智能制造導(dǎo)論 課件 陳明 第5-10章 離散型智能制造- 智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息安全探討

第五章離散型智能制造離散型智能制造內(nèi)涵1離散型智能制造架構(gòu)2離散性智能制造案例31、離散型智能制造內(nèi)涵1.1離散型制造概述離散型生產(chǎn)的過程是指將原材料加工成零件，經(jīng)部件組裝和總體組裝成為成品，完全按照裝配方式生產(chǎn)加工的過程。生產(chǎn)過程中，物料離散地、間斷地按一定工藝順序運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中不斷改變形態(tài)和性能，最后形成產(chǎn)品。車身、座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、保險(xiǎn)杠、方向盤、車燈……寶馬3系、奧迪6系、奔馳……電子屏幕、玻璃蓋板、電池、PCB板、攝像頭、散熱器…….小米MIX3，蘋果IphoneX，華為P20……離散型制造產(chǎn)品是可數(shù)的、可拆分零部件的，零件、半成品和成品之間存在一定的定量關(guān)系。1、離散型智能制造內(nèi)涵1.2離散型制造特點(diǎn)車身、座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、保險(xiǎn)杠、方向盤、車燈……寶馬3系、奧迪6系、奔馳……2、設(shè)計(jì)為多個(gè)零部件組裝而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度較大1、個(gè)性化需求、種類繁多、功能多樣化、定制變化大一個(gè)簡單的二級齒輪箱設(shè)計(jì)，需要對40多個(gè)零部件，上百個(gè)參數(shù)進(jìn)行協(xié)同考慮1、離散型智能制造內(nèi)涵1.2離散型制造特點(diǎn)5種不同材質(zhì)的鋼HT200,Q235,40Cr,45,08F等20余種不同的外協(xié)件，標(biāo)準(zhǔn)件等;3、原料需求量大、種類繁多，生產(chǎn)工藝鏈長，協(xié)作關(guān)系復(fù)雜，管理復(fù)雜離散型制造產(chǎn)品的生產(chǎn)往往被分解成很多加工或裝配任務(wù)，每項(xiàng)任務(wù)僅要求企業(yè)的小部分能力和資源。4、生產(chǎn)過程中大批大量、單件生產(chǎn)混合，生產(chǎn)管理難度大；加工加工加工加工加工裝配加工加工裝配裝配裝配裝配產(chǎn)品1原材料產(chǎn)品2原材料產(chǎn)品3原材料…….…1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造解決實(shí)際問題：離散型制造面臨的瓶頸生產(chǎn)層級自動(dòng)化程度差別大：手工式作業(yè)、數(shù)控機(jī)床、流水產(chǎn)線等數(shù)據(jù)采集方式不同：不同企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)、不同型號傳感器、手工作業(yè)數(shù)據(jù)物流管理復(fù)雜：生產(chǎn)調(diào)度困難：系統(tǒng)集成困難：車間形態(tài)不同，管理需求不同。原材料倉儲(chǔ)

加工單元物流上一加工單元

下一加工單元加工單元

裝配單元上一裝配單元

下一裝配單元裝配單元

成品倉儲(chǔ)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)過程不連續(xù)，單件混合生產(chǎn)采用同一的管理系統(tǒng)，管理不同公司、不同型號的設(shè)備困難。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異，使MES與底層控制系統(tǒng)集成接口實(shí)現(xiàn)較為困難。1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造離散型智能制造的特征：智能化生產(chǎn)：具有自主感知與自主決策能力的智能化設(shè)備焊接機(jī)器人根據(jù)程序預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行焊接，還不具備自主感知與決策能力1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造智能化生產(chǎn)：具有自主感知與自主決策能力的智能化設(shè)備智能化倉儲(chǔ)管理與物流供應(yīng)日本某AVG小車智能物流示意菜鳥快遞智能倉儲(chǔ)與物流系統(tǒng)1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造離散型智能制造的特征：智能化生產(chǎn)：具有自主感知與自主決策能力的智能化設(shè)備智能化倉儲(chǔ)管理與物流供應(yīng)基于高度自動(dòng)化與數(shù)字化的柔性化、自組織生產(chǎn)自動(dòng)化質(zhì)量檢測與處理1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造智能化生產(chǎn)：具有自主感知與自主決策能力的智能化設(shè)備智能化倉儲(chǔ)管理與物流供應(yīng)基于高度自動(dòng)化與數(shù)字化的柔性化、自組織生產(chǎn)1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造智能化管理：制造資源管理與自主維護(hù)制造資源（生產(chǎn)環(huán)境、工作人員、設(shè)備、容器、原料等）感知數(shù)據(jù)采集（環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度、噪聲，設(shè)備健康狀態(tài)，工藝參數(shù)等）存入數(shù)據(jù)庫。工業(yè)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)與分析學(xué)習(xí)：實(shí)現(xiàn)自主診斷、健康狀態(tài)預(yù)測、自主維護(hù)等功能。制造過程數(shù)據(jù)管理與追溯通過RFID等各類信息采集裝置，實(shí)現(xiàn)制造過程的全流程跟蹤（包括制造進(jìn)度、物料位置、質(zhì)量跟蹤等）與信息追溯（如產(chǎn)品質(zhì)量、資源消耗、生產(chǎn)過程等）離散型智能制造的特征：1、離散型智能制造內(nèi)涵1.3離散型智能制造離散型智能制造的特征：智能化環(huán)境與智能決策：一體化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境工廠內(nèi)底層控制網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)與上層企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的互聯(lián)互通，充分發(fā)揮無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢，支持多種無線傳輸協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集成生產(chǎn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，形成一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的融合。智能決策采用智能算法進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)不同層面的知識融合；面對復(fù)雜環(huán)境變化的自組織能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度、底層控制等制造全流程智能化決策。工廠/車間層生產(chǎn)資源層企業(yè)層離散型智能制造內(nèi)涵1離散型智能制造架構(gòu)2離散性智能制造案例32、離散型智能制造架構(gòu)2.1離散型智能制造總體架構(gòu)企業(yè)層主要通過ERP系統(tǒng)與PLM系統(tǒng)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總管理與分析決策；工廠/車間層主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的管理與控制；生產(chǎn)資源層主要完成產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與質(zhì)量檢測過程；一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可集成企業(yè)內(nèi)外各類制造信息；依托各類智能算法進(jìn)行智能決策支持，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的閉環(huán)控制。2、離散型智能制造架構(gòu)1)企業(yè)資源管理(EnterpriseResourcesPlanning,ERP)企業(yè)層關(guān)鍵要素：企業(yè)資源計(jì)劃ERP，產(chǎn)品生命周期管理PLM訂單管理：管理訂單，根據(jù)訂單、庫存、生產(chǎn)信息等制定采購計(jì)劃。財(cái)務(wù)管理：現(xiàn)金流向和流量預(yù)算的實(shí)時(shí)查詢與預(yù)估功能，提高資金利用效率；財(cái)務(wù)業(yè)務(wù)一體化，自動(dòng)生成財(cái)務(wù)報(bào)表，支撐財(cái)務(wù)決策。生產(chǎn)管理：生產(chǎn)計(jì)劃制定與動(dòng)態(tài)調(diào)度；生產(chǎn)計(jì)劃生成到計(jì)劃完成產(chǎn)品入庫的生產(chǎn)全過程進(jìn)行嚴(yán)密的管理。庫存管理：涵蓋所有的出入庫明細(xì)，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的存貨出入庫管理。2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)2)產(chǎn)品生命周期管理（ProductLife-CycleManagement，PLM）企業(yè)層關(guān)鍵要素：企業(yè)資源計(jì)劃ERP，產(chǎn)品生命周期管理PLM包含了人們對產(chǎn)品的需求開始，到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程信息。應(yīng)用軟件及管理軟件集成。圖文檔管理、工作流管控、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、權(quán)限管理、構(gòu)型管理、工程變更及其控制、數(shù)據(jù)可視化、項(xiàng)目管理等。2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)1)數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)控（SupervisoryControlAndDataAcquisition,SCADA）工廠/車間層關(guān)鍵要素：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES分布式控制系統(tǒng)，可對底層生產(chǎn)單元下放控制指令，能夠處理大量的數(shù)據(jù)。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，擁有多種網(wǎng)絡(luò)通訊方式，可對底層生產(chǎn)單元中多種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，能夠處理大量的數(shù)據(jù)2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)2)制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutiveSystem,MES)工廠/車間層關(guān)鍵要素：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES企業(yè)層生產(chǎn)決策到實(shí)際生產(chǎn)過程中的銜接工作，是企業(yè)層系統(tǒng)到底層生產(chǎn)單元間必不可少的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)車間/工廠級的生產(chǎn)調(diào)度工作（生產(chǎn)任務(wù)的具體細(xì)化）車間/工廠級的生產(chǎn)管控工作（管理設(shè)備\生產(chǎn)狀態(tài)，控制設(shè)備運(yùn)行）2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)2)制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutiveSystem,MES)工廠/車間層關(guān)鍵要素：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES生產(chǎn)調(diào)度圖2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)2)制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutiveSystem,MES)工廠/車間層關(guān)鍵要素：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES質(zhì)量管控圖2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)生產(chǎn)資源層關(guān)鍵要素：智能生產(chǎn)裝備、智能物流裝備、質(zhì)量檢測裝備1)數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心是從數(shù)控機(jī)床發(fā)展而來的。具有自動(dòng)交換加工刀具的能力，綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設(shè)備的5～10倍/v/XMTc4NTkzMDMzMg==.html?__fr=oldtd2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)2)工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，可以接受人類指揮，可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，有很高的自由度，幾乎可適合于任何軌跡或角度的工作。/v/XMjQzOTQwOTQyMA==.html?__fr=oldtd生產(chǎn)資源層關(guān)鍵要素：智能生產(chǎn)裝備、智能物流裝備、質(zhì)量檢測裝備2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)3)增材制造裝備（3D打印）將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)/v/XMzIzMzQwMjY2OA==.html?spm=a2h0k.8191414.0.0&from=s1.8-1-1.2生產(chǎn)資源層關(guān)鍵要素：智能生產(chǎn)裝備、智能物流裝備、質(zhì)量檢測裝備2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)4)自動(dòng)導(dǎo)引車（AutomatedGuidedVehicle，AGV）是指具有磁條、軌道或者激光等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，沿規(guī)劃好的路徑行駛以電池為動(dòng)力，并且裝備安全保護(hù)以及各種輔助機(jī)構(gòu)/x/page/j0539lv2dli.html生產(chǎn)資源層關(guān)鍵要素：智能生產(chǎn)裝備、智能物流裝備、質(zhì)量檢測裝備2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素2、離散型智能制造架構(gòu)一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：MES與PLM、ERP系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)集成車間MES位于企業(yè)ERP、PLM系統(tǒng)和底層設(shè)備之間，在管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補(bǔ)了兩者之間的空隙。一方面，MES可以對來自ERP軟件的生產(chǎn)管理信息進(jìn)行細(xì)化、分解，將來自計(jì)劃層操作指令傳遞給底層控制層；另一方面，MES可以集成SCADA系統(tǒng)采集設(shè)備、儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再經(jīng)過分析、計(jì)算與處理，從而方便、可靠地將控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)整合在一起，并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。2.2離散型智能制造關(guān)鍵要素離散型智能制造內(nèi)涵1離散型智能制造架構(gòu)2離散性智能制造案例33、離散性智能制造案例3.1云內(nèi)動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)智能制造工廠的基本情況

