智慧工廠在德國工業(yè)4.0計劃下開始獲得企業(yè)關(guān)注，工廠智慧化的過程中，勢必得面對各種溝通、連結(jié)及如何適當應(yīng)用的問題。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的帶動下，廠商必須依循或建立一套共通平臺，并確切了解自身智慧化的需求為何;而智慧化的內(nèi)容則是著重于機器與機器、人與機器之間的智慧互通，以及機器設(shè)備的自我調(diào)整與自主反應(yīng)，讓廠商能夠有效降低成本、節(jié)能、提升生產(chǎn)力及產(chǎn)值，臺灣廠商才能在競爭環(huán)伺的市場中脫穎而出。
隨著世界各地工資上漲、勞工意識抬頭、缺工等問題逐漸增加，加上智慧聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)時代到來，智慧工廠議題趁勢而起，近幾年開始受到重視，甚至許多廠商也大力導(dǎo)入各種自動化與智慧化系統(tǒng)，希望藉由科技力量來解決人、機器及整體系統(tǒng)間的溝通與運作問題，使廠商可以提升效率與產(chǎn)值，對員工也能提升工作環(huán)境品質(zhì)及準確性。
工業(yè)4.0的誕生
智慧工廠真正受全球廠商關(guān)注來自德國于2012年制定的工業(yè)4.0計畫，德國軟體公司SAP前執(zhí)行長Henning Kagermann為最先提出工業(yè)4.0想法的開創(chuàng)者，而SAP在之后的相關(guān)推動中也的確多有著墨。對于工業(yè)4.0計畫，德國總理梅克爾也相當支持，更希望能藉由該計畫讓德國與歐洲各國制造業(yè)再次振興，歐洲也希望能藉由工業(yè)4.0計畫，在2030年前讓制造業(yè)所占GDP，從目前15%提升到30%。
工業(yè)4.0即為第四次工業(yè)革命：第一次工業(yè)革命在于利用機械取代人工;第二次工業(yè)革命則是生產(chǎn)設(shè)備動力的改變，使用電力幫助更大量的生產(chǎn);第三次工業(yè)革命則是開始利用電子設(shè)備、ICT技術(shù)及自動化系統(tǒng)導(dǎo)入;而第四革命講求的則是智慧化生產(chǎn)，也就是利用各種整合感控系統(tǒng)，結(jié)合以人為本的方式進行更為靈活彈性的制造，并利用資通訊科技、云端運算與商業(yè)分析達到快速調(diào)整及策略訂定的目標。
根據(jù)上段所述，智慧工廠可達到快速調(diào)整及優(yōu)化升級的目標，主要做法也已經(jīng)從純粹的自動化取代人工，轉(zhuǎn)換成更為智慧化的人機協(xié)同，人不再提供單純勞力，而是做為決策及管理者;機器設(shè)備則擁有快速應(yīng)變及多方溝通能力，人與機器所扮演的角色與功能都有大幅度演變，如此能更加貼近現(xiàn)今需求快速變動的市場。
可自主調(diào)整廠區(qū)與產(chǎn)線之產(chǎn)能配置、調(diào)整上下游供應(yīng)配送、可自主優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境之資源與能源配置、可輔助人員正確完成各種操作與組裝、可即時逆向追蹤生產(chǎn)進度與履歷。這些都是未來智慧工廠得以達到的目標與理想，不但能節(jié)省大量時間，也能大幅降低各環(huán)節(jié)間的溝通與變動成本。
根據(jù)調(diào)查，智慧工廠市場規(guī)模2014年約167億美元，2015年預(yù)估會增加至180億美元，到2018年則有機會達到235億美元，年成長率約保持在7～11%。
從工業(yè)4.0到智慧工廠
德國工業(yè)4.0的發(fā)展最終目標就是智慧工廠，其中最重要的就是網(wǎng)宇實體系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)的導(dǎo)入。CPS為一整合運算、網(wǎng)路通訊與實體環(huán)境于一體的多維度復(fù)雜智慧系統(tǒng)，也就是利用結(jié)合后端運算平臺、現(xiàn)場感測器與致動器，在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)下進行實時(Real-Time)的動態(tài)控制與服務(wù)。
CPS技術(shù)可進行編程、記憶與儲存能力，并可結(jié)合感測器和通訊技術(shù)，嵌入CPS的實體設(shè)備可連結(jié)到網(wǎng)路，不同于大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)只著重在計算能力，CPS也可讓實體設(shè)備同時具有通訊、精準控制、遠程協(xié)同與自主反應(yīng)運作。
該技術(shù)讓實體設(shè)備得以更智慧化，機器與機器(M2M)間可進行獨立交換訊息、觸發(fā)行動與相互控制，不但大幅改善制造過程、材料用生產(chǎn)過程、工業(yè)用工程，也讓供應(yīng)鏈與生命周期管理更加有效率。
