《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》任務(wù)實施單-項目4 智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計

《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論(第2版)》任務(wù)實施單項目4智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計-2-教學(xué)項目任務(wù)實施單項目名稱智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計小組學(xué)生姓名學(xué)號學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)：1、了解智能工廠的基本概念2、理解計算機網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)3、掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基本概念4、掌握新一代移動通信技術(shù)的特點能力目標(biāo)：1、能概述智能工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)2、能根據(jù)需求，進行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型3、能根據(jù)需求，繪制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖素質(zhì)目標(biāo)：1、樹立科技報國的責(zé)任感2、樹立創(chuàng)新創(chuàng)造意識3、具有科學(xué)探究方法與探究精神的解決問題能力任務(wù)描述第一階段：觀察、傾聽、了解觀看視頻或閱讀資料，并仔細(xì)聆聽任務(wù)內(nèi)容。認(rèn)真想一想，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計要做什么，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是什么樣子。考慮智慧冶煉工程發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的需求。有哪些設(shè)備或數(shù)據(jù)需要互聯(lián)互通。這里我們可以看到，有智慧管控平臺對工廠鐵水運輸機車的遠(yuǎn)程調(diào)控，有機械手臂遠(yuǎn)程開鐵口，有無人駕駛的鐵水運輸機車，有遠(yuǎn)程實時的視頻監(jiān)控等。要用什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)工廠設(shè)備和數(shù)據(jù)的互聯(lián)？這里我們看到了5G+AI實現(xiàn)鐵水運輸?shù)闹腔酃芸兀€有哪些不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被應(yīng)用，其適用的場景或特點。如何用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖描述工廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃?！救蝿?wù)描述】運用你所了解的知識，解決我們身邊的工業(yè)互聯(lián)問題。通過發(fā)現(xiàn)有關(guān)智能工廠的創(chuàng)新應(yīng)用，討論交流，分析并對比各類網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的特征，完成智能車間系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。觀看視頻：《創(chuàng)新進行時》20210315探秘智慧鋼廠（一）/2021/03/15/VIDEZRZAXvxBPUMc13w6BHaY210315.shtml（11-18分鐘）“十四五”規(guī)劃綱要指出：堅持把發(fā)展經(jīng)濟著力點放在實體經(jīng)濟上，加快推進制造強國、質(zhì)量強國建設(shè)。推動制造業(yè)優(yōu)化升級，深入實施智能制造和綠色制造工程。首創(chuàng)5G+AI鐵鋼界面智慧管控平臺助力鐵鋼生產(chǎn)數(shù)智升級中冶賽迪自主研發(fā)的5G+AI鐵鋼界面智慧管控平臺綜合運用大數(shù)據(jù)分析、智能算法、機器視覺等，實現(xiàn)“鐵、運、鋼”扁平化管控及鐵水調(diào)度智能調(diào)度。創(chuàng)新性融入5G通訊技術(shù)，實現(xiàn)鐵水罐罐號跟蹤、機車位置實時跟蹤、道口安全管控、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)控。產(chǎn)品目前已在武漢鋼鐵應(yīng)用，交付后將實現(xiàn)能耗節(jié)約~10%，作業(yè)人員優(yōu)化~20%，實現(xiàn)鐵水溫降降低~10℃，產(chǎn)生經(jīng)濟效益~2000萬/年。鋼鐵人類使用最多的金屬材料，被稱為“工業(yè)的糧食”，大到飛機坦克，小到家庭日用。鋼鐵冶煉也成為一個國家發(fā)展重要的基礎(chǔ)工業(yè)。