本案例為云內(nèi)動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)離散型制造工廠的智能化改造項(xiàng)目，該項(xiàng)目以提升柴油機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)和智能化生產(chǎn)水平為目標(biāo)導(dǎo)向，通過數(shù)字化車間技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的應(yīng)用，將鑄造車間及乘柴車間建設(shè)成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造數(shù)字化、智能化車間。智能化改造必要性能耗信息主動(dòng)感知與能耗優(yōu)化問題產(chǎn)品質(zhì)量難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管控產(chǎn)品試制周期長，制造工藝不穩(wěn)定產(chǎn)品的可制造性難以評估,工藝設(shè)計(jì)和驗(yàn)證手段落后缺乏對工藝知識的有效管理工廠物流急需相應(yīng)系統(tǒng)支持仿真分析能力3、離散性智能制造案例智能制造車間全局?jǐn)?shù)字化建模與優(yōu)化涵蓋車間布局、工藝、物流等全業(yè)務(wù)流程的規(guī)劃與改善。安全可控的核心智能裝備引入與生產(chǎn)線建設(shè)引進(jìn)智能設(shè)備，進(jìn)行智能化改造。一體化智能管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、工藝、制造、營銷等全流程貫通的一體化管控。安全可控的通信網(wǎng)絡(luò)互連與信息集成架構(gòu)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、開放互連、安全可靠、靈活管理、資源豐富、數(shù)據(jù)服務(wù)高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。工業(yè)云平臺(tái)的搭建與智能決策支持引入Citrix，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，將部分應(yīng)用系統(tǒng)部署在公有云上，實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)，為智能決策支持奠定基礎(chǔ)。智能化改造主要用于生產(chǎn)D19/D20/D25/D30四種柴油機(jī)，改造內(nèi)容包括仿真、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過程的管控。3.1云內(nèi)動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)智能制造工廠的基本情況3、離散性智能制造案例3.2云內(nèi)動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)企業(yè)層：ERP系統(tǒng)生產(chǎn)管理與物料配套拓展建設(shè)PDM系統(tǒng)建設(shè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)工廠/車間級：精準(zhǔn)化MES虛擬工廠仿真平臺(tái)設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)能源管理系統(tǒng)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知、采集與識別生產(chǎn)資源層：自動(dòng)上下料機(jī)器人智能倉儲(chǔ)與物流裝備智能檢測設(shè)備Thankyouforlistening!謝謝聆聽!第六章流程型智能制造流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢3流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢31、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述流程工業(yè)：也稱過程工業(yè)（ProcessIndustry），是以資源和可回收資源為原料，通過物理變化和化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)復(fù)雜生產(chǎn)，為制造業(yè)提供原材料和能源的基礎(chǔ)行業(yè)。典型的流程工業(yè)包括石油、化工、造紙、水泥、制藥等行業(yè)。1、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述與離散制造等生產(chǎn)過程相比較，流程工業(yè)在以下方面具有行業(yè)的特點(diǎn)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：上、下級物料之間數(shù)量關(guān)系不固定；每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品，可能細(xì)分為主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、回流物和廢物等。工藝流程與生產(chǎn)設(shè)備：工藝流程相對固定；生產(chǎn)設(shè)備專用，設(shè)備維護(hù)特別重要，一旦發(fā)生故障，損失嚴(yán)重。物料存儲(chǔ)：流程工業(yè)企業(yè)的原材料和產(chǎn)品通常是液體、氣體、粉狀等，通常采用罐、箱、柜、桶等進(jìn)行存儲(chǔ)。1、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述自動(dòng)化水平：一般采用較大規(guī)模生產(chǎn)方式，生產(chǎn)工藝較成熟，自動(dòng)化設(shè)備相對完善。生產(chǎn)計(jì)劃管理：流程工業(yè)企業(yè)主要采用滿負(fù)荷、大批量生產(chǎn)，訂單往往跟生產(chǎn)無直接關(guān)聯(lián)。1、流程型智能制造定義1.2流程型工業(yè)開展智能制造的必要性和緊迫性隨著人類社會(huì)和新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)格局進(jìn)入了調(diào)整、變革和發(fā)展的新時(shí)期。德國基于制造業(yè)基礎(chǔ)率先推出了“工業(yè)4.0”計(jì)劃，向未來互聯(lián)網(wǎng)融合推進(jìn).美國提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，向未來制造業(yè)演化，本質(zhì)上是利用當(dāng)今快速發(fā)展的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型并開拓新興產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)。1、流程型智能制造定義1.2流程型工業(yè)開展智能制造的必要性和緊迫性在此背景下，我國出臺(tái)了一系列推進(jìn)智能制造發(fā)展的重要文件，這是我國為實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重大戰(zhàn)略部署。流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢32.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)自18世紀(jì)中葉以來，以化學(xué)工業(yè)為代表的流程工業(yè)經(jīng)歷了若干主要發(fā)展階段2.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)流程型智能制造體系架構(gòu)示意圖流程型智能制造體系架構(gòu)對于流程工業(yè)，供應(yīng)鏈的總體集成和優(yōu)化是關(guān)注的重點(diǎn)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：智能制造企業(yè)具有強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，共同價(jià)值觀、市場需求、可持續(xù)發(fā)展等可集成在一起；供應(yīng)鏈為過程協(xié)作控制模式，而不是嵌入式離散控制；生產(chǎn)組織從“集中模式”逐步演化為“集成模式”；在商務(wù)過程、決策過程的綜合智能幫助下，企業(yè)可以適應(yīng)更嚴(yán)苛的環(huán)境。2.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)基于CPS的流程型智能制造主要設(shè)想基于CPS的流程型智能制造技術(shù)架構(gòu)示意圖對工廠總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局等建立數(shù)字化模型建立數(shù)字化模型2.2流程型智能制造需要考慮的關(guān)鍵組成要素2、流程型智能制造架構(gòu)對物流、物性、資產(chǎn)等全流程監(jiān)控與高度集成，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制和在線優(yōu)化采用先進(jìn)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模型化決策、過程量化管理、成本和質(zhì)量動(dòng)態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化建立制造執(zhí)行系統(tǒng)2、流程型智能制造架構(gòu)對于存在較高安全風(fēng)險(xiǎn)和污染排放的項(xiàng)目，對有毒有害物質(zhì)排放和危險(xiǎn)源進(jìn)行嚴(yán)格的自動(dòng)檢測監(jiān)控嚴(yán)格的自動(dòng)檢測監(jiān)控實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間，以及數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)與企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)的高效協(xié)同建立互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力建立工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護(hù)體系2.2流程型智能制造需要考慮的關(guān)鍵組成要素2、流程型智能制造架構(gòu)2.3流程型智能制造的若干關(guān)鍵技術(shù)分析八大技術(shù)流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢33.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析該石化企業(yè)的智能工廠建設(shè)重點(diǎn)圍繞“計(jì)劃調(diào)度、安全環(huán)保、能源管理、裝置操作、IT管控”五個(gè)領(lǐng)域，體現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、可視化、模型化、集成化等智能化制造特征。經(jīng)智能化改造之后取得了比較突出的效果：不斷提升本質(zhì)安全水平；實(shí)現(xiàn)敏捷生產(chǎn)；提高經(jīng)濟(jì)效益；提升管理效率。3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析該石化企業(yè)智能工廠總體架構(gòu)是一個(gè)三層結(jié)構(gòu)，主要分為以ERP為核心的經(jīng)營管理層（經(jīng)營管理平臺(tái)）、以MES為核心的生產(chǎn)執(zhí)行層（生產(chǎn)營運(yùn)平臺(tái)）和IT基礎(chǔ)設(shè)施的過程控制層（信息與運(yùn)維平臺(tái)）。某石化行業(yè)智能工廠總體架構(gòu)3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析初步成效(1)構(gòu)建智能工廠框架在現(xiàn)有三大平臺(tái)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建成投用了集中集成平臺(tái)、全流程（計(jì)劃）優(yōu)化平臺(tái)、三維數(shù)字化平臺(tái)和應(yīng)急指揮平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了“感知實(shí)時(shí)化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用集成化、裝置數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)高速化、全廠互聯(lián)化”。（2）建成生產(chǎn)管控中心生產(chǎn)管控中心應(yīng)用多項(xiàng)IT及管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化經(jīng)營、生產(chǎn)指揮、工藝操作、運(yùn)行管理、專業(yè)支持、應(yīng)急保障等“六位一體”功能定位。（3）集成和標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成業(yè)務(wù)系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)，完成生產(chǎn)物料等40個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板和36類主數(shù)據(jù)收集。3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析初步成效（4）投用生產(chǎn)裝置數(shù)字化平臺(tái)三維數(shù)字化平臺(tái)集成了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和精細(xì)化管理和安全生產(chǎn)所需信息，如實(shí)時(shí)工藝參數(shù)、實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)及信息等，實(shí)現(xiàn)了工藝管理、設(shè)備管理、操作培訓(xùn)、三維漫游、視頻監(jiān)控等多類深化應(yīng)用。（5）運(yùn)行全流程優(yōu)化平臺(tái)煉油全流程優(yōu)化平臺(tái)采用“中心交換式”集成模式，通過運(yùn)營級數(shù)據(jù)倉庫與原油評價(jià)、ERP等系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，提升了全流程優(yōu)化的敏捷性和準(zhǔn)確性。（6）上線HSE管理和應(yīng)急指揮平臺(tái)建立了集健康（Health）、安全（Safety）和環(huán)境（Environment）三位一體的HSE管理體系。HSE備案系統(tǒng)長期有效運(yùn)行，集中管理和聯(lián)動(dòng)報(bào)警監(jiān)控，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測環(huán)境信息。實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)化、可視化，及時(shí)響應(yīng)、有效處置應(yīng)急事件。流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢34.1流程型制造面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)4、流程型智能制造發(fā)展趨勢近年來，流程行業(yè)通過管理創(chuàng)新，淘汰落后產(chǎn)能，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，向全流程、精細(xì)化的生產(chǎn)模式發(fā)展，取得了較好的發(fā)展態(tài)勢。但與世界先進(jìn)水平相比，我國流程行業(yè)仍面臨能耗過大，智能化自決策性弱，關(guān)鍵技術(shù)水平待提高，安全環(huán)保保障等挑戰(zhàn)。全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加緊孕育興起，與流程型制造轉(zhuǎn)型升級形成歷史性交匯，給流程行業(yè)帶來了新的機(jī)遇，將推動(dòng)流程行業(yè)形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式。4.2流程型制造下一步發(fā)展趨勢4、流程型智能制造發(fā)展趨勢流程型智能制造是“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”戰(zhàn)略的重要組成部分，我們可以結(jié)合四大主題——智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流和智能服務(wù)來分析流程型智能制造下一步的發(fā)展趨勢。

