智慧工厂作为工业领域的新兴模式，在全球范围内正呈现出迅猛的发展态势。近年来，德国、美国等制造业强国在构建智慧工厂的理论和实践方面进行了大量探索。德国政府推出《高技术战略2020》，将工业 4.0 作为重点项目，其中“智慧工厂”和“智能生产”成为两大主题。许多德国知名企业积极推动“工业 4.0”，如宝马集团的虚拟手势识别系统、大众用机器人制造汽车、博世力推用于工厂智能化的射频码系统等。
美国在2009 年提出“再工业化”计划，致力于发展先进制造业，实现制造业的智能化。此后，美国颁布了一系列政策，如“先进制造业国家战略计划”“工业互联网”等，助力智慧工厂行业发展。例如，美国波音公司在波音 777/787 和洛克希德马丁公司在 F36 研制过程中，采用智慧工厂进行研制，缩短了 1/3 的研制周期，降低 50%的研制成本。
在我国，《中国制造2025》明确指出要提升制造业重点领域的智能化水平。目前，我国虽处于工业 1.0 和工业 2.0 并存的时代，但智慧工厂建设已引起政府高度重视，众多企业也在积极探索和推进智慧工厂建设，我国智慧工厂未来发展潜力巨大。
随着第四次工业变革的兴起以及数字世界与物理世界的深度融合，打造智慧工厂所必须的技术（如无线传感器制造、物联网、智能机器人等）也已渐趋成熟。在我国，传感器作为智能工厂的关键组成部分，潜在需求量巨大。一系列技术的支撑，让我国智慧工厂的建造更具可行性。智慧工厂是如何实现从基层执行到顶层管理的智慧化呢？以传感器为例，它如同智能工厂的感官，能够对各生产线的人员、产品、耗能等状况进行实时监控与预测。当生产不经济时，智慧工厂能够进行及时的效率管控。同时，在危险和污染环节用机器代替人工，注重绿色生产，实现绿色制造。这意味着我国万千中国制造企业有望实现从原料采买到终端递送的，真正意义上的“智慧制造”。
智慧工厂存在的初衷就是帮助实现智能生产，充分结合各个企业的工业和技术特点，最终促进企业的规模化和智能化生产。智慧工厂能够通过传感器的嵌入，对各生产线的状况进行实时监控与预测。例如，在生产过程中，当发现能源消耗过高时，智慧工厂可以通过优化生产决策，调整设备运行参数，降低能源消耗。同时，在危险和污染环节用机器代替人工，不仅可以降低劳动强度，还能实现绿色制造，体现人文关怀。
在传统工厂中，各工作人员的信息极不对称，且信息的上传下达效率极慢，供应链信息传达上还存在“牛鞭效应”。而智慧工厂能将供应、生产等信息反馈给工厂各层级员工，帮助管理者随时调整生产决策，促进生产顺利高效进行。例如，在智慧工厂中，生产线上的作业员工可以通过智能终端实时了解订单进度和生产任务，运输线上的货车司机可以准确掌握货物的配送位置和时间，办公室里的高层资源管理调度人员可以全面掌握工厂的生产运营情况。这样一来，整个工厂的信息流通更加顺畅，决策更加科学高效。
智慧工厂内部操作者和机器是一种协调的关系。智能工厂可以根据企业产品和生产的需要，提高生产自动化程度。这样可以减少资源的浪费，同时降低劳动强度。在危险和污染环节用机器代替人工，注重绿色生产，实现绿色制造，同时也体现了人文关怀。例如，在一些汽车制造企业的智慧工厂中，协作机器人可以在生产过程中与操作员合作，完成高难度的危险工作，提高生产效率的同时保障安全生产。
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