根据国际机器人联合会(IFR)近日发布的报告，2016年中国工业机器人销量9万台，同比增长31%，远高于14%的世界平均增速。随着制造业产业链快速向自动化与智能化转型升级，客户要更快的供应速度（提高生产效率），柔性的生产供应（灵活的生产线组合，能随时调整生产产品），激烈的竞争要求更低的市场价格导致需要压缩生产成本，各类利益相关者要求更环保的生产，保护工人健康的要求更高。预计到 2020 年，制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率将超 70%，关键工序智能化率将超50%。当前，制造型企业若不积极进行转型升级，势必无法适应逐渐实现自动化与智能化的产业链，从而被激烈的市场竞争所淘汰。长远来看，随着中国人口红利的消失及劳动力成本的升高，打造智慧型工厂是未来产业升级和进步的必由之路。
图1 自动化焊接机械臂在工作
在近期举办的2017中德智能制造合作与展望高峰论坛期间，一位企业家讲到：“我们工厂订单多，工人劳动强度很大，经常短时间内大量加班。因此招工非常困难，即使把招工门槛降到很低也不行，年离职率更是达到了100%。”
另一位从事手机配件生产的企业家更是深有感触：“我们工厂位于长三角地区，由于配件产品毛利不高，很多用人较多的生产线不得不考虑转移到内陆劳动力更便宜的地方。即使这样，可能在未来2-3年，用工难的问题也不能从根本解决。”
图2 中德智能制造合作与展望论坛开幕式
很明显，随着劳动力成本的不断升高，诸多制造型企业也面临着与上述两位企业家同样的难题，解决方案并不复杂，那就是利用自动化、智能化设备打造属于自己的智慧工厂。那么，为何始终有企业不愿实施自动化改造呢？北钢联通过对航空航天、轨道交通、电力工程、环保、金属加工五大行业的典型企业进行调研，了解到产业链内管理层意识中普遍存在以下想法，影响到了企业自动化改造的决策：
工厂A：“自动化改造门槛高，实施风险大，我们还想继续观望。”工厂B：“自动化设备及生产线的研制投入大，投入了资金一定能见效吗？”工厂C：“自动化改造我们找不准方向，改造周期长，既影响生产又劳民伤财，不如得过且过更保险。”
劳动力结构性短缺和人力成本上升的刚需痛点显而易见，作为制造型企业的管理者，或多或少会被以上问题所困扰，从而拖慢企业改造进程，项目难以推进，因此错过宝贵的改造机遇，痛失市场良机。以典型代表工业机器人为例，随着机器人的高效性、稳定性、精准性被逐渐认可，在2013年、2014年制造行业呈现出了爆发式的增长态势，预计到2025年我国制造业重点领域将全面实现智能化，其中关键岗位将由机器人替代。在如此激烈的改造大环境下，企业家们不应再苦苦坚守传统工厂，而应采用全新的产业发展模式。
图3 智能装备自主完成产品物流
与自动化、智能化全方位覆盖的智慧工厂相比，传统工厂管理杂乱、维护困难，无法有效的实现系统化管理；而智慧工厂可实现人机协作，通过数据信息将整套单元串联在一起，真正实现柔性化生产，可从整体上强化企业的竞争力，巩固企业在产业链中的领头羊地位。
1、自律能力
设备与设备之间，已不是信息孤岛，主动搜集生产数据、理解生产数据，实时上传、反馈，并给出决策者建议，省去了大量的中间环节，历史数据可随时调用并完善，人与设备通过数据建立了紧密的联系。设备将通过传感器、大数据等软硬件系统达到实时监测，对可能发生的故障提前预警。
2、人机一体化统筹
智慧工厂是混合智慧，机器只进行机械式的推理、判断、上报，因此无法实现独立的决策，需要人类进行统一的管控。
3、虚拟现实技术
虚拟现实技术将是关键技术之一，在屏幕上指点就可得到设备的反馈已是制造业的新常态。中控室将集成信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多媒体技术；借助各种音像和传感装置，虚拟展示生产的过程、物料状态等，它所展示的内容就是生产的实际状态，可从感官和视觉上使人获得生产可视化管理。综合国内自动化市场来看，目前仅有北钢联成功将VR技术融合进工业领域，第一次通过虚拟现实技术展示了复合材料自动化生产线。
图4 智慧工厂的逻辑协同关系
4、自组织与超柔性
产品型号的频繁切换易于实现，设备之间组成最佳的协同关系，如同一列专家在一起，既有各自的独立性，又有团队协作精神。
5、自主优化与完善
区别机器是否有人类思想的根本便是自我意识，智慧工厂能在不断的实践中自我学习，扩充知识库，为人类决策提供依据，并适应各类复杂的生产条件。
6、无人干预的自动化
全部生产活动将由自动化集成系统控制，生产第一线配有自动化设备或智能机器人，按照预设的机械动作、既定的生产计划自主生产，24小时无人值守也可保质保量完成指标。
根据 IHS 的报告，在全球各地区当中，亚太地区将引领全球工业自动化行业的增长，产业链升级将继续加速。而在此过程中，多数公司已经走在自动化与智能化改造的路上， 预计2017年全球工业自动化产业规模将达2250亿美元，无论是高速大批量的制造企业还是追求灵活、柔性的定制化制造企业，都将依靠工业自动化技术。身在一线的北钢联深切的感受到自动化、智能化升级改造浪潮的澎湃之势，近五年每年的工业自动化产值正以135%的速度增长。中国制造业产业链正在悄然加速升级转型，在工业4.0的大势下，全产业链升级转型的大势下，落后的生产模式将无法对接与适应先进的产业链上下游，结果只有两种：升级转型或落后淘汰。
