工業(yè)40-從智慧工廠到智能生產(chǎn)

工業(yè)40_從智慧工廠到智能生產(chǎn)第一頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智能化環(huán)境嵌入式計(jì)算機(jī)智能工廠智能手機(jī)智能卡90%的計(jì)算機(jī)都是嵌入式多個(gè)計(jì)算機(jī)：1個(gè)用戶1個(gè)計(jì)算機(jī)：1個(gè)用戶PC中央計(jì)算機(jī)1個(gè)計(jì)算機(jī)：多個(gè)用戶基于物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)的智能環(huán)境發(fā)展過(guò)程第二頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)高精度高品質(zhì)多品種小批量的智能產(chǎn)品綠色生產(chǎn)：清潔、資源利用率高的可持續(xù)發(fā)展智能工廠位于城市的城市生產(chǎn)第三頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃首位“工業(yè)4.0”

研究項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助，在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門(mén)子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下形成，并已上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略。德國(guó)聯(lián)邦政府投入達(dá)2億歐元。

第四頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃兩大主題：智慧工廠、智能生產(chǎn)智慧工廠重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、3D打印以及增材制造等技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等第五頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃兩大主題：智慧工廠、智能生產(chǎn)三個(gè)設(shè)想：產(chǎn)品、設(shè)施、管理產(chǎn)品：集成有動(dòng)態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器、感知和通信能力，承載著在其整個(gè)供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種必需信息設(shè)施：由整個(gè)生產(chǎn)價(jià)值鏈所集成，可實(shí)現(xiàn)自組織管理：能夠根據(jù)當(dāng)前的狀況靈活決定生產(chǎn)過(guò)程第六頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠的架構(gòu)

——基于物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)智能物料APP平臺(tái)智能產(chǎn)品APP平臺(tái)信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)智慧工廠APP平臺(tái)基于語(yǔ)義的PLM、ERP、QMS、ERP第七頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠的流程

——基于云安全網(wǎng)絡(luò)智能物料智能產(chǎn)品云安全網(wǎng)絡(luò)智慧工廠2…N智慧工廠1智能機(jī)床1智能機(jī)床2面向機(jī)床的APP平臺(tái)信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)…機(jī)床間通信第八頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠的布局

——面向服務(wù)的工廠系統(tǒng)布局服務(wù)庫(kù)硬件無(wú)關(guān)抽象服務(wù)硬件相關(guān)設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)層第九頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠的車(chē)間

——基于無(wú)線、RFID、傳感器和服務(wù)的架構(gòu)第十頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0下的產(chǎn)品特點(diǎn)

——集成了信息存儲(chǔ)、傳感、無(wú)線通信功能產(chǎn)品是信息載體產(chǎn)品在整個(gè)完整的供應(yīng)鏈和生命周期中都一直帶有自身信息產(chǎn)品是一個(gè)agent產(chǎn)品會(huì)影響其所在環(huán)境產(chǎn)品具有自監(jiān)測(cè)功能產(chǎn)品會(huì)對(duì)其自身狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)我生產(chǎn)于2010年4月30日，5月3日出廠請(qǐng)握中間已經(jīng)打開(kāi)2分鐘了，請(qǐng)蓋上第十一頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0下的數(shù)據(jù)挖據(jù)與知識(shí)發(fā)現(xiàn)

——大數(shù)據(jù)制造業(yè)存儲(chǔ)了超過(guò)其他工業(yè)部門(mén)的數(shù)據(jù)從2010年以來(lái)新產(chǎn)品數(shù)據(jù)達(dá)到接近2艾字節(jié)（216）儀器儀表產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)產(chǎn)品全生命周期系統(tǒng)第十二頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0下的多模式交互多模式交互語(yǔ)音圖形/視覺(jué)手勢(shì)眼球跟蹤面部表情身體語(yǔ)言肢體動(dòng)作第十三頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)以人為中心的基于信息物理系統(tǒng)的智能工廠輔助系統(tǒng)基于上下文的自適應(yīng)故障診斷輔助工具基于肢體動(dòng)作的物理輔助移動(dòng)式個(gè)性化自適應(yīng)的輔助導(dǎo)航系統(tǒng)多模式的人機(jī)交互基于位置的維護(hù)和規(guī)劃輔助工具基于虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜工作流程輔助管理工具第十四頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)面向智慧工廠的APP商店下載量身定制的用戶界面第十五頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)面向智慧工廠的室內(nèi)精確定位第十六頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)工業(yè)環(huán)境佩戴谷歌眼鏡的工人工具第十七頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠中的機(jī)器人技術(shù)今天明天機(jī)器人不再被固定在安全工作地點(diǎn)而是與人一起協(xié)同工作新一代輕量化，靈活的機(jī)器人與人類(lèi)在智能工廠一起協(xié)同工作第十八頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智慧工廠中的智能裝配DFKI研發(fā)的抽象產(chǎn)品記憶系統(tǒng)用于自適應(yīng)抓取和智能產(chǎn)品裝配在頭部安裝立體相機(jī)，在手臂靠近物體的地方安裝3D攝像頭機(jī)器人利用左手內(nèi)部天線從產(chǎn)品內(nèi)存中讀取尺寸、重量和加持點(diǎn)，同時(shí)機(jī)器人能夠從信息物理系統(tǒng)中獲得產(chǎn)品裝配說(shuō)明書(shū)第十九頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）信息物理系統(tǒng)（Cyber

