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智能工廠是構成工業4.0的核心元素。在智能工廠內不僅要求單體設備是智能的，
而且要求工廠內的所有設施、設備與資源（機器、物流器具、原材料、產品等）實現互通互聯，以滿足智能生產和智能物流的要求。通過互聯網等通信網絡，使工廠內外的萬物互聯，形成全新的業務模式。
從某種意義上說，工業4.0是用CPS系統對生產設備進行智能升級，使其可以智能地根據實時信息進行分析、判斷、自我調整、自動驅動生產，構成一個具有自律分散型系統（ADS）的智能工廠，最終實現制造業的大規模、低成本定制化生產。
在建設智能工廠時，要重點關注模塊化、數字化、自動化和智能化四大技術課題。
模塊化
模塊化是實現智能工廠規模化生產和客戶需求個性化定制的前提條件。這需要主要零部件供應商向模塊供應商轉型，全程參與產品設計、供應模式選擇以及單元化物流的規劃。
數字化
縱向看是實現工廠內各個層面，乃至每臺設備數字化建模與互聯互通；橫向看，是打造從客戶需求，到產品設計、供應商集成、制造以及物流服務的全流程供應鏈集成體系。
自動化
機器設備、系統或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現預期的目標的過程。
智能化
制造企業應搭建一個虛實融合系統，根據客戶個性化定制需求，實現虛擬的設計、制造與裝配，再通過智能工廠完成生產制造過程，有效解決定制產品周期長、效率低、成本高的問題。在智能工廠里企業可與客戶實現零距離對話，客戶也可通過多種方式參與到產品“智造”全過程中來。
工業4.0時代，隨著信息技術向制造業全面滲入，可實現對生產要素的高靈活配置和大規模定制化生產，由此打破傳統的生產流程、生產模式及管理方式。
未來是智能聯網式生產的時代，不僅是單一工廠、而是企業多個工廠之間將通過聯網構建起虛擬制造體系，為企業生產提供全面智能支持。
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