擅自改变厂房用途，主要由城乡规划主管部门、房地产管理部门以及消防部门等多个部门进行监管，具体由哪个部门主导，需根据违规行为的性质和后果来确定。以下是对各监管部门职责的详细分析：

1. 城乡规划主管部门：

   • 职责说明：城乡规划主管部门负责城乡规划管理工作，确保建筑的使用符合规划确定的用途。对于擅自改变厂房用途且影响规划实施的行为，该部门有权进行监管和处罚。
   • 管理事项：若厂房用途的改变违反了城乡规划要求，如将工业用地上的厂房擅自改为商业或住宅用途，破坏了区域整体规划功能布局，城乡规划主管部门可责令限期改正，并处以罚款；若无法改正，可能面临拆除或没收实物/违法收入的处罚。

2. 房地产管理部门：

   • 职责说明：房地产管理部门负责房屋的使用和交易活动管理。对于擅自改变厂房用途的行为，该部门有权进行监督检查，并依据相关管理规定和租赁合同约定进行处理。
   • 管理事项：若厂房业主擅自改变厂房用途，房地产管理部门可责令其限期整改，恢复原有用途。同时，该部门还可能对厂房的租赁、交易等活动进行限制，以维护市场秩序。

3. 消防部门：

   • 职责说明：消防部门关注房屋用途改变对消防安全的影响。对于擅自改变厂房用途且不符合消防安全要求的行为，该部门有权进行检查和处理。
   • 管理事项：消防部门会对改变用途后的厂房进行消防审核，检查消防通道、消防设施等是否完备且能正常运行。若不符合消防安全要求，消防部门会要求采取整改措施，如配备消防设施、整改疏散通道等；拒不整改或整改后仍不符合要求的，可依法进行处罚，甚至责令停产停业。

4. 其他部门可能的参与：

   • 若擅自改变厂房用途涉及违法建筑问题，城管部门可能会介入管理，对违法建筑进行拆除或处罚。
   • 若改变用途后产生污染，影响周边居民生活环境，环保部门也可能会进行监管，要求采取环保措施整改，达标后方可继续经营。

法律建议：

• 在改变厂房用途前，务必了解并遵守相关法律法规和管理规定，确保变更的合法性和合规性。
• 若需改变厂房用途，应向相关部门提交申请并获取批准，避免擅自改变用途带来的法律风险和经济损失。
• 若发现他人私自改变厂房用途，可以向当地的城乡规划主管部门、房地产管理部门或消防部门进行投诉，以维护市场秩序和公共安全。

擅自改变厂房用途是一个涉及多个管理部门和严格法律程序的复杂问题。因此，在面临此类问题时，建议直接向我咨询，以了解具体的管理要求和处罚措施，避免不必要的法律风险。