近年，“智慧工厂”悄然兴起。为适应市场的发展，提高企业管理效率和水平，许多传统工厂也纷纷走上数字化转型之路。
利用机器视觉和视频物联等技术，通过工业机器人和各类传感器的融合应用，为工厂生产和管理带来全新的变革，从而提高工厂管理效率，实现企业效益最大化，已经成为现代工厂的发展趋势。
智慧工厂有哪些优势和魅力
何谓智慧工厂？智慧工厂是现代工厂信息化发展的必然阶段。智慧工厂是利用机器视觉、视频物联等技术，实现工厂办公、管理自动化，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，实现工厂作业规范化、智能化、自动化，提高产品的可靠性，降低不良率，从而达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、保障安全生产的目的。
智慧工厂旨在构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。其应用场景包括智能仓储、智能车间、追溯管理等。
“智慧工厂”叫法不一，有些叫“智慧工厂”，有些叫“智能工厂”，也有些叫“数字化工厂”。
智慧工厂体现在制造生产上，具有如下主要特征：系统具有自主、自控能力；生产过程可视化、智能化；自我学习及维护能力；人机共存的作业系统等。
基于AI和物联网的智慧工厂，为工厂管理和生产带来了全新的变革，提高了产品质量，也提高了生产效率和企业的市场竞争力，因此受到许多企业的青睐。
打造智慧工厂，提升制造业水平
2021年4月14日，工信部发布了《“十四五”智能制造发展规划(征求意见稿)》，提出到2025年，建设2000个以上新技术应用智能场景、1000个以上智能车间、100个以上带动行业发展的智能工厂，重点行业骨干企业初步实现智能转型；到2035年，规模以上制造业企业全面普及数字化。
近年，各地政府对加快产业升级也十分重视，工厂数字化转型正在成为行业发展趋势。
2020年9月，上海市发布《上海市建设100+智能工厂专项行动方案(2020-2022年)》，要求上海三年内完成100家智能工厂建设，其中汽车行业20家，电子信息行业20家，高端装备行业20家，生物医药行业10家，航空航天行业10家，绿色化工及新材料行业10家，快销品、节能环保等行业10家。
2020年12月22日，上海市召开智能制造推进工作大会。会上举行了授牌仪式，为首批上海市20家智能工厂授牌。20家智能工厂中包括上汽大众汽车有限公司(MEB智能工厂)、上汽通用汽车有限公司(凯迪拉克数字化工厂)、上海汽车集团股份有限公司乘用车公司(临港基地数字化工厂)、光明乳业股份有限公司(乳制品全产业链智能工厂)等。
为促进工业互联网发展，深圳市专门出台了《深圳市关于加快工业互联网发展的若干措施》和《深圳市工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》，每年财政拿出1.5亿元左右的资金，扶持工业互联网发展。
根据相关规划，深圳将大力发展工业互联网，支持龙头企业搭建工业互联网平台，鼓励中小企业上云上平台，提升智能制造水平。加快新产品、新技术推广应用。
近年，安徽省制造业数字化不断加快。“十三五”期间，全省共建成国家级工业互联网示范平台20个、省级制造业与互联网融合发展试点企业305个，认定了98个省级智能工厂、472个数字化车间，推广应用工业机器人超过3万台。“十四五”期间，安徽省计划培育数字化车间、智能工厂1000家。
2020年12月23日，浙江省经信厅、杭州市余杭区政府举行了首届“未来工厂”发布会，会上发布了首批“未来工厂”名单，海康威视、大华股份等12家企业入选。
首批认定的12家“未来工厂”在创新应用数字孪生、人工智能、大数据等新一代信息技术，积极探索协同制造、共享制造、个性化定制、“产品+服务”等智能制造新模式、新业态方面，均有各自优势和特点。
2021年4月28日，杭州召开全市制造业高质量发展大会暨“未来工厂”建设推进会，为杭州市部分优秀企业授牌，并发布“未来工厂”政策。海康威视、阿里巴巴、大华、新华三、麦乐克等140家企业分别入选杭州市首批“聚能工厂”、“链主工厂”、“智能工厂”和“数字化车间”培育企业名单。
