「智慧化」應該成為這個世紀的流行語，沒有一個產業能夠置身事外。從電話、家庭到建築業，紛紛試著讓自己貼上「智慧化」標籤。從自動化、智慧化、到更大的工業革命4.0概念等廣為人知的名稱，昭示製造業正慢慢見證一場會影響其他產業的革命。
工業4.0定義
Ubisense公司的技術長Andy Ward表示，任何自動化工廠的核心就是「智慧化」。他認為「場所智慧化」是自動化工廠的組成基礎，倘若在重要製程中有物體移動，便需要知道此物體位置、正在做什麼。工業4.0描繪出一個環境，其中靈活的智慧化製程利用來自連結整體價值鏈上感測器的實時資訊，優化工業過程。這些虛實整合系統（CPS）利用大數據分析，將所有操作全面可視化，使其達到前所未有的靈敏及效率。
Tech Mahindra全球垂直製造業主席暨資深副總Aloke Palsikar認為，每個人對智慧工廠有不同的定義。對他而言，不論是工廠智慧化或工業4.0，都反映出如何藉由聯網架構技術改變製造流程。如今，製造流程從最低階的機器設備，到現在可藉由感測器直接連接網路，與其他設備溝通成為物聯網的一部分，讓整個工作鏈更透明也更有效率。機器設備不只能相互溝通，還能與上一層或下一層的設備互通有無，免除人為干預做出智慧化的決策，這就是現代的自動化工廠。
安迅士網絡通訊的政府機關、城市監控暨特殊機構開發部門經理Andrea Sorri指出，所謂自動化工廠是指採用物聯網設備來提升產業的效率性、連續性以及操作安全性。在製造零件與操作員之間的即時遠端溝通就是一個工廠自動化案例。
研華科技則將智慧工廠定義為兩個不同階段。工業自動化事業群副總經理張仁杰舉例，智慧化工程是工業4.0的一部分，而工業4.0包括設計階段、製造階段以及物流階段。這整個項目都叫做4.0，其中智慧工廠逐漸變成流程的中間項目。
威強電工業專案經理Jerry Huang針對此話題更進一步說明，智慧工廠至少有四個組成項目：第一是機器對機器的整合;第二個部分是領域知識;第三個部分是前後段的商業智慧化;第四則是市場需求。若要以一個詞來定義智慧化工廠，那必定是「整合」。Altizon公司執行長Vinay Nathan也從四個領域來定義工業4.0：工廠智慧化、客戶服務電子化、相互連結的供應鏈、電子商務。任何工業4.0的倡議皆肇始於這四個部分的其中之一，並快速轉移與其他範疇相互重疊。
製造業的革命：客製化
由於實時訊息交換，製造過程能以更有效率的方式運作，例如藉由對操作需求的即時反應與收集資訊以達到最佳化、預測維護需求以及改善運作安全性等。將這些優點結合可節省成本和時間，並確保最終提供高品質的產品;不同地點的工廠資訊可以集中管理，並輔以高解析影像、熱紅外線畫面以及良好的聲音品質。
智慧工廠嘗試以各種機器、設備、流程控制器來達到高「情境覺察」（situation awarenes）狀態，而管理人員則可以同時去觀察工廠的其他環節。Palsikar對此表達其觀點，「這代表智慧工廠變得更有彈性、分散式管理，並能適應持續改變的動態程序。」
他亦補充，採用大數據資訊監控及維護管理有效減少了停工期，使工廠生產力提高;而利用感測器掌握製程，能有效減少重工以及不良率，因此產品品質也優於其他生產線。由於製造過程有較高的能見度以及掌控性，依據市場需求進行生產作業的時間也相對減少，使得消費者能獲得極佳的個性化商品。
