智匯工業
在智能工廠裡，機器和設備將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日運行固定程序操作的情況形成了鮮明的對比。下面將從傳感器、工業以太網、工業軟件、工業機器人和智能物流五方面分析......
上游行業–傳感器
近年來，傳感器正處於傳統型向新型傳感器轉型的發展階段。新型傳感器的特點是微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化，它不僅促進了傳統產業的改造，而且可導致建立新型工業，是21世紀新的經濟增長點。
不管“工業4.0”還是“中國製造2025”，其實最本質的變化是智能化生產，而在谷榮祥看來，傳感器是整個智能化的關鍵。因為“工業4.0”和“中國製造2025”最核心的方面是智能製造，不管網絡化還是數字化，最前端都將是智能化，但所有的這些都將離不開傳感器。
傳感器產業作為國內外公認的具有發展前途的高技術產業，以其技術含量高、經濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。
2007-2014年我國傳感器行業得到較好的發展，行業工業總產值總體呈上升趨勢，在GDP中的佔比維持在0.10%-0.15%之間。
在國家大力加強傳感器的開發和應用的一系列政策引導和支持下，我國傳感器行業面臨良好的發展前景，未來成長空間可期。
五大產業鏈打造出智能工廠
上游行業–工業以太網
工業以太網作為一種高效的局域網絡，從誕生之初，就擔負著傳感器數據傳輸、生產設備控制等功能，是現代工業自動化生產體系中的重要組成部分和工廠信息化的基礎。它的構建也就成為智能工廠建設的核心。
如果說第三次工業革命的自動化，僅是將生產過程作為對象，對其進行信息技術的應用。工業4.0將信息技術的應用大幅擴大，進而衍生出“智能工廠”的概念。它的關鍵技術是信息技術。
工業以太網，互聯互通、實時控制，進而實現安全、節能將是智能工廠的核心技術。具體而言，包括生產設備聯網實現自律協調作業的M2M，通過網絡獲取大數據的應用，開發、銷售、ERP、PLM、SCM等業務管理系統與實際生產過程之間的協同等。
因為現代智能工廠有四大關鍵點：一是要連接所有網絡以拿到數據。二是要有智能機器。三是大數據，將所有設備、所有人連接後，所有數據都大批量傳送到智能終端上。四是分析，得到數據後從中抓取出應用趨勢來，提高設備狀態的檢測和預測水平。要形成高速傳輸、大數據，保證實時性、安全性和節能就變得十分關鍵。這正是工業以太網構建的要旨。
中游行業–工業軟件
智能工廠將是工業軟件產品創新的主線。機器層面，提高設備智能水平，改善性能和生產效率；車間層面，加強機器間通信協作，提高生產線的協同水平；工廠層面，優化和調度多車間、多生產線等生產資源，實現生產能力、供應鏈及市場需求的動態匹配。
中游行業–工業機器人
近兩年隨著國家戰略性新興產業的提出，兩化融合的穩步推進，中國智能製造裝備領域得到了全社會範圍的廣泛關注。隨著產品性能提升的內在需求增加和中國勞動力價格上漲，產業轉型升級的壓力不斷加大。工業機器人作為智能製造領域的代表，在產業轉型升級的過程中正發揮著越來越重要的作用。
工業機器人作為高科技裝備，無論在推動國防軍事、智能製造、資源開發，還是在培育發展未來機器人產業上都具有重要意義。目前一些新興的中低端市場也迅速擴大，如工程機械領域，某些過去傳統的勞動密集型企業如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領域市場需求也迅速發展起來。近年來，通過拓展下游應用服務，開拓傳統市場接納新興生產方式，家電、軌道交通、船舶等領域是機器人未來應用的主戰場。在一般工業應用的新領域，如光伏產業、動力電池製造業，包括酒類、飲料、乳業、糖等在內的食品工業，以及化纖、玻璃纖維、五金打磨、冶金澆鑄、醫藥等行業，都有工業機器人的應用空間。