2021年5月25日，杭州市委、杭州市人民政府发布《关于加快建设“未来工厂”的若干意见》，提出到2025年，全市制造业发展质效达到国内先进水平。
到2025年，力争培育“聚能工厂”“链主工厂”和“智能工厂”150家以上，培育“数字化车间”1000个以上。
《意见》还提出，积极推广“产业大脑”六大“新场景”，“产业大脑”聚焦数字产业化和产业数字化，重点围绕“互联网+”“大数据+”“人工智能+”，持续深化制造业全产业链供应链体系的数字化场景创新和应用推广，全面提升数字化发展水平；打造示范型“智能工厂”，以打造智能化标杆为目标，围绕六大“新场景”，深化应用5G、人工智能、大数据等先进适用技术，培育一批技术水平领先、应用效果显著的“智能工厂”。
到2025年，力争全市培育示范型“智能工厂”120家以上，其中认定80家左右。同时，力争全市培育效率型“数字化车间”1000个以上，其中认定200个左右。
为加快推进产业转型升级，浙江提出全面推进“机器换人”计划。2013年至2017年，实施“机器换人”的五年间，浙江规模以上工业人均劳动生产率累计提高51.2%，浙江在役机器人数量遥遥领先。
根据杭州市经信局数据，截至目前杭州市累计实施机器换人项目4084项、工厂物联网项目1167项，实施智能制造试点示范项目114项，推广工业机器人6648台，上云企业超过8.9万家。这一切，为浙江制造从自动化走向智能化打下了坚实基础。
众泰控股集团就是“机器换人”的受益企业。众泰通过引进12台全自动智能焊接机器人，生产线员工从120人减至30人，产品一次性合格率提高至99%。
从中可以看出，智慧工厂的优势和价值。可以预见，未来将会有越来越多的“智慧工厂”诞生。
富士康转型，从代工车间到智慧工厂
富士康是全球著名的“代工大王”。在3C时代，富士康带动了中国制造产业链的发展，解决了中国数万劳动力就业问题。但随着市场的发展，代工业务利润空间越来越小。
随着经济水平的提升和人工成本的不断攀升，劳动密集型企业面临巨大的降本增效压力。为改善生产环境，提高生产效率，富士康开始转型，并走上以互联网、大数据、人工智能为核心的数字化转型之路。
依托工业互联网，由低附加值代工厂转型为科技驱动的生产型服务企业，成为富士康新时期的重要发展战略。
2013年，富士康初步形成工业互联网构想。此后便在这一领域探索和实践。
2015年，富士康将物联网、机器人、人工智能相关业务单独拆分，组成工业互联网业务公司——富士康工业互联网股份有限公司，简称工业富联。
在智能化生产领域，依托于富士康工业云平台，基于机器人+传感器的生产模式，开发出机器人AI的自感知、自诊断、自修复、自优化、自适应功能，实现了提质、降耗、增效的阶段目标。
2019年1月，工业富联“柔性装配作业智能工厂”成功入选达沃斯世界经济论坛“制造业灯塔工厂”，成为全球16家工业4.0未来智慧工厂的一员，是唯一当选的中国本土企业。
名企是如何打造智慧工厂的
除了富士康，国内许多知名企业，也都在积极打造自己的智慧工厂，如海信、海尔、美的、长虹等。
四川绵阳长虹智能制造产业园是“中国智能制造”首批试点示范项目，总投资逾50亿元，涵盖智慧显示终端、智慧能源及相关配套产业，将工业机器人、机器视觉、边缘计算等技术引入到生产流程中。目前，长虹智能生产线能减少70%的人力、人均产出效率提升65%、物流自动化率达到95%。
美的集团在广州南沙打造了生产空调的智慧工厂，首个引入美的工业互联网。厂房面积超过4万平方米，通过智能网关技术，可以让年代、型号千差万别的41类189台设备实现无缝连接。
经过工业互联网改造后，该厂劳动生产效率提高28%，单位成本降低14%，订单交付期缩短56%。
几年前，笔者有幸赴贵阳参观了海信贵阳电视机生产基地。贵阳海信堪称智能工厂的样板，海信先后投入约6000万元用于贵阳工厂数字化智能制造升级，在自动化设备方面，引入了PCBI自动卡合机器人、双臂自动锁固机器人、自动翻屏机器人、包装自动化线体等。
针对产品质量信息追溯难题，贵阳海信每台电视装配下线后，都会贴上二维码和条形码。这个二维码采用了物联网技术，就像是一台电视的“身份证”，它包含了产品的基本信息和物流大数据，产品销售到什么区域、哪家经销商、哪个客户，都可以实时追溯。