智能工廠側(cè)重點(diǎn)在于企業(yè)的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的建立、管理和應(yīng)用智能生產(chǎn)側(cè)重點(diǎn)在于企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、制造過程人機(jī)協(xié)同等技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)過程中的協(xié)同應(yīng)用智能物流側(cè)重點(diǎn)在于通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有的資源效率智能服務(wù)側(cè)重點(diǎn)在于通過（服）務(wù)聯(lián)網(wǎng)結(jié)合智能產(chǎn)品為客戶提供更好的服務(wù)，發(fā)揮企業(yè)的最大價(jià)值智能物流以客戶為中心，促進(jìn)資源優(yōu)化配置；智能服務(wù)促進(jìn)企業(yè)向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。智能工廠是傳統(tǒng)流程型制造企業(yè)發(fā)展的必由階段；智能生產(chǎn)是由用戶參與實(shí)現(xiàn)“定人定制”的過程；4.2流程型制造下一步發(fā)展趨勢4、流程型智能制造發(fā)展趨勢

相信在不久的未來，工業(yè)社會(huì)將步入工業(yè)4.0的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)由“自動(dòng)化”向“智能化”的飛躍。通過不斷研究和發(fā)展CPS網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的流程型工業(yè)將實(shí)現(xiàn)人、裝備和產(chǎn)品的實(shí)時(shí)連通、相互識別和有效交流，為消費(fèi)者定制“個(gè)性化”的商品，并且提供及時(shí)、高效的服務(wù)。Thankyouforlistening!謝謝聆聽!第七章網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造定義1架構(gòu)2案例分析3主要研究方向和未來發(fā)展趨勢4

2015年以來，中國在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用以及跨界融合等方面取得了積極進(jìn)展，已具備加快推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1、定義1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造概述

2.“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造的幾個(gè)相關(guān)概念“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造1.“互聯(lián)網(wǎng)+”和協(xié)同制造產(chǎn)生的背景

