流程工业是指通过物理或化学变化进行生产的行业，是我国国民经济的支柱产业和实体经济发展的根基，比如石油、化工、钢铁、有色、建材、造纸等基础原材料行业都属于流程工业。当前，信息化与工业化正朝着加速融合的趋势前进，随着“工业4.0”“中国制造2025”等战略的提出，全球工业企业正在加速智能化改造、数字化转型，需要融合工艺技术、设备技术、操作技术、自动化技术、信息化技术，推动生产、管理和营销模式的变革，顺势重塑产业链、供应链、价值链，使工业企业焕发新的生机与活力。智能工厂建设正是实现流程工业智能化的有效途径。
那么，什么是智能工厂呢？为了更好地理解智能工厂，让我们先来看看什么叫智能手机。设想一下有两个人使用同品牌、同型号的手机，但里面的功能却是不一样的，这主要是因为手机中有手机操作系统和APP，每个人可以根据自己的需求从APP应用商店下载不同的APP来满足自己的个性化需求。而手机之所以智能，是因为手机有操作系统（比如谷歌的安卓、苹果的iOS），有APP，有生态。以安卓生态为例，软件开发者可以基于安卓系统开发各种APP，再上传到应用商店，让用户可以根据自身的需求从应用商店下载相应的APP。那么如果把一个工厂看成一部手机，则工厂中的电机、反应器等设备就像手机中的元器件（比如手机电路中的电阻、电感等）；工厂内部的原材料、半成品等物料的流动（简称物料流）以及由物料流动引发的资金流动（简称资金流）等就如同手机中产生的数据；企业中的采购、销售如同手机对外的信息通信。和智能手机一样，智能工厂也有自己的大脑，即工厂操作系统，也需要有工业APP以及工厂操作系统生态。
智能工厂的建设并不是一件容易的事。首先，流程工厂内部存在大量的“烟囱式”工业软件。所谓“烟囱式”工业软件是指工厂为了业务需要而建设的一些工业软件，这些工业软件体系因缺乏有效敏捷的信息开放与共享手段，普遍存在定制成本高、周期长、推广难等问题，而且形成的数据相互独立，互联互通难，极大程度影响了工业数据价值的提取与挖潜。其次，不同系统之间面临难以集成问题。比如如何集成不同时代、不同品牌、不同类型的智能设备，如何融合不同时期、不同厂家、不同工具研发的信息化软件系统等。另外传统的工业软件很难满足客户定制化、多品种、多批次的产品需求，在生产、运维与经营等过程中，出现设备、工艺、运营和自动化技术与信息技术的融合程度低、业务协同难等问题。
针对这些问题，智能工厂采用一种适应流程行业柔性管控与业务不断改进的“流程工业工厂操作系统+工业APP”的系统架构，利用工厂操作系统集成各种控制系统和智能设备，进行数据的提取和管控，并通过基于工厂操作系统的各种工业APP进行业务管理。如果把工厂看成手机，工厂操作系统就是华为手机中鸿蒙OS、苹果手机中iOS。工业APP就是从应用市场中下载的为了满足工厂业务需求的各类APP软件。相比手机来说，工厂业务相对比较复杂，工厂操作系统生态除了工业APP的软件开发者以外，还需要工业APP的系统应用服务商，工业APP开发者可以开发各种工业APP，并上传到应用商店，系统应用服务商协助企业用户完成各种工业APP的选型及配置，为企业实现个性化需求，同时负责培训与售后服务的工作。
流程工业工厂操作系统发挥了“大脑”的作用。通过工厂操作系统，为工业企业建立了实现单点登录的企业统一门户，实现“人员集成、界面集成、流程集成、业务集成、消息集成、应用集成”，消除企业信息孤岛，实现生产过程各环节的数字化贯通；通过信息系统与自动化控制的无缝链接，降低操作人员的劳动强度，提高安全性，使生产装置运行趋于最经济，提高生产效率及节能减排；通过各种工业APP的应用，实现资源的动态调配，以及生产过程的可控制、可追溯，可考核，进而实现流程工业生产过程的精益管控，开展设备从入厂到报废的全生命周期管理，并实现设备的预测性维护。同时，基于工厂操作系统，打造企业工业大数据中心，利用人工智能、数字孪生、工业大数据、云计算等技术，开展工业大数据的综合展示、数据分析、数据挖掘、趋势分析等辅助决策工作，输出经营管理策略与改善建议，辅助经营管理人员进行及时准确、科学合理的决策，从而提升决策响应时间和合理性，实现效益最大化。
江苏省致力于培育创建一批示范引领作用强、综合效益显著，覆盖生产全流程、管理全方位、产品全生命周期的智能制造示范工厂，引导和带动全省智能制造水平稳步提升。为引导企业加大智能化改造力度，提高智能制造水平，大力开展“江苏省智能制造示范车间”建设，共有332个车间被评为2021年江苏省智能制造示范车间。在国家2021年度“智能制造示范工厂揭榜单位和优秀场景”评选中，江苏有9家工厂、17个场景入选。近年来，位于江苏省常熟新材料产业园内的大金氟化工（中国）有限公司积极推进自动化、数字化和智能化的建设，并取得了显著成效，通过智能化改造和数字化转型，公司不仅在安全环保管理方面得到了提升，而且与2015年相比较，生产效率也提升了2倍，取得了良好的经济效益。
企业智能化改造和数字化转型的进程还在继续，工厂操作系统必将大有可为。2021年12月30日，江苏省发布了《江苏省制造业智能化改造和数字化转型三年行动计划（2022－2024年）》，明确表示要加快推动龙头骨干企业、中小企业、产业链的“智改数转”，夯实工业互联网平台、工业软件、智能硬件和装备、网络设施及安全等基础支撑。通过智能化建设，工厂操作系统等工业互联网平台将进一步打通企业“信息孤岛”，最终实现应用结果数据“上云”，所有云端的数据可以在各种工业APP应用中共享。用数字科技为工业赋能，助推产业链创新，推动企业产品服务质量升级、个性化定制与柔性化生产能力提升，形成先进制造系统与新一代信息技术深度融合的发展态势，为“强富美高”新江苏现代化建设注入澎湃动力。
（作者系南京工业大学智能制造研究院院长）
责任编辑：王昆鹏