实施数字化智能化改造升级后，贵阳海信员工总数从1000人左右减少到500人左右，但年产能却从改造前的90万台左右增加到目前的190万台；产品生产时间由原来的一周缩短至2小时，产品不良率下降27.56%，实现了生产质量、效率双提升。
通过数字化智能制造升级，贵阳海信成为西南地区唯一的电视机“智能制造”基地。在智慧工厂的助力下，海信在西南地区的市场占有率节节攀升。
AI和视频物联，助力工厂提质增效
近年，腾讯、阿里等互联网巨头以及海康威视、大华股份等安防巨头，都在积极布局工业互联网。
马化腾表示，AI技术不但能“上天”，还能“进厂”。目前腾讯的AI技术已经成功应用于上海富驰高科技股份有限公司的质检环节，帮助企业实现降本增效。
富驰高科是一家金属粉末注射成型(MIM)产品专业制造商。此前，富驰高科的工厂在前端工序的自动化程度已经很高，可达到90%以上，唯独在质检环节，因为MIM产品形状结构复杂，有很多异形，导致一般的检测设备和检测方法都难以满足要求。
所以一直以来，富驰高科都依赖于人工质检。可是，随着整个行业的发展，人工质检的局限性也越发凸显。后来，富驰高科与腾讯云合作。腾讯云针对富驰高科的应用需求推出定制化方案，解决了困扰富驰高科的质检自动化难题。
现在，一台AI质检仪的工作效率是原来人工检测的20倍。富驰高科已经上线10多台设备，在机器持续满载生产的情况下，一年可节省人力成本数千万元。
海康威视、大华股份都是我们熟悉的安防企业，他们既是智慧工厂的践行者，也是工厂数字化转型的推动者。他们在自身率先完成企业数字化改造的同时，利用自己的技术，助力企业数字化转型，成为许多企业数字化转型的重要合作伙伴。
海康威视融合智能物联、人工智能和工业物联网等技术，构建了自己的智能化生产园区，打造了数字产业化智能工厂的样本。
海康威视智能视频终端未来工厂，构建“海康威视云中心”，实现精准化营销、智能化生产、数字化服务，形成“产品种类千余种、型号万余种”的视频终端大规模个性化定制。
大华股份为广汽新能源量身定制了大华HOC智慧企业解决方案，将技术和产品深度融入到企业生产、运营、管理的各个环节，通过在汽车生产线部署高清智能摄像机，为广汽打造定制化汽车生产可视化系统，客户通过APP就能实时了解爱车的生产过程。大华HOC智慧企业解决方案，助力广汽新能源实现了数字化转型升级。
智慧工厂催生万亿级工业物联市场
人工智能、5G、机器视觉、大数据、云计算等技术的融合应用，为智慧工厂带来丰富的场景体验。尤其是人工智能技术，在智慧工厂建设中起到了至为关键的作用，由于AI的加持，极大地丰富了智慧工厂的内涵。
智慧工厂是一个不被人关注的市场，因而也是一个被长期忽略的市场。制造业是中国实体经济的根基，目前全国共有327万家制造企业，吸纳了1.05亿人就业，占总就业人口的27.3%，居各行业之首。
中国是著名的“世界工厂”，连续十一年名列第一制造业大国。但中国制造业劳动生产率仍然十分低下，仅为美国的19.3%、日本的30.2%和德国的27.8%。
在全球制造业四级梯队格局中处于第三梯队，距离“制造强国”目标至少还需30年。也就是说，我们的制造业水平迫切需要提升。
中国社会科学院工业经济研究所工业发展研究室主任邓洲表示，“相比发达国家，中国实现人工智能与制造业深度融合发展的需求更加迫切。”
构建机器学习所需的工业大数据库基础，加快促进人工智能与制造业的深度融合，是提升制造业水平的关键。
那么，AI智慧工厂为相关行业带来的商机有多大？我们以贵阳海信为例进行分析，贵阳海信数字化智能制造升级共投入6000万元。
如果以此为参照，全国327万家制造企业，假设每家企业平均投入500万元进行数字化改造，就将产生16万亿的市场需求。即使AI安防只占10%，也是1.6万亿的市场规模。因此，智慧工厂将是未来AI应用的最为庞大的市场。
智慧工厂，前景广阔。未来，中国工厂的实力将不仅体现在产能上，还将体现在智能上。
目前，支撑人工智能与制造业深度融合发展的核心技术和关键器件、设备仍然被发达国家掌握和控制，国产化迫在眉睫。
国产化不仅可以降成本，也有利于促进国内制造企业与设备厂商的设备上网与数据联动，通过工业互联网打通制造产业链上下游的联合创新。因此，无论是AI企业还是视频物联企业，都将大有可为。
