智能工廠和智能制造

第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)時(shí)間復(fù)雜程度工業(yè)革命1.018世紀(jì)末1784工業(yè)革命2.020世紀(jì)初電力廣泛運(yùn)用蒸汽機(jī)工業(yè)革命3.0電子、IT、工業(yè)機(jī)器人工業(yè)革命4.0信息物聯(lián)絡(luò)統(tǒng)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略方案首位第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)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)與效力的智能環(huán)境開展過(guò)程第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)高精度高質(zhì)量多種類小批量的智能產(chǎn)品綠色消費(fèi)：清潔、資源利用率高的可繼續(xù)開展智能工廠位于城市的城市消費(fèi)第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略方案首位“第四次工業(yè)革命〞

研討工程由德國(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)、西門子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推進(jìn)下構(gòu)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。

第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略方案兩大主題：智慧工廠、智能消費(fèi)智慧工廠重點(diǎn)研討智能化消費(fèi)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式消費(fèi)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)智能消費(fèi)主要涉及整個(gè)企業(yè)的消費(fèi)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)消費(fèi)過(guò)程中的運(yùn)用等第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)Industry4.0——德國(guó)高科技戰(zhàn)略方案兩大主題：智慧工廠、智能消費(fèi)三個(gè)想象：產(chǎn)品、設(shè)備、管理產(chǎn)品：集成有動(dòng)態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器、感知和通訊才干，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)備：由整個(gè)消費(fèi)價(jià)值鏈所集成，可實(shí)現(xiàn)自組織管理：可以根據(jù)當(dāng)前的情況靈敏決議消費(fèi)過(guò)程第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠的架構(gòu)——基于物聯(lián)網(wǎng)和效力互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)效力互聯(lián)網(wǎng)智能物料APP平臺(tái)智能產(chǎn)品APP平臺(tái)信息物理消費(fèi)系統(tǒng)智慧工廠APP平臺(tái)基于語(yǔ)義的PLM、ERP、QMS、ERP第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠的流程——基于云平安網(wǎng)絡(luò)智能物料智能產(chǎn)品云平安網(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)信息物理消費(fèi)系統(tǒng)…機(jī)床間通訊第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠的規(guī)劃——面向效力的工廠系統(tǒng)規(guī)劃效力庫(kù)硬件無(wú)關(guān)籠統(tǒng)效力硬件相關(guān)設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)層第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠的車間——基于無(wú)線、RFID、傳感器和效力的架構(gòu)第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命下的產(chǎn)品特點(diǎn)

——集成了信息存儲(chǔ)、傳感、無(wú)線通訊功能產(chǎn)品是信息載體產(chǎn)品在整個(gè)完好的供應(yīng)鏈和生命周期中都不斷帶有本身信息產(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)其本身形狀和環(huán)境進(jìn)展監(jiān)測(cè)我消費(fèi)于2021年4月30日，5月3日出廠請(qǐng)握中間曾經(jīng)翻開2分鐘了，請(qǐng)蓋上第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命下的數(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)了超越其他工業(yè)部門的數(shù)據(jù)從2021年以來(lái)新產(chǎn)品數(shù)據(jù)到達(dá)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)第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命下的多方式交互多方式交互語(yǔ)音圖形/視覺手勢(shì)眼球跟蹤面部表情身體言語(yǔ)肢體動(dòng)作第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)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)基于上下文的自順應(yīng)缺點(diǎn)診斷輔助工具基于肢體動(dòng)作的物理輔助挪動(dòng)式個(gè)性化自順應(yīng)的輔助導(dǎo)航系統(tǒng)多方式的人機(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)/加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜任務(wù)流程輔助管理工具第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)面向智慧工廠的APP商店下載量身定制的用戶界面第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)面向智慧工廠的室內(nèi)準(zhǔn)確定位第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠中的加強(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四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠中的機(jī)器人技術(shù)今天明天機(jī)器人不再被固定在平安任務(wù)地點(diǎn)而是與人一同協(xié)同任務(wù)新一代輕量化，靈敏的機(jī)器人與人類在智能工廠一同協(xié)同任務(wù)第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智慧工廠中的智能裝配DFKI研發(fā)的籠統(tǒng)產(chǎn)品記憶系統(tǒng)用于自順應(yīng)抓取和智能產(chǎn)品裝配在頭部安裝立體相機(jī)，在手臂接近物體的地方安裝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、分量和加持點(diǎn)，同時(shí)機(jī)器人可以從信息物理系統(tǒng)中獲得產(chǎn)品裝配闡明書第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命自動(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)程與信息間的反響。2021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)展監(jiān)測(cè)和控制。從自動(dòng)化技術(shù)的觀念看，CPS是一種工程系統(tǒng)，由一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通訊的內(nèi)核，以及物理環(huán)境中的構(gòu)造所監(jiān)測(cè)和控制?！睰arl