下游行業–智能物流
中投顧問在《2016-2020年中國智能工廠深度調研及投資前景預測報告》中指出，智能物流是工業4.0核心組成部分，是降低社會倉儲物流成本的終極方案：在工業4.0的智能工廠框架中，智能物流倉儲位於後端，是連接製造端和客戶端的核心環節。與美國、日本國外發達國家相比，單位GDP中我國的倉儲成本佔比是其他國家的2-3倍，並且這一差值近些年來呈現逐步擴大的趨勢，而智能物流倉儲系統具備勞動力成本的節約、對租金成本的節約、管理效率的提升等方面優勢(我們估算自動化倉儲在保證同等儲存能力的條件下，可至少節約70%以上的土地和80%以上的勞動力)，是降低社會倉儲物流成本的終極解決方案。
多重因素影響下，智能物流設備在諸多領域成為企業替代人工、謀求轉型升級的不二選擇，物流領域也不例外。智能化物流裝備正是在這樣的背景下逐漸發展起來的。雖然從短期看，採用智能化物流裝備會導致企業投入增加，然而從長遠發展來看，智能化裝備給企業帶來的人力成本的節約和效率的提升，將使企業持續受益。
智能工廠發展趨勢
智能工廠將更加智能、靈活和動態。
製造工藝的組織將不同，會與整個生產鏈協同–從供應商到物流到產品的生命週期管理–跨越企業的各個部門緊密相連。
各個生產步驟將實現無縫連接。影響的過程將包括：工廠和生產規劃；產品開發；物流；企業資源規劃(ERP)；製造執行系統(MES)；控制技術；現場的各個傳感器和執行器。
在智能工廠裡，機器和設備將具有提升的自我優化和自主決策的能力。這與今日運行固定程序操作的情況形成了鮮明的對比
工業4.0：製造業的未來
技術進步的九大支柱
工業4.0基礎技術的九大技術進步已經在製造業中得到了應用，但工業4.0將會改變生產：隔離的，優化的單元將成為一個完全集成，自動化和優化的生產流程，引領提高效率並改變供應商，生產商和客戶之間，以及人與機器之間的傳統生產關係。
大數據和分析
基於大數據集的分析直到最近才在製造業中出現，它優化了生產程序，節約了能源並改善了設備服務。在工業4.0的背景下，來自許多不同來源（生產設備和系統以及企業和客戶管理系統）的數據的收集和綜合評估將成為支持實時決策的標準。
例如，半導體制造商英飛凌科技公司通過將生產過程結束時測試階段捕獲的單芯片數據與該過程早期晶圓狀態階段收集的過程數據相關聯，減少了產品故障。通過這種方式，英飛凌可以識別在生產過程早期幫助排出故障芯片並提高生產質量。
自主機器人
許多行業的製造商長期以來一直使用機器人來處理複雜的任務，但機器人正在不斷髮展以獲得更大的應用。他們變得更加自主，靈活和合作。最終，他們將互相交流，並與人類並肩安全地工作，並向他們學習。這些機器人將比現在製造中使用的機器人成本更低，功能範圍更廣。
例如，歐洲機器人設備製造商Kuka提供了可以相互作用的自動機器人。這些機器人是相互聯繫的，以便他們可以一起工作並自動調整行動，以適應下一個未完成的產品。高端傳感器和控制單元可與人類密切合作。同樣，工業機器人供應商ABB正在推出名為YuMi的雙臂機器人，該機器人專門用於與人類組裝產品（如消費電子產品）。兩個填充手臂和計算機視覺允許安全的互動和零件識別。
模擬
在工程階段，已經使用了產品，材料和生產工藝的三維仿真，但是在未來，仿真也將在工廠運行中得到更廣泛的應用。這些模擬將利用實時數據來反映虛擬模型中的物理世界，虛擬模型可能包括機器，產品和人類。這允許操作員在物理轉換之前測試和優化虛擬世界中下一個產品的機器設置，從而縮短機器設置時間並提高質量。