2015年7月，我國國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》，其中的一項(xiàng)重要行動(dòng)計(jì)劃是“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造。1、定義1.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的迫切需求分析傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型明顯加快；互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)借助新產(chǎn)品新服務(wù)融入工業(yè)基因；生產(chǎn)服務(wù)企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)拓展服務(wù)空間?；ヂ?lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合整體態(tài)勢側(cè)重消費(fèi)服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)暫難滿足制造業(yè)生產(chǎn)性需求；核心技術(shù)仍是制約我國互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵；制造業(yè)企業(yè)信息化水平參差不齊，很難形成通用的融合創(chuàng)新推廣路徑;互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合供需雙方存在認(rèn)識差異;支撐創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的舊體系改造和新產(chǎn)品推廣的專業(yè)服務(wù)尚待完善?；ヂ?lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合面臨的主要問題定義1架構(gòu)2案例分析3主要研究方向和未來發(fā)展趨勢42、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)三個(gè)層級的協(xié)同：制造企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門或系統(tǒng)的協(xié)同;企業(yè)集團(tuán)（聯(lián)盟）內(nèi)工廠之間的協(xié)同制造;基于供應(yīng)鏈的協(xié)同制造。五方面價(jià)值體現(xiàn)：降低企業(yè)原料物料庫存成本；更靈活地實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的制造敏捷性；更好地監(jiān)控企業(yè)的制造過程；節(jié)約實(shí)施成本和流程維護(hù)與改善成本；降低企業(yè)系統(tǒng)維護(hù)資源消耗。（SCM:SupplyChainManagement,供應(yīng)鏈管理;CRM:CustomerRelationshipManagement,客戶關(guān)系管理;EIP:EnterpriseInformationPortal,企業(yè)信息門戶）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的并行工程示意圖2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)構(gòu)成：協(xié)同系統(tǒng)管理模塊；協(xié)同工作管理模塊；分布式數(shù)據(jù)管理模塊；安全控制模塊；協(xié)同應(yīng)用模塊；決策支持模塊；協(xié)同工具模塊。（SCM:SupplyChainManagement,供應(yīng)鏈管理;CRM:CustomerRelationshipManagement,客戶關(guān)系管理;EIP:EnterpriseInformationPortal,企業(yè)信息門戶）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的并行工程示意圖2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造總體技術(shù)架構(gòu)示例1：“典型區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)制造平臺(tái)系統(tǒng)方案”總體架構(gòu)2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造總體技術(shù)架構(gòu)示例2：基于“企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟”的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造技術(shù)總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的核心環(huán)節(jié)在于借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)圍繞制造任務(wù)實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)間的資源優(yōu)化配置;協(xié)同制造的關(guān)鍵在于資源配置;資源共享是網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的前提。2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造總體技術(shù)架構(gòu)示例3：由資源共享服務(wù)平臺(tái)和協(xié)同生產(chǎn)管理平臺(tái)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)資源共享服務(wù)平臺(tái)支持下的網(wǎng)絡(luò)化制造資源獲取模型2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造總體技術(shù)架構(gòu)示例4：以降低協(xié)作風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)協(xié)同制造并減低協(xié)作風(fēng)險(xiǎn)的措施：協(xié)同平臺(tái)管理；合作伙伴關(guān)系建立；合作伙伴制造資源評價(jià)；協(xié)同生產(chǎn)計(jì)劃分解；合作伙伴風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。2、架構(gòu)2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的總體架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造總體技術(shù)架構(gòu)示例5：基于社會(huì)化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同智能制造體系架構(gòu)從上到下的四個(gè)層級：實(shí)體資源層；智能資源層；社會(huì)協(xié)作層；協(xié)作應(yīng)用層。2、架構(gòu)2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造基本組成要素分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造中網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為協(xié)同制造的整個(gè)過程提供了平臺(tái)支持。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造中資源共享是前提充分利用各個(gè)企業(yè)的優(yōu)勢資源，選擇最合適的制造企業(yè)來實(shí)現(xiàn)整體制造方案的最優(yōu)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造中技術(shù)是支撐技術(shù)是保障協(xié)同過程順利進(jìn)行的支撐,主要用到的技術(shù)有基礎(chǔ)技術(shù)、集成技術(shù)、應(yīng)用實(shí)施技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造中扁平透明度高的組織模式是保障該組織模式下，聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)以制造任務(wù)為中心，根據(jù)自身資源條件提供制造服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造中提高效率和效益是目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造是市場驅(qū)動(dòng)的結(jié)果，效率和效益的提升是引導(dǎo)企業(yè)走向網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的關(guān)鍵因素。定義1架構(gòu)2案例分析3主要研究方向和未來發(fā)展趨勢43、案例分析美國耐克公司該公司在世界各地征集其產(chǎn)品的生產(chǎn)商、經(jīng)銷商。波音公司其分支機(jī)構(gòu)和日本多家公司曾圍繞波音777噴氣式客機(jī)建立了協(xié)同制造平臺(tái)。戴爾公司該公司引入了企業(yè)協(xié)同制造運(yùn)作機(jī)制。國內(nèi)外企業(yè)引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式的案例分析3、案例分析西門子公司2016年推出名為MindSphere工業(yè)制造云服務(wù)平臺(tái)。富士康集團(tuán)2017年開發(fā)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)BEACON。中國電信-CPS平臺(tái)平臺(tái)架構(gòu)分為：通訊層、應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)層和應(yīng)用展現(xiàn)層。國內(nèi)外企業(yè)引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式的案例分析3、案例分析波音公司——777飛機(jī)設(shè)計(jì)制造的并行工程國內(nèi)外企業(yè)引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式的案例分析在波音777飛機(jī)研制最高峰時(shí)曾組織過238個(gè)DBT團(tuán)隊(duì)，總共成員有8000余人，其中工程師6000名。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助無紙?jiān)O(shè)計(jì)和無紙制造。在波音777的41艙段的DBT中就有重量、結(jié)構(gòu)、繪圖、有效載荷、計(jì)劃、工裝設(shè)計(jì)、推進(jìn)系統(tǒng)、飛行控制、電氣、分析、財(cái)務(wù)、飛行面板、環(huán)境控制、液壓系統(tǒng)、CAD／DPA支持、用戶服務(wù)和質(zhì)量保證等部門人員組成。為用戶提供數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境及應(yīng)用開發(fā)工具負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)為用戶提供集成行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果工業(yè)智能應(yīng)用3、案例分析西門子公司——MindSphere平臺(tái)國內(nèi)外企業(yè)引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式的案例分析Mind-ConnectMindCloundMind-Apps3、案例分析中國電信-CPS平臺(tái)國內(nèi)外企業(yè)引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式的案例分析應(yīng)用：某鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)基于CPS平臺(tái)的個(gè)性化定制與協(xié)同制造作用：引進(jìn)了大規(guī)模個(gè)性化定制新模式；應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造新模式定義1架構(gòu)2案例分析3主要研究方向和未來發(fā)展趨勢44、主要研究方向和未來發(fā)展趨勢4.1主要研究方向基礎(chǔ)前沿與關(guān)鍵技術(shù)智能工廠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)理論與技術(shù)“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)方法與技術(shù)基于第三方平臺(tái)的多價(jià)值鏈協(xié)同技術(shù)與方法復(fù)雜產(chǎn)品建模與仿真系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造系統(tǒng)集成技術(shù)與工具研發(fā)；支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)研發(fā)；支持復(fù)雜產(chǎn)品定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)研發(fā)支持大規(guī)模定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造集成技術(shù)研究與應(yīng)用示范；支持復(fù)雜產(chǎn)品定制生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造集成技術(shù)研究與應(yīng)用示范；網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造技術(shù)資源服務(wù)平臺(tái)研發(fā)與應(yīng)用示范裝備/系統(tǒng)與平臺(tái)集成技術(shù)與應(yīng)用示范4、主要研究方向和未來發(fā)展趨勢4.2未來發(fā)展趨勢當(dāng)前應(yīng)著力提升核心軟硬件的技術(shù)水平與應(yīng)用能力，鼓勵(lì)以工業(yè)生產(chǎn)需求為引領(lǐng)，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展模式變革。