以直接并即时的获取制造设备的生产、运行和质量数据，并利用整合的信息系统解决各类问题。

发展智能制造，我国具备一定基础优势。我国工业化和信息化深度融合已推行多年，信息技术广泛应用于制造业设计、生产等全流程，数字化工具、数控装备等市场普及率迅速扩大，有效提高了我国制造业的自动化和智能化水平。我国还在物联网、移动互联网等领域具有先发优势。今年政府工作报告中提到的“互联网+”行动计划，正是要推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，推动制造业向智能制造转型。

无论是发达国家还是发展中国家，世界各国都已取得这样的共识：制造业是一个国家的重要支柱产业，对国家的繁荣富强和国防安全至关重要。我国已是制造大国，但还不是制造强国。与发达国家相比，我国的智能制造水平还有一定差距。高端传感器、重要操作系统和数字化基础的智能化水平还有待提高，工业机器人的普及应用还远远不够，互联网与工业的融合发展还有很大空间。尚不具备全面推广智能制造的基础与条件，因此，要以试点示范为引领，逐步解决智能制造装备及其关键部件受制于人、高端工业软件缺乏等问题，搭建起智能制造基础理论和技术体系，迅速提升制造业整体自动化和数字化程度，从而逐步推广智能制造应用。