例如，西門子和一家德國機床供應商開發出一種虛擬機，可以使用物理機器的數據來模擬零件加工。這將實際加工過程的設置時間縮短了80％。
水平和垂直系統集成
今天的大多數IT系統都沒有完全集成。公司，供應商和客戶很少緊密聯繫。工程，生產和服務等部門也不例外。從企業到車間層面的功能沒有完全整合。即使是工程設計本身-從產品到工廠到自動化-都缺乏完整的集成。但隨著工業4.0，隨著跨公司，通用數據集成網絡的發展並實現真正自動化的價值鏈，公司，部門，功能和能力將變得更加緊密。
例如，DassaultSystèmes和BoostAeroSpace為歐洲航空航天和國防工業推出了一個協作平臺。該平臺AirDesign作為設計和製造協作的通用工作空間，並作為私有云上的服務提供。它管理著在多個合作伙伴之間交換產品和生產數據的複雜任務。
工業互聯網
今天，只有一些製造商的傳感器和機器聯網並利用嵌入式計算。它們通常組建在一個垂直自動化金字塔中，其中傳感器和具有有限智能的自動化現場設備和自動化控制器供應到總體制造過程控制系統。但隨著工業物聯網的發展，更多的設備（有時甚至包括未完成的產品）將通過嵌入式計算進行豐富並使用標準技術進行連接。這使得現場設備可以根據需要進行通信並相互交互並與更集中的控制器進行交互。它還分散了分析和決策，實現了實時響應。
Bosch Rexroth是一家驅動和控制系統供應商，為半自動化，分散式生產流程的閥門提供生產設備。產品通過射頻識別代碼進行識別，工作站“知道”每個產品必須執行的製造步驟，並且可以適應執行特定的操作。
網絡安全
目前許多公司仍然依靠不連接或封閉的管理和生產系統。隨著工業4.0帶來的連接性和標準通信協議的增加，保護關鍵工業系統和生產線免受網絡安全威脅的需求大幅增加。因此，安全可靠的通信以及機器和用戶的複雜身份和訪問管理至關重要。
去年，幾家工業設備供應商通過合作或收購與網絡安全公司合作。
雲端
有公司已經在一些企業和分析應用中使用基於雲的軟件，但隨著工業4.0，更多與生產有關的企業將需要增加跨站點和公司邊界的數據共享。同時，雲技術的性能將得到改善，反應時間僅需幾毫秒。因此，機器數據和功能將越來越多地部署到雲中，為生產系統提供更多的數據驅動服務。即使是監視和控制流程的系統也可能變成基於雲。
添加劑製造（3D打印）
公司剛剛開始採用增材製造，如3D打印，他們主要用於原型和生產單個組件。隨著工業4.0，這些添加劑製造方法將被廣泛用於生產小批量的定製產品，提供建築優勢，如複雜，輕量級的設計。高性能，分散式增材製造系統將減少運輸距離和庫存。
例如，航空航天公司已經在使用增材製造來應用新設計，以降低飛機重量，降低其原材料（如鈦）的開支。
增強現實
基於增強現實的系統支持多種服務，例如選擇倉庫中的零件以及通過移動設備發送修復指令。這些系統目前還處於初級階段，但未來公司將更廣泛地使用增強現實技術，為工作人員提供實時信息以改進決策制定和工作流程。
例如，工作人員可能會收到有關如何在查看需要修理的實際系統時更換特定零件的維修說明。這些信息可以使用增強現實眼鏡等設備直接顯示在工作人員的視野中。
另一個應用是虛擬培訓。西門子為其Comos軟件開發了虛擬工廠-操作員培訓模塊，該模塊使用逼真的基於數據的3-D環境和增強現實眼鏡來培訓工廠人員處理緊急情況。在這個虛擬世界中，操作員可以通過點擊網絡代表學習與機器交互。他們還可以更改參數並檢索運行數據和維護說明。
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