中國世界上鋼鐵生產(chǎn)出口第一大國，鋼鐵究竟是怎樣練成的？又有哪些創(chuàng)新科技，在助力鋼鐵冶煉變得更加安全、更加智能呢？鋼鐵冶煉是世界上最復(fù)雜的工藝流程之一，也是世界上最高危的工作環(huán)境之一。隨著自動化、數(shù)字化、智能化時代的到來，鋼鐵冶煉也迎來了前所未有的創(chuàng)新技術(shù)。要讓運輸鐵水的機車自動駕駛并不容易，雖然是沿著軌道運行，但鋼廠內(nèi)時不時會有人員和車輛穿梭，萬一有人誤入軌道，裝滿鐵水的魚雷罐車，沒有司機控制，完全自動駕駛，一旦與之發(fā)生碰撞，1500攝氏度的鐵水傾灑出來，帶來的將是毀滅性后果。怎樣讓機車識別潛在危險，自動停車呢？車頂上的天線就像是機車的“耳朵”，能夠接收任務(wù)指令，車頭前方的攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、激光測距儀，起到了監(jiān)控識別運輸途中各種障礙物、測算距離的作用。結(jié)果表明，當(dāng)有人或者障礙物出現(xiàn)時，自動駕駛的機車能夠自動停車、保障安全。2020年6月，隨著一聲鳴笛，自動駕駛的機車牽引著裝滿鐵水的罐車緩緩駛出，這是世界上首次把無人駕駛技術(shù)應(yīng)用在鐵水運輸領(lǐng)域。自動駕駛的鐵水運輸機車，可以自動完成發(fā)車、選擇道路、停車、精確對位出鐵口等一系列復(fù)雜流程，不僅將人徹底從危險工作環(huán)境解放出來，還大大提升了運輸效率。在數(shù)字化的鐵水運輸系統(tǒng)平臺，工作人員能夠?qū)崟r查看無人駕駛機車和罐車的運行狀態(tài)，電腦還能計算出每列機車和罐車的最佳行駛路線，以及最合理的運輸任務(wù)分配方案，并將任務(wù)自動發(fā)送給每列無人駕駛的機車，讓它們有序運行。設(shè)計院受建設(shè)單位委托，將根據(jù)相關(guān)要求基于該“數(shù)字化鐵水運輸系統(tǒng)”完成智慧冶煉工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計工作。經(jīng)過前期的現(xiàn)場勘測，煉鐵車間到煉鋼車間有1公里距離，控制中心與車間有1公里距離，鐵水運輸（廠區(qū)內(nèi)關(guān)鍵道路監(jiān)測）需要實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和調(diào)度。請根據(jù)該冶煉工廠的實際情況，搭建一個滿足工廠智能化生產(chǎn)管理的“數(shù)字化鐵水運輸系統(tǒng)”，并分析在該系統(tǒng)中使用了那些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。并繪制系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，形成《智慧冶煉工廠系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃選型（網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）》報告。對任務(wù)進行探究看完視頻后，把觀察結(jié)果記下來。你所看到的有關(guān)此任務(wù)的東西都可以記下來?？梢允悄銓τ谙胪瓿傻娜蝿?wù)的想法，也可以是觸動你的一些細(xì)節(jié)。觀察結(jié)果問題任務(wù)分析第二階段：多多提問問問題：現(xiàn)在你對任務(wù)智慧冶煉工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計有了一定的認(rèn)識，你將在對工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計之前，先提出一組問題。想一想：你對工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的相關(guān)知識有什么疑問？把你的問題列在下面：【任務(wù)準(zhǔn)備】1.根據(jù)任務(wù)要求分組討論填寫任務(wù)準(zhǔn)備單：提出你的問題任務(wù)目標(biāo)已知的（知識、事實或想法）需要知道的內(nèi)容需要學(xué)習(xí)的知識或技能小組合作：依次匯報任務(wù)準(zhǔn)備單對你的材料進行深入探究，以小組的形式輪流分享自己的問題。計劃行動第三階段：理解問題或過程小組合作：帶著你的問題，開始在網(wǎng)上或教材資源中研究智慧工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的相關(guān)知識。你可能會對一些問題很好奇，比如無人駕駛的鐵水運輸機車如何實現(xiàn)無人駕駛的、它們的數(shù)據(jù)是如何傳遞到控制平臺的大屏顯示，控制中心如何實時查看工廠車間現(xiàn)場和廠區(qū)的實時監(jiān)控。一定要寫下自己的問題，然后對答案進行總結(jié)，并注明來源?！居媱澬袆印啃〗M合作，完成知識查詢，信息收集整理與分析。問題答案來源簡單說一說你對智慧工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的一些想法。實施行動第四階段：探尋想法編制《智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型表》，對比工廠辦公、生產(chǎn)現(xiàn)場與廠區(qū)等聯(lián)網(wǎng)場景，對比不同聯(lián)網(wǎng)需求，推薦使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。