大力發(fā)展智能制造運(yùn)用多元社交平臺(tái)，收集用戶的個(gè)性化產(chǎn)品需求，打破傳統(tǒng)供需模式，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化與規(guī)?；南噍o相成。發(fā)展大規(guī)模個(gè)性化定制通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的協(xié)同服務(wù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)以及全球各方設(shè)計(jì)研發(fā)者之間的協(xié)同共享，提高研發(fā)效率，降低創(chuàng)新成本。提升網(wǎng)絡(luò)化制造水平利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，分析并反饋至研發(fā)制造環(huán)節(jié)，形成各環(huán)節(jié)緊密協(xié)作、服務(wù)鏈與價(jià)值鏈快速聯(lián)動(dòng)的新態(tài)勢。加速制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型Thankyouforlistening!謝謝聆聽!第八章遠(yuǎn)程運(yùn)維遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例31、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.1遠(yuǎn)程運(yùn)維的必要性及意義(1)遠(yuǎn)程運(yùn)維的必要性設(shè)備復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度的大幅度提高意外停機(jī)的巨大損失到場維修使得維護(hù)成本增加和資源浪費(fèi)1、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.1遠(yuǎn)程運(yùn)維的必要性及意義(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維的意義提高設(shè)備的整體管理水平提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高可靠性和可維修性提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益1、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.2設(shè)備維護(hù)技術(shù)發(fā)展歷程階段名稱所屬階段時(shí)間特點(diǎn)事后維修常規(guī)運(yùn)維20世紀(jì)以前只有在設(shè)備發(fā)生故障之后才會(huì)進(jìn)行診斷和維修預(yù)防維修20世紀(jì)初—20世紀(jì)80年代周期性維護(hù)，存在維修不足或維修過剩的缺點(diǎn)，停機(jī)損失大預(yù)知維修遠(yuǎn)程運(yùn)維20世紀(jì)80年代以后在設(shè)備需要維護(hù)時(shí)進(jìn)行維護(hù)1、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.3遠(yuǎn)程運(yùn)維定義與核心技術(shù)(1)遠(yuǎn)程運(yùn)維定義遠(yuǎn)程運(yùn)維集成應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、智能化軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建設(shè)設(shè)備全生命周期管理平臺(tái)，并對智能設(shè)備遠(yuǎn)程操控、健康狀況檢測、設(shè)備維護(hù)方案制定與執(zhí)行遠(yuǎn)程運(yùn)維通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程采集設(shè)備數(shù)據(jù)，采用先進(jìn)的分析算法對數(shù)據(jù)中的隱形知識進(jìn)行挖掘和建模，并在制造過程中識別、預(yù)測和避免問題1、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.3遠(yuǎn)程運(yùn)維定義與核心技術(shù)(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維核心技術(shù)①故障診斷技術(shù)主要是針對設(shè)備故障的診斷，是指在設(shè)備運(yùn)行中，通過檢測手段來判斷設(shè)備性能狀態(tài)，并對診斷對象發(fā)生的故障和異常進(jìn)行認(rèn)識和確定的工作基于機(jī)理模型的方法基于信號處理的方法基于知識的方法1、遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1.3遠(yuǎn)程運(yùn)維定義與核心技術(shù)(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維核心技術(shù)②預(yù)測性維護(hù)技術(shù)預(yù)測性維護(hù)（PredictiveMaintenance，PM）是基于連續(xù)的測量和分析，預(yù)測諸如機(jī)器零件剩余使用壽命等關(guān)鍵指標(biāo)基于機(jī)理模型的預(yù)測方法基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測方法遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例32、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.1遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)組成現(xiàn)場采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)據(jù)中心，識別與預(yù)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備專家與維護(hù)人員可遠(yuǎn)程監(jiān)測和觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)診斷專家可遠(yuǎn)程指導(dǎo)下位機(jī)上位機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.1遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的組成(1)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的組成上位機(jī)：設(shè)備檢測診斷系統(tǒng)。指人可以直接發(fā)出操控指令的集中管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)下位機(jī)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?，F(xiàn)場直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀態(tài)的裝置，一般來說是各種智能設(shè)備數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)：連接上，下位機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)之間，下位機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)部分之間數(shù)據(jù)，信息的通信圖1.遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的組成2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.1遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的組成(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)采集與傳輸（遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)基礎(chǔ)）智能診斷與遠(yuǎn)程維護(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析圖2.數(shù)據(jù)采集與傳輸圖3.機(jī)載與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心遠(yuǎn)程通信示意圖2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.2基于狀態(tài)的遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)基于狀態(tài)的維護(hù)方式架構(gòu)（Condition-basedMaintenance，簡稱CBM）是遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)中常用的架構(gòu)。CBM架構(gòu)是通過對設(shè)備工作狀態(tài)和工作環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測，借助人工智能算法等先進(jìn)的計(jì)算方法，診斷和預(yù)測設(shè)備未來的有效工作周期，為現(xiàn)場操作人員提供系統(tǒng)目前健康狀況的準(zhǔn)確評估，預(yù)測系統(tǒng)的剩余壽命，合理安排設(shè)備未來的維修調(diào)度時(shí)間。圖4.CBM架構(gòu)圖2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.2基于狀態(tài)的遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)圖5.CBM層次模型數(shù)據(jù)采集層（dataacquisition）：從底層設(shè)備采集，整理后輸出數(shù)據(jù)處理層（datamanipulation）：數(shù)據(jù)采集層的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理狀態(tài)監(jiān)測層（conditionmonitoring）：輸出數(shù)據(jù)與系統(tǒng)工作限定值比較等健康評估層（healthassessment）：監(jiān)測系統(tǒng)，子系統(tǒng)，組成不安的當(dāng)前狀態(tài)與性能衰退進(jìn)行評估預(yù)診斷層（prognosticassessment）：基于數(shù)據(jù)信息建立預(yù)測模型，推斷設(shè)備未來的有效工作時(shí)間決策支持層（decisionsupport）：提供推薦的系統(tǒng)維護(hù)動(dòng)作和指令，并對決策信息進(jìn)行保存表示層（presentationmodule）：數(shù)據(jù)的可視化展示或圖形化操作并展示給用戶2、遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2.3關(guān)鍵技術(shù)信號采集：設(shè)備工作性能狀態(tài)監(jiān)測是故障預(yù)測和診斷的前提。備性能狀態(tài)的準(zhǔn)確表達(dá)模型、參數(shù)實(shí)時(shí)測量、特征信號提取，以及如何用最少的傳感器，獲取最多的設(shè)備狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)傳輸：將數(shù)據(jù)從信號采集設(shè)備傳遞到遠(yuǎn)程故障診斷，預(yù)測平臺(tái)上?；贐US總線的傳輸、使用TCP/IP協(xié)議傳輸或者OPC協(xié)議傳輸在實(shí)際應(yīng)用中都有體現(xiàn)。。數(shù)據(jù)處理：對原始信號的二次處理，剔除無用信息，提取特征信息知識數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)：遠(yuǎn)程運(yùn)維依賴數(shù)據(jù)庫和知識庫支撐智能故障診斷方法以及智能設(shè)備狀態(tài)預(yù)測方法：基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法對故障診斷，狀態(tài)預(yù)測進(jìn)行建模，通過人工智能技術(shù)，基于設(shè)備的歷史信息訓(xùn)練模型，提高模型的識別與預(yù)測能力。遠(yuǎn)程運(yùn)維概要1遠(yuǎn)程運(yùn)維體系架構(gòu)2遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例33、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(1)傳統(tǒng)運(yùn)維的不足定期維護(hù)，導(dǎo)致過度維護(hù)或維護(hù)不足；定檢維護(hù)對關(guān)鍵點(diǎn)維護(hù)無能為力，對突發(fā)或偶發(fā)事故缺少預(yù)警連鑄產(chǎn)線的設(shè)備狀態(tài)信息的獲取依靠點(diǎn)檢技術(shù)人員人工在設(shè)備現(xiàn)場通過手動(dòng)的方式測試獲得，點(diǎn)檢人員在各個(gè)狀態(tài)受控點(diǎn)人工采集數(shù)據(jù)，工作強(qiáng)度非常大，人身安全時(shí)刻受到威脅設(shè)備現(xiàn)場大都環(huán)境惡劣，分布分散，許多地方人員無法進(jìn)入，造成了人員工作強(qiáng)度大，提取的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)量少、時(shí)效性低生產(chǎn)線設(shè)備缺乏對故障歷史數(shù)據(jù)與知識庫的積累，建立設(shè)備數(shù)據(jù)中心與決策服務(wù)中心勢在必行3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架