相較於傳統工廠在面對需求的改變及生產過程中的問題應變能力有所限制，或許該問：智慧工廠能否知道工廠內發生什麼事情？工廠需要哪些東西？能否改變現況以改善效率及生產量？
Ward舉例，一條傳統汽車生產線只能製造非常少量、源自單一類型汽車的不同變形，如福特汽車在生產線上的每個工作站執行固定工作，此舉能大幅提升生產效率。然而，這樣的工廠無法在劃分特定類型產品生產率的同時又保持高生產效率，如此昂貴的設備也無法滿足其他產品模組需求。「當顧客的需求更多元、交貨時間更短、產品更便宜時，工廠營運就有越彈性越好的壓力。智慧工廠會將現在的產品需求以及生產線的每一個階段納入考量（可能會精細到單一客戶的單一產品訂單），自動採取相關流程以製造出訂單產品，即便是來自不同產線的其他產品！藉由導入智能自動化，對生產過程進行逐項更改，才能讓如福特這類的工廠避免增加成本。」
他補充，客製化僅是智慧工廠帶來的其中一個優點，它還能被運用在解決生產問題，能夠繞過運轉不順的機器，而改道由其他設備來維持生產流程，並從前一次的生產製程學習，改善和提升日後的生產效能與產品品質。
張仁杰也從他的角度舉出兩種情況。「工業3.0在歐洲國家已經結束。他們只有兩條路走，一是根據工業3.0來改善自動化項目，二是走向工業4.0，這取決於他們如何從工業3.0銜接到真正的工業4.0。中國和亞洲也分兩條路線發展，他們接受工業4.0概念卻先採行3.0的做法，或是只有做到3.0而不繼續往4.0發展。我們認為4.0會逐漸落實，同時也將提供大量的商機。另一個情況是我們不再以系統工程商為主要目標對象，而是朝向終端消費使用者。」
未來工廠具備非常靈活的生產製造方式，能滿足潛在不同類型產品的生產需求，重新配置工作站以生產更新更好的東西。在這個意義上談及智慧工廠，或許就要從根本上重新思考什麼是製造業。
攝影機扮演的角色
根據Ward說法，智慧工廠使用廣泛資訊來源做為決策參考，而影像即是其中之一。「影像被應用在感測及流程控制（例如：確保部分敏感生產區域沒有被外來物體干擾），在產品測試及品質檢驗上也有所幫助（例如：確認所有螺絲都有被牢繫在完成品上）。影像資料需要大量的闡釋，在照明環境良好及安裝施工正確的情況下能獲得最佳效果，進而降低現今影像分析演算的錯誤率。在環境不佳的情況下，直接使用RFID系統檢測、識別可能是更好的選項。」
Sorri表示，攝影機在智慧工廠內具有防損、遠端監看、操作流程管理、安心與安全性等作用。如專門生產蜂蜜蛋糕、位於捷克的MARLENKA國際公司，其在生產線上架設大量攝影機以監看產線的輸送帶移動狀況，產品包裝部門和遞送部門也設置攝影機掌控運輸狀況。這套攝影機監控系統必須滿足長達90天錄影紀錄的需求，以期能讓遞送部門的攝影機以最快的速度找到特定時間的影像畫面。未來也將會在包裝檢驗部門或低於冰點的冷藏室安裝更多的攝影機。
ZAMPRA國際工程公司是另一個攝影機應用於智慧工廠的案例，主要是用作傳統的安全性目的如圍籬防護、預防竊盜及監看等。藉由這些攝影機能夠確保產線作業員的安全性及特定生產流程的正確性，同時也能有效減少作業傷害與作業中無故缺席等情況。很快地，由於技術提升帶來卓越的光學品質及攝影機軟體功能的強化，例如能快速搜尋影像資訊等，將使得攝影機相關的其他應用更有效率，進而使產線運作最佳化。監控系統的裝設使生產品質有長足的進步，產量相對增加，也減少了工作傷害以及無故缺席的情況。目前為止，監控系統仍然維持獨立運作狀態，但ZAMPRA已經考慮在未來要與其他系統相互串聯。