業(yè)務(wù)需求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計類型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)子系統(tǒng)設(shè)備分類及應(yīng)用場景推薦聯(lián)網(wǎng)方式【實施行動】編制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型表，說明聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求與推薦聯(lián)網(wǎng)方式。內(nèi)化行動第五階段：創(chuàng)建產(chǎn)品或設(shè)計原型小組合作：創(chuàng)建一個設(shè)計原型。使用所提供的材料，看看你能否基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選型，繪制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。將你所描繪的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖畫在下面?！緝?nèi)化行動】1.小組合作：創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，說明智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都該具備哪些關(guān)鍵要素。2.形成《智慧冶煉工廠系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃選型（網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）》報告ppt任務(wù)展示優(yōu)化第六階段：確定產(chǎn)品或設(shè)計優(yōu)缺點，改進產(chǎn)品或設(shè)計小組合作：在學(xué)生面前展示你的產(chǎn)品或設(shè)計，小組間進行產(chǎn)品或設(shè)計的對比分析，記下產(chǎn)品或設(shè)計的優(yōu)缺點。小組名稱優(yōu)點需要改進之處記下產(chǎn)品或設(shè)計的優(yōu)缺點：任務(wù)評價反思第七階段：提交你的產(chǎn)品或設(shè)計，為自己所學(xué)而慶祝吧！反思：你在這段經(jīng)歷中學(xué)習(xí)到了什么？與你的團隊合作得怎么樣？你都在哪些方面嘗試創(chuàng)新？任務(wù)中哪一階段你任務(wù)是最好的？為什么？評價：項目名稱：智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計項目承接人姓名：日期：項目要求得分標(biāo)準(zhǔn)得分情況任務(wù)分析（10分）任務(wù)分析合理，任務(wù)準(zhǔn)備單填寫準(zhǔn)確。任務(wù)準(zhǔn)備單填寫合理性評價，每合理1條得1分，滿分10分。關(guān)鍵要求一（15分）智能冶煉工廠的系統(tǒng)總體需求描述合理系統(tǒng)總體需求不完整或不合理（每處扣2分）關(guān)鍵要求二（15分）各網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型描述清楚網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型描述不完整或不清楚，沒有結(jié)合總體需求。（每處扣2分）關(guān)鍵要求三（15分）智能冶煉工廠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計合理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理（每處扣2）關(guān)鍵要求四（15分）智能冶煉工廠網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計報告編寫規(guī)范報告編寫文字、圖表不規(guī)范，或結(jié)構(gòu)不完整（每處扣2分）任務(wù)匯報（10分）匯報內(nèi)容清晰、重點突出、時間把握合理，衣著整潔、儀態(tài)自然大方匯報內(nèi)容不清晰（每處扣1分）重點不突出（根據(jù)情況酌情扣分，最多扣2分）衣著不整潔（根據(jù)情況酌情扣分，最多扣2分）儀態(tài)自然大方（根據(jù)情況酌情扣分，最多扣2分）職業(yè)道德和職業(yè)核心能力(20分)具有科技報國的責(zé)任感，科學(xué)探究方法與探究精神的解決問題能力，創(chuàng)新創(chuàng)造意識任務(wù)目標(biāo)分析沒有基于企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與社會發(fā)展新要求（扣5-10分）問題探究過程沒有準(zhǔn)確分析已知知識與未知知識（扣2-5分）沒有創(chuàng)造性解決企業(yè)發(fā)展難點或痛點（扣2-5分）創(chuàng)新創(chuàng)意（附加5分）在任務(wù)完成過程中，能結(jié)