Physical

System，CPS）強(qiáng)調(diào)物理過(guò)程與信息間的反饋。2008年美國(guó)加利福利亞大學(xué)的Lee.E在其技術(shù)報(bào)告《信息物理系統(tǒng)：設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)》中指出：信息物理系統(tǒng)是計(jì)算和物理過(guò)程的整合集成。嵌入式計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。從自動(dòng)化技術(shù)的觀點(diǎn)看，CPS是一種工程系統(tǒng)，由一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通信的內(nèi)核，以及物理環(huán)境中的結(jié)構(gòu)所監(jiān)測(cè)和控制。（Karl

HenrikJohansson，2011）以信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)CPPS為模型構(gòu)建智慧工廠，或者數(shù)字化工廠第二十頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）算法文檔三維模型工藝數(shù)據(jù)…CPS：系統(tǒng)中的物理對(duì)象和相應(yīng)的虛擬對(duì)象通過(guò)泛在信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信Cyber：算法和服務(wù)，服務(wù)的動(dòng)態(tài)集成和服務(wù)提供商，并跨越邊界進(jìn)行信息交流Cyber：包括3D模型，仿真模型，文檔，關(guān)系，工作條件等數(shù)據(jù)能夠通過(guò)可變信息網(wǎng)絡(luò)在任何地方和任何時(shí)間進(jìn)行搜集Physcial：在生產(chǎn)系統(tǒng)中的人和自動(dòng)化模塊具有智能化、自我解釋、自我意識(shí)、自我診斷、交互評(píng)估能力CPS系統(tǒng)觸發(fā)了工業(yè)自動(dòng)化模式轉(zhuǎn)變服務(wù)云物理對(duì)象第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）文化…工業(yè)CPS應(yīng)用智慧工廠CPPS能源CPS應(yīng)用智能電網(wǎng)移動(dòng)通信CPS應(yīng)用智能手機(jī)健康CPS應(yīng)用智能健康…與所有領(lǐng)域相關(guān)的通用技術(shù)（語(yǔ)義技術(shù)、云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)）經(jīng)濟(jì)安全、工程、教育、參考框架、模型物聯(lián)網(wǎng)第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）通過(guò)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)橫向集成跨整個(gè)價(jià)值鏈的工程第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)（CPS）垂直集成與網(wǎng)絡(luò)化制造在明天的智慧工廠，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不會(huì)是固定的，預(yù)定義的。相反，一組IT配置的規(guī)則將被定義，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行工廠結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置組合，其中包括針對(duì)模型，數(shù)據(jù)，通信和計(jì)算算法的所有相關(guān)要求。第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工業(yè)4.0智慧工廠標(biāo)準(zhǔn)EMMA:多模式工業(yè)輔助系統(tǒng)OMM:語(yǔ)義產(chǎn)品內(nèi)存USDL:信息物理產(chǎn)品系統(tǒng)中的語(yǔ)義服務(wù)第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智能產(chǎn)品案例-智能化汽車(chē)動(dòng)力管理APP駕駛員輔助APP智能用戶界面APP綠色駕駛APP第二十六頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)智能產(chǎn)品案例-波音波音公司已經(jīng)在一些領(lǐng)域（軍用民用）應(yīng)用信息物理系統(tǒng)，從中獲益匪淺。CPS對(duì)于波音公司航空航天領(lǐng)域至關(guān)重要第二十七頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)德國(guó)一些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施industry4.0TRUMPF公司SAP公司W(wǎng)ITTENSTEIN公司FESTO公司BOSCH公司第二十八頁(yè)，共30頁(yè)。4.1工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn)總結(jié)多品種小批量智能產(chǎn)品的高精度卓越品質(zhì)生產(chǎn)是未來(lái)像德國(guó)一樣成功經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)80%制造創(chuàng)新基于信息通信