威強電工業Jerry Huang也分享了攝影機於智慧化工廠的兩種應用目的。第一個是缺陷檢測，工業環境攝影機的主要工作就是確認精密度及公差狀況;第二個目的則是監控，即為一般安全標準應用。
機器人投入產線運作
與傳統工廠相比之下，智慧工廠最重大的變化是導入各種不同類型的機器人，例如汽車製造以及電子產業中已經可以看到許多採用機器人生產的實際案例。在不久的將來，我們會聽到更多應用案例，人類與機器人一起工作以強化汽車生產線，並藉由機器人系統來降低新式樣汽車的重新配置時間。
Ward也談到類似的生產線，並補充自動化對智慧工廠也是不可忽視的一環，尤其是在組裝、物流以及產品檢測部分。「每個人對於機器人在傳統汽車工廠焊接車身的景象都很熟悉，然而隨著機器人的動作越加靈巧精細，可以參與的組裝流程更為廣泛。特別是在智慧工廠中，機器人非常適合處理固定的生產重新配置流程，能大幅提高生產效率;並且利用自動化系統中的自動導引無人搬運車（AGV）系統，適時地遞送不斷更換的零件以支援大量客製化生產需求。」
智慧工廠的關鍵感測器
感測器運用在工業中已經有數十年之久，並發展出許多類型（壓力感測、非接觸／接觸式感測、尺寸感測、位移感測、速度感測、旋轉感測、編碼讀卡機?等），皆以不同方式接收訊號如電磁式、光電式、光學式、無線電以及其他訊號等。然而，新一代的感測器則具備智慧化和通訊功能，能更快的裝置完成，價格也容易被市場接受。
Palsikar表示，「這些感測器運作時不耗電，相當容易拆裝、可以方便攜帶，使得應用範圍更加廣泛。有部分感測器應用於產品識別例如以影像擷取辨識，RFID或Nano標籤等。在店鋪樓層安全防護部分則採接觸式感測器以及精密物體移動偵測（例如人機協作），還有許多人身安全應用感測器選擇，例如可搭配火災偵測、氣體外洩偵測以及安全應用的各種化學感測器。最重要的是，能將來自各種不同感測器的即時訊息加以結合運作，並以邏輯演算預測以及監看即時狀況來採取正確行動，兩者幾乎是同步進行。」
Ward指稱，智慧工廠搭配位置追蹤感測器能夠確認作業中的人、物，工廠內部的工具，或其他生產相關設備都在正確的位置。「藉由追蹤這些項目以及觀看項目之間的互動狀況，工廠能夠監看兩者的生產流程，並能依此判斷什麼時候、哪段流程需要調整。」
以汽車工廠來說，可能會有不同類型的汽車要在同一條產線製作，因此，當組裝不同車款時，就需要依據不同類型車子的設計而改變電動螺絲起子的扭力。透過即時追蹤工廠內的車子以及工具位置，能夠隨時知道哪個工具用在哪台車子，並能藉由無線網路傳輸立即修改成正確的扭力。如此一來，作業員只要拿起螺絲起子將螺絲對準孔洞並啟動螺絲起子，不需要擔心扭力的正確性，因為電腦隨時都會調整。「當然，這是一個關鍵任務應用，需要一套正確而可靠的追蹤系統來支援，不幸的是，通常應用於其他行業的無線電或光學追蹤系統使用在工廠環境上是一大挑戰－電磁訊號會被工廠內大量的金屬反射並干擾。好消息是，新的無線電技術例如超寬頻無線電（UWB），即使在惡劣的工廠環境也能達到公分級精確度、即時定位。」
智慧化成為基準
智慧工廠的出現對製造業而言是一個自然演進。有了無數的感測器以及裝置配件，這些智慧化生產組件都將徹底改變產業型態。這樣的變化將吸引眾人的矚目，尤其是連接設備的安全性以及人類在這之中所扮演的角色。然而，這些都不足以成為讓工廠變得更聰明的絆腳石！