圖6.遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)總體框架3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架數(shù)據(jù)采集層主要是通過物聯(lián)及互聯(lián)技術(shù)獲取設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用APP層主要是結(jié)合針對各種設(shè)備、采用不同形式的運(yùn)維需求，通過平臺(tái)軟硬件資源的調(diào)用組合與配置，形成滿足應(yīng)用功能、管控流程的定制應(yīng)用分析處理層主要以運(yùn)維數(shù)據(jù)分析處理中心為基礎(chǔ)，針對工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)多源時(shí)域、頻域數(shù)據(jù)融合分析，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)決策，為設(shè)備狀態(tài)智能診斷、綜合診斷的數(shù)據(jù)分析提供技術(shù)支持，從而實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和精確定位。3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖7.運(yùn)維數(shù)據(jù)分析處理中心功能架構(gòu)3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖8.平臺(tái)共享功能組件構(gòu)成平臺(tái)服務(wù)層主要由平臺(tái)共享功能組件和數(shù)字化模型組成。平臺(tái)共享功能組件是以設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息與相關(guān)工藝過程信息相關(guān)聯(lián)，形成包含智能模型判斷、專家知識決策和業(yè)務(wù)流程管控等要素、貫穿于運(yùn)維全過程的服務(wù)功能組件3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架主要工作流程圖9.遠(yuǎn)程運(yùn)維典型工作流程圖遠(yuǎn)程運(yùn)維結(jié)果：維修成本降低15%，突發(fā)故障持續(xù)時(shí)間降低20%，工作效率提升20%，基于狀態(tài)的維修準(zhǔn)確率大于80%。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性達(dá)到99.9%，設(shè)備異常預(yù)警率99.9%，異常預(yù)警可靠性85%，故障智能判定模型準(zhǔn)確率85%3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.1寶鋼遠(yuǎn)程運(yùn)維案例(3)遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)的優(yōu)勢改變了傳統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)人工點(diǎn)檢模式降低了點(diǎn)檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度提高了設(shè)備狀態(tài)的把控能力。改變了傳統(tǒng)運(yùn)維的計(jì)劃維修模式提高了人員效率和設(shè)備效率實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維狀態(tài)數(shù)字可視化。3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.2高檔數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)系統(tǒng)(1)傳統(tǒng)運(yùn)維的不足機(jī)床故障機(jī)床傳統(tǒng)維修流程：工人主觀判斷嘗試參數(shù)修正維修班檢修機(jī)床大修解決解決事后維修的狀態(tài)，嚴(yán)重拖延了故障診斷和解決問題的時(shí)間3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.2高檔數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)系統(tǒng)(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖10.遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)圖積累數(shù)控機(jī)床故障數(shù)據(jù)庫、知識庫；智能故障診斷技術(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測診斷。圍繞容易引發(fā)故障的關(guān)鍵零部件，開發(fā)遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.2高檔數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程運(yùn)維案例狀態(tài)信息采集：對數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)采集依賴傳感器的使用。通過有限元分析技術(shù)、磨床傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型等分析大型數(shù)控磨床關(guān)鍵性能參數(shù)采集的優(yōu)化布局方案，優(yōu)化了大型數(shù)控磨床的傳感器布置，實(shí)現(xiàn)了以較少的傳感器對大型數(shù)控磨床性能的全息監(jiān)測，降低了傳感器設(shè)備的成本。故障數(shù)據(jù)庫建立：需要建立高檔數(shù)控機(jī)床性能特征數(shù)據(jù)庫和故障模型庫。為充分利用這些數(shù)據(jù)的信息，指導(dǎo)機(jī)床的正確操作與故障排除，需要在專家系統(tǒng)理論、知識挖掘理論的指導(dǎo)下，研究歷史經(jīng)驗(yàn)與故障診斷方法。(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖11.以大型曲軸磨床為例的現(xiàn)場狀態(tài)信息采集實(shí)現(xiàn)圖12.高檔數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)中心建立3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.2高檔數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程運(yùn)維案例模型開發(fā)：基于模型的方法是針對數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，建立相應(yīng)的物理模型，通過各種實(shí)驗(yàn)?zāi)M，得到各種工況下關(guān)鍵部件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為數(shù)控機(jī)床的故障判別提供數(shù)據(jù)支持。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法，讓模型從大量的歷史設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中提取信息，對模型進(jìn)行訓(xùn)練。常用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)故障診斷方法例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。平臺(tái)搭建