HenrikJohansson，2021〕以信息物理消費(fèi)系統(tǒng)CPPS為模型構(gòu)建智慧工廠，或者數(shù)字化工廠第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命自動(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)象經(jīng)過(guò)泛在信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展通訊Cyber：算法和效力，效力的動(dòng)態(tài)集成和效力提供商，并跨越邊境進(jìn)展信息交流Cyber：包括3D模型，仿真模型，文檔，關(guān)系，任務(wù)條件等數(shù)據(jù)可以經(jīng)過(guò)可變信息網(wǎng)絡(luò)在任何地方和任何時(shí)間進(jìn)展搜集Physcial：在消費(fèi)系統(tǒng)中的人和自動(dòng)化模塊具有智能化、自我解釋、自我認(rèn)識(shí)、自我診斷、交互評(píng)價(jià)才干CPS系統(tǒng)觸發(fā)了工業(yè)自動(dòng)化方式轉(zhuǎn)變效力云物理對(duì)象第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)〔CPS〕文化…工業(yè)CPS運(yùn)用智慧工廠CPPS能源CPS運(yùn)用智能電網(wǎng)挪動(dòng)通訊CPS運(yùn)用智能手機(jī)安康CPS運(yùn)用智能安康…與一切領(lǐng)域相關(guān)的通用技術(shù)〔語(yǔ)義技術(shù)、云計(jì)算效力平臺(tái)〕經(jīng)濟(jì)平安、工程、教育、參考框架、模型物聯(lián)網(wǎng)第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命自動(dòng)化-信息物理系統(tǒng)〔CPS〕經(jīng)過(guò)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)橫向集成跨整個(gè)價(jià)值鏈的工程第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命自動(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，消費(fèi)構(gòu)造不會(huì)是固定的，預(yù)定義的。相反，一組IT配置的規(guī)那么將被定義，可以根據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)展工廠構(gòu)造的拓?fù)錁?gòu)造配置組合，其中包括針對(duì)模型，數(shù)據(jù)，通訊和計(jì)算算法的一切相關(guān)要求。第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)第四次工業(yè)革命的規(guī)范規(guī)范第四次工業(yè)革命智慧工廠規(guī)范EMMA:多方式工業(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)義效力第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智能產(chǎn)品案例-智能化汽車動(dòng)力管理APP駕駛員輔助APP智能用戶界面APP綠色駕駛APP第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)智能產(chǎn)品案例-波音波音公司曾經(jīng)在一些領(lǐng)域〔軍用民用〕運(yùn)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)重要第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)德國(guó)一些企業(yè)曾經(jīng)開場(chǎng)實(shí)施industry4.0TRUMPF公司SAP公司W(wǎng)ITTENSTEIN公司FESTO公司BOSCH公司第四次工業(yè)革命——從智慧工廠到智能消費(fèi)總結(jié)多種類小批量智能產(chǎn)品的高精度杰出質(zhì)量消費(fèi)是未來(lái)像德國(guó)一樣勝利經(jīng)濟(jì)的開展趨勢(shì)80%制造創(chuàng)新基于信息通訊技術(shù)