日本工业制造偏重于高端制造业和精密制造领域，汽车及零配件、机床、机器人和电子电器已成为日本工业制造四大支柱产业。随着智能制造热潮席卷全球，日本制造企业利用新兴的物联网、传感器、机器视觉、人工智能技术，已在其智能工厂的实践中迈出了一大步。比如，川崎重工开发的协作机器人可在一人的空间里与人协作，非常灵活；牧野机床利用物联网技术自主研发ProNETConneX系统，帮助客户最小化停机时间，延长设备寿命；FANUC基于物联网技术的零宕机（ZDT）功能，在服务器上集中管理机器人的作业信息，通过移动终端对产品进行远程监控和故障预警等，实现零停机，提高机器人的运作率；Mazak iSMART Factory解决方案，实现设备互联，通过物联网技术采集设备运转的大数据，实现生产过程可视化，提高设备的综合效率。日本智能工厂的发展特色主要体现在以下几个方面。

（1）源于扎实的数字化基础的柔性化制造单元。

柔性化制造单元在日本企业得到广泛应用，以适应多品种不同批量的制造需求。

在Mazak公司，由加工中心、物流导轨、上下料机器人、自动化工装输送线组成的柔性自动化产线，自动完成零件的机加工过程，实现了720小时无人值守。偌大的车间里，只看到机器人忙碌的身影和物流车在轨道上来回穿梭，却很少看到工人的作业。

牧野机床公司通过由两台大型卧式加工中心、自动化去毛刺、清洗设备以及物流导轨组成的柔性制造系统（FMS），高效完成大型铸件的精密加工。FANUC的机加工工厂里由一组机器人、加工中心、在线检测装备、物流装备组成的独立单元完成部分工序的制造或装配，机器人负责上下料、物料定位、物料转运，并且实现了机器间的对话以完成单元内各工序。

而上述柔性自动化单元的背后，实际上是扎实的数字化基础。首先是三维模型贯穿于设计、制造环节。在牧野机床，铸件毛坯在加工前通过三维扫描仪拍照识别、与设计模型比对，自动生成加工参数，实现全自动的加工过程。在FANUC，通过机器视觉识别毛坯，加工中心自动调用加工程序完成作业。在Mazak，柔性制造单元可以根据加工要求从刀具库中自动调出刀具。其次是二维码的大量应用，实现了以二维码为载体的制造过程和物流的自动化。Mazak钣金件上的二维码承载加工参数、图纸信息，工人可根据二维码调出工艺。再次就是模块化基础。FANUC的数控系统、机器人本体和智能装备都强调标准化、系列化、模块化，形成了完整的产品谱系。正是由于有了这样的基础，才有适合于不同谱系的制具，才有可能实现加工过程100%的自动化。

（2）注重前沿技术的研究。

传感器、机器视觉、物联网、数据采集技术已作为成熟技术在日本智能工厂发展中得到广泛应用。

Mazak公司的iSMART Factory解决方案里充分利用物联网技术、数据采集技术，实现对全球工厂设备的实时监控。

FANUC公司推出的零宕机服务以及牧野机床的ProNETConneX系统，都是利用物联网技术对所有的机器人或机床设备进行远程监控，通过收集和分析运转数据，实现预测性的维修维护，减少非计划性停机时间，从过去的事后维修转变为事前预防。

三菱电机的智能工厂“e-F@ctory解决方案”实现了利用物联网技术采集生产现场的数据，利用边缘计算技术加快数据处理与反馈，提高设备保养等业务的实时性能力。此外，对于新技术的研究也非常重要。三菱电机专门设置了前沿技术的研究部门，参与到新产品的设计中，推动产品与工艺创新。(www.daowen.com)

（3）强调人机协作、人机共融。

日本企业在产线设计与改造方面，注重成本与效率的平衡。对于新产品，在产品设计的同时就着手产线的改造规划，一次建成，减少重复投资；对于老产品的产线则是结合精益思想，从细节上一点一点优化。在新产品研发阶段，充分考虑自动化需求。如三菱电机的伺服电机工厂利用定子结构优化的设计专利，实现了定子自动绕线，既提高绕线的效率又保持质量的稳定性。

此外，有选择地实现自动化也是成本与效率平衡的体现。虽然机加工工艺的自动化率可以高达100%，但在装配环节，由于多品种小批量、可能涉及线缆等柔性配件的安装等因素，无法实现自动化，需要在自动化装配与手工装配中取得平衡。三菱电机的经验是结合产品产量、技术可行性以及投入产出比等因素有选择地使用自动化。

可儿工厂将生产线单元化，生产单元划分为三类——全自动、半自动、纯手工组装多种模式的产线；每一单元完成一部分组装，每一单元可组装20种以上的不同产品；不同生产单元的组合可以最优化的生产方案满足不同批量、不同产品的生产需求，还能达到均衡生产的作用。

川崎重工明石工厂采用一个流+单元生产+混流生产的模式，采用分段式的装配单元也有异曲同工之妙。通过自动物流装备搬运物料，人工装配，一天可完成40多台机器人，一条产线可生产上千种型号的机器人。

（4）质量至高无上。

日本工业产品的高质量背后，是质量管理的理念和质量保证的手段，新兴技术的应用进一步帮助企业提升质量管理效率。牧野机床基于质量第一的理念，在产品开发上，工程师专注于产品质量不妥协；在制造过程上，合理利用自动化技术保证质量稳定性。

FANUC强调产品可靠性，专门建成了产品可靠性实验室，采用专业的手段在各种复杂、恶劣条件下对产品进行极限测试，保障产品的高可靠性。Mazak实现了制造精度的自动化检测，并将制造过程的工序与工人代码绑定，如机床出现问题，可以追踪到操作工人。

FANUC的电波暗室，用于产品在电磁环境中正常运行且不对周围其他设备产生电磁干扰的试验。

三菱电机的“e-F@ctory解决方案”的应用，实现了质量信息和错误信息的可视化，利用标准上下限对比方式迅速发现质量问题，通过计算加快问题的分析与处理，防止质量问题进一步扩散。