基于Web技術(shù)，開發(fā)高檔數(shù)控磨床遠(yuǎn)程安全監(jiān)控子系統(tǒng)、安全預(yù)警子系統(tǒng)、故障診斷子系統(tǒng)、維護(hù)服務(wù)子系統(tǒng)等。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，以數(shù)據(jù)庫、知識庫、故障診斷模型為支撐，為設(shè)備各個(gè)相關(guān)人員提供設(shè)備狀態(tài)信息發(fā)布與信息交互平臺(tái)，從而完成對設(shè)備的多方協(xié)同維護(hù)與故障診斷。(2)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖13.典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.3杜克能源公司運(yùn)維案例維修專家現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)返回電腦，查看分析數(shù)據(jù)提高數(shù)據(jù)分析時(shí)間，降低數(shù)據(jù)收集的時(shí)間人力成本，提高數(shù)據(jù)分析效率故障診斷，設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評估效率低數(shù)據(jù)采集NICompactRIO監(jiān)控系統(tǒng)異常狀態(tài)報(bào)警發(fā)送電子郵件，給出初步建議查看設(shè)備，進(jìn)行維修3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.4通用電氣公司Predix平臺(tái)(1)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架圖14.通用電氣Predix平臺(tái)GE在邊緣計(jì)算提供的功能幾乎覆蓋了邊緣設(shè)備需要解決的所有問題邊緣計(jì)算是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺(tái)，就近提供最近端服務(wù)a）邊緣端3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.4通用電氣公司Predix平臺(tái)(1)遠(yuǎn)程運(yùn)維總體框架Predix最強(qiáng)大的地方是提供了工業(yè)大數(shù)據(jù)分析功能，即將物理設(shè)備的各種原始狀態(tài)通過數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，反映在虛擬的信息空間中，通過構(gòu)建設(shè)備的模型，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的掌控和預(yù)測。平臺(tái)端PredixCloud是整個(gè)Predix方案的核心，圍繞著以工業(yè)數(shù)據(jù)為核心的思想，提供了豐富的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、分析、建模以及工業(yè)應(yīng)用開發(fā)的能力b）平臺(tái)端c）應(yīng)用端Predix應(yīng)用為各類工業(yè)設(shè)備，提供完備的設(shè)備健康和故障預(yù)測、生產(chǎn)效率優(yōu)化、能耗管理、排程優(yōu)化等應(yīng)用場景，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和機(jī)理結(jié)合的方式，旨在解決傳統(tǒng)工業(yè)幾十年來都未能解決的質(zhì)量、效率、能耗等問題，幫助工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型；同時(shí)，Predix采用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興IT技術(shù)，擺脫人的經(jīng)驗(yàn)和知識積累的局限性，從只能解決已知的、經(jīng)驗(yàn)性的問題，逐步帶入到對未知世界的掌控中。3、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)案例3.4通用電氣公司Predix平臺(tái)(2)Predix平臺(tái)實(shí)踐——東方航空公司圖15.

GE發(fā)動(dòng)機(jī)葉片運(yùn)維收集與葉片損傷相關(guān)聯(lián)的數(shù)百個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)，篩選后確定關(guān)聯(lián)度最大的參數(shù)，包括飛機(jī)所執(zhí)飛航線的空氣污染程度。GE使用這些參數(shù)建立了葉片損傷分析預(yù)測模型搜集了500多臺(tái)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪葉片保修數(shù)據(jù)，結(jié)合遠(yuǎn)程診斷紀(jì)錄和第三方數(shù)據(jù)，建立了葉片損傷分析預(yù)測模型Thankyouforlistening!謝謝聆聽!第九章個(gè)性化定制個(gè)性化定制概述1個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2典型案例31、個(gè)性化定制概述1.1個(gè)性化定制場景Yooshu—沙灘鞋西門子—高爾夫球桿

定義：個(gè)性化定制是指基于新一代信息技術(shù)和柔性制造技術(shù)，以模塊化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以接近大批量生產(chǎn)的效率和成本提供能滿足客戶個(gè)性化需求的一種智能服務(wù)模式。1、個(gè)性化定制概述1.2個(gè)性化定制內(nèi)涵制造業(yè)發(fā)展流程

特征：區(qū)別于以往發(fā)展的制造模式，個(gè)性化定制模式最重要的特征是明確的以消費(fèi)者為中心，并且由訂單驅(qū)動(dòng)進(jìn)行大規(guī)模小批量的生產(chǎn)，其將銷售過程前置。銷售前置的大規(guī)模個(gè)性化定制模式個(gè)性化定制概述1個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2典型案例32、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.1

個(gè)性化定制模式變遷傳統(tǒng)商業(yè)模式：線下交易為主體C2M(Customer-to-Manufacturer)商業(yè)模式網(wǎng)絡(luò)電子商務(wù)模式B2B(Business-to-Business)：一般不針對大眾消費(fèi)品，產(chǎn)品也相對復(fù)雜，需要專業(yè)人士人工參與判斷商品的質(zhì)量好壞，通常在企業(yè)之間產(chǎn)生訂單。B2C(Business-to-Customer)：主要針對普通大眾消費(fèi)市場，這種模式可以按組織層級簡述為“店鋪→商品頁→商品信息→購買按鈕”。C2C(Customer-to-Customer)：針對普通大眾，第三方提供交易平臺(tái)，個(gè)體戶作為賣方將產(chǎn)品銷售給買方，平臺(tái)從中提取傭金。……2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.1個(gè)性化定制模式變遷什么是C2M商業(yè)模式？C2M，就是將制造商和消費(fèi)者直接聯(lián)系，除去冗長的中間環(huán)節(jié)，砍掉流通加價(jià)環(huán)節(jié)，最大程度的去中間化，讓消費(fèi)者以最低的價(jià)格買到高品質(zhì)、可個(gè)性化定制的產(chǎn)品，是一種新型的電子商務(wù)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式。2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.2體系架構(gòu)個(gè)性化定制體系架構(gòu)是工業(yè)4.0技術(shù)中端到端數(shù)字集成的重要應(yīng)用過程。端到端數(shù)字集成主要是利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，在生產(chǎn)商和消費(fèi)者之間建立信息交互渠道。這一架構(gòu)也是對市場商業(yè)模式向C2M轉(zhuǎn)變的一個(gè)反映。以數(shù)據(jù)為核心，將各層級相互串聯(lián)個(gè)性化定制體系架構(gòu)2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.2

體系架構(gòu)

