当前，我国大多数企业、大多数行业的智能制造系统都是处于局部应用阶段，只有少数大企业单项业务信息技术覆盖面较高，关键业务环节应用系统之间实现了一定的协同和集成。从制造企业生产力水平来看，大量企业处于工业2.0阶段，有些企业处于工业3.0待普及阶段，有个别意识和行动很强的企业处于工业4.0要示范阶段。

数字化工厂是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。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，要紧作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。从定义中能够得出一个结论，数字化工厂的本质是实现信息的集成。

智能工厂是利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。智能工厂实现了人与机器的相互协调合作，其本质是人机交互。

智能工厂是实现智能制造的重要载体，主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现生产过程的智能化。企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型，主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中，物理层包含工厂内不同层级的硬件设备，从最小的嵌入设备和基础元器件开始，到感知设备、制造设备、制造单元和生产线，相互间均实现互联互通。以此为基础，构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。信息层涵盖企业经营业务各个环节，包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动，以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。在此基础上，形成了企业内部价值链的横向集成环境，实现数据和信息的流通和交换。

中科华智专为制造企业量身打造的“设备自动化+设备集成化+车间管理数字化”智能化车间管控系统。系统集中体现了智能工厂将来的发展趋势，即车间管理数字化、生产排产自动化、数据采集自动化和集成化、车间物料管理可视化、生产过程可追溯、全面质量管控、车间实时动态可视化。

智能工厂的构成

1、生产计划和排程

从生产计划源头上集成ERP，进行APS高级排产，可明显缩短交化期、提升设备利用率，使生产计划更科学。

生产计划是车间生产管理的重点和难点。提高计划员排产效率和生产计划准确性是优化生产流程以及改进生产管理水平的重要手段。

车间接收主生产计划，根据当前的生产状况（能力、生产准备和在制任务等），生产准备条件（图纸、工装和材料等），以及项目的优先级别及计划完成时间等要求，合理制订生产加工计划，监督生产进度和执行状态。  高级排产工具（APS）结合车间资源实时负荷情况和现有计划执行进度、能力平衡后形成优化的详细排产计划。其充分考虑到每台设备的加工能力，并根据现场实际情况随时调整。在完成自动排产后，进行计划评估与人工调整。在小批量、多品种和多工序的生产环境中，利用高级排产工具可以迅速应对紧急插单的复杂情况。

2、车间资源的管理

车间资源是车间制造生产的基础，也是MES系统运行的基础。车间资源管理主要对车间人员、设备、工装、物料和工时等进行管理，保证生产正常进行，并提供资源使用情况的历史记录和实时状态信息。

3、车间作业的管理

生产过程管理实现生产过程的闭环可视化控制，以减少等待时间、库存和过量生产等浪费。生产过程中采用条码、触摸屏和机床数据采集等多种方式实时跟踪计划生产进度。生产过程管理旨在控制生产，实施并执行生产调度，追踪车间里工作和工件的状态，对于当前没有能力加工的工序可以外协处理。实现工序派工、工序外协和齐套等管理功能，可通过看板实时显示车间现场信息以及任务进展信息等。

4、质量管理

生产制造过程的工序检验与产品质量管理，能够实现对工序检验与产品质量过程追溯，对不合格品以及整改过程进行严格控制。其功能包括：实现生产过程关键要素的全面记录以及完备的质量追溯，准确统计产品的合格率和不合格率，为质量改进提供量化指标。根据产品质量分析结果，对出厂产品进行预防性维护。

5、物料管理

针对车间内的所有库存物资进行管理。车间内物资有自制件、外协件、外购件、刀具、工装和周转原材料等。其功能包括：通过库存管理实现库房存贮物资检索，查询当前库存情况及历史记录；提供库存盘点与库房调拨功能，对于原材料、刀具和工装等库存量不足时，设置告警；提供库房零部件的出入库操作，包括刀具／工装的借入、归还、报修和报废等操作。

6、图文档管理

对生产现场，车间加工人员需要看的工艺流程卡、工艺图纸文档等进行管理，针对不用产品在加工过程中，可以通过工业电脑、平板电脑查询图纸，实现无纸化的办公。

7、设备管理

设备互联互通，智能是CPS信息，物理系统在制造企业的具体体现，实现数控机床等数字化生产设备的分布式网络化通讯，实现加工程序集中管理与设备状态实时监控等功能。

8、数据采集

生产监控实现从生产计划进度和设备运转情况等多维度对生产过程进行监控，实现对车间报警信息的管理，包括设备故障、人员缺勤、质量及其他原因的报警信息，及时发现问题、汇报问题并处理问题，从而保证生产过程顺利进行并受控。结合分布式数字控制DNC系统、MDC系统进行设备联网和数据采集。

9、车间看板和智能分析报表

能够对生产过程中产生的数据进行统计查询，分析后形成报表，为后续工作提供参考数据与决策支持。生产过程中的数据丰富，系统根据需要定制不同的统计查询功能，包括产品加工进度查询、车间在制品查询、车间和工位任务查询、产品配套齐套查询、质量统计分析、车间产能（人力和设备）利用率分析、废品率／次品率统计分析等。

10、第三方系统的集成

MES系统不是孤立存在的，它在整个制造企业的数字化建设中是非常重要的一环。MES需要和ERP系统、WMS系统，升级PLM系统实现互联互通。