從客戶訂單到售后維護(hù)，以客戶為中心，客戶全程參與商品的生產(chǎn)過程，制造商根據(jù)客戶要求，可以隨時(shí)對未出廠的商品進(jìn)行調(diào)整，對出廠后的產(chǎn)品，制造商提供全程在線的服務(wù)支持通用的個(gè)性化定制生產(chǎn)流程2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)1.工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)共有五個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與集成層、數(shù)據(jù)建模層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)交互應(yīng)用層。2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)采集層RFID條碼掃描器生產(chǎn)和監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)清洗……制造領(lǐng)域多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)信息采集工具傳感器數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)歸約同構(gòu)化預(yù)處理互聯(lián)網(wǎng)或現(xiàn)場總線等準(zhǔn)確傳輸技術(shù)2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與集成層存儲(chǔ)技術(shù)：主要采用大數(shù)據(jù)分布式云存儲(chǔ)的技術(shù)，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)有效存儲(chǔ)在性能和容量都能線性擴(kuò)展的分布式數(shù)據(jù)庫中。元數(shù)據(jù)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)對訂單元數(shù)據(jù)、產(chǎn)品元數(shù)據(jù)、供應(yīng)商能力等進(jìn)行定義和規(guī)范。標(biāo)識技術(shù)：包括分配與注冊、編碼分發(fā)與測試管理、存儲(chǔ)與編碼規(guī)范、解析機(jī)制等。數(shù)據(jù)集成技術(shù)：主要指面向工業(yè)數(shù)據(jù)的集成，包括互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、工業(yè)軟件數(shù)據(jù)、設(shè)備裝備運(yùn)行數(shù)據(jù)、加工控制數(shù)據(jù)與操作數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)建模層

包括對設(shè)備物聯(lián)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)經(jīng)營過程數(shù)據(jù)、外部互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的建模方法和技術(shù)。對無法基于傳統(tǒng)建模方法建立生產(chǎn)優(yōu)化模型的相關(guān)工序建立特征模型，基于訂單、機(jī)器、工藝、計(jì)劃等生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及相關(guān)生產(chǎn)優(yōu)化仿真數(shù)據(jù)，采用聚類、分類、規(guī)則挖掘等數(shù)據(jù)挖掘方法及預(yù)測機(jī)制建立多類基于數(shù)據(jù)的工業(yè)過程優(yōu)化特征模型。

2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)處理層數(shù)據(jù)交互應(yīng)用層在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，結(jié)合新興的云計(jì)算、Hadoop、專家系統(tǒng)等對同構(gòu)數(shù)據(jù)執(zhí)行高效準(zhǔn)確地分析運(yùn)算，包括大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通用處理算法和工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ盟惴?。對?jīng)處理、分析運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、3D工業(yè)場景可視化等技術(shù)，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果以更為直觀簡潔的方式展示出來，以便消費(fèi)者理解分析，提高決策效率。企業(yè)管理和生產(chǎn)管理等傳統(tǒng)工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，通過對設(shè)備、消費(fèi)者、市場等數(shù)據(jù)的分析，提升場景可視化能力，實(shí)現(xiàn)對消費(fèi)者行為和市場需求的預(yù)測和判斷。結(jié)合智能決策技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輔助生產(chǎn)制造決策的價(jià)值。2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)2.信息集成與協(xié)同

信息集成與協(xié)同包括企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間協(xié)同，在復(fù)雜多變的市場競爭環(huán)境中，尋找最優(yōu)制造資源；在保證制造品質(zhì)的前提下最大程度降低企業(yè)運(yùn)營成本；通過協(xié)同為制造過程提供最優(yōu)化的解決方案。構(gòu)建精益生產(chǎn)運(yùn)行管理平臺(tái)，構(gòu)成完整的產(chǎn)品生態(tài)體系閉環(huán)幫助工廠量身定制解決方案。通過集成供應(yīng)鏈管理、高級排程、制造執(zhí)行、倉庫管理、仿真模擬、大數(shù)據(jù)分析等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)周期的管理。整個(gè)生產(chǎn)周期包括生產(chǎn)、協(xié)同、設(shè)計(jì)、制造、物流及服務(wù)等多方面的信息。這些管理系統(tǒng)之間在產(chǎn)品生產(chǎn)中相互協(xié)同交互，為保障生產(chǎn)提供了必要的信息保證。信息集成示意圖2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)3.智能工廠

智能工廠是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制的基礎(chǔ)與前提，在組成上主要分為三大部分：產(chǎn)品工程、生產(chǎn)工程和集成自動(dòng)化系統(tǒng)。企業(yè)層——實(shí)現(xiàn)基于產(chǎn)品全生命周期的管理，也包括企業(yè)管理職能，屬于產(chǎn)品工程部分管理層——實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程管理，屬于生產(chǎn)工程部分集成層——包括操作層，控制層，現(xiàn)場層，屬于集成自動(dòng)化系統(tǒng)部分智能工廠架構(gòu)2、個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2.3

相關(guān)技術(shù)4.智能物流與倉儲(chǔ)

智能物流及倉儲(chǔ)系統(tǒng)是由立體貨架、有軌巷道堆垛機(jī)、出入庫輸送系統(tǒng)、信息識別系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成的智能化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用集成化物流理念設(shè)計(jì)，通過先進(jìn)的控制、總線、通訊和信息技術(shù)應(yīng)用，協(xié)調(diào)各類設(shè)備動(dòng)作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫作業(yè)。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)約用地提高倉儲(chǔ)自動(dòng)化水平及管理水平避免貨物損壞或遺失降低儲(chǔ)運(yùn)損耗提高物流效率……個(gè)性化定制概述1個(gè)性化定制模式系統(tǒng)架構(gòu)2典型案例33、典型案例3.1某實(shí)驗(yàn)室智能小車制造示范線

某實(shí)驗(yàn)室的智能小車制造示范線是一條標(biāo)準(zhǔn)的研究型個(gè)性化定制生產(chǎn)線，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬了個(gè)性化定制全流程。該生產(chǎn)線是實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)線，消費(fèi)者、制造商均由實(shí)驗(yàn)室人員模擬擔(dān)當(dāng)，設(shè)計(jì)并搭建了訂單處理中心、PLM系統(tǒng)、MES和柔性生產(chǎn)線。個(gè)性化生產(chǎn)全流程示意圖消費(fèi)者通過內(nèi)部局域網(wǎng)或者個(gè)人終端下單，選擇基礎(chǔ)模塊信息（例如智能小車整體架構(gòu)），向制造商提供消費(fèi)者信息、自定義尺寸和自定義組件需求（例如傳感器類型、小車體積大小等信息），生成個(gè)性化定制訂單。處理中心協(xié)同PLM系統(tǒng)提供滿足需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)、工藝設(shè)計(jì)CAD模型等，裝配之前利用軟件進(jìn)行裝配過程模擬，以檢驗(yàn)整個(gè)裝配過程的合理性，并對部分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。個(gè)性化生產(chǎn)全流程3、典型案例3.1某實(shí)驗(yàn)室智能小車制造示范線個(gè)性化生產(chǎn)全流程裝配前，制造信息被提供給AGV，從物料倉庫中選取符合制造信息的原料。利用CCD識別各原料特征，將檢測所得信息反饋至系統(tǒng)，比對實(shí)際庫內(nèi)原料與托盤RFID芯片上信息，若比對一致，則正常出庫，送至裝配中心。裝配過程：從原料庫獲得的已有部件和原料，首先利用已有部件，分別裝配小車下層、中間層和上層，實(shí)現(xiàn)客戶化定制。利用AGV將裝配好的三層輸送到總裝加工中心，先進(jìn)行下層和中間層裝配，再進(jìn)行總裝?？傃b完成后，進(jìn)行功能檢測。在最后一個(gè)加工單元，利用激光鐳射技術(shù)對金屬塊進(jìn)行加工，制造個(gè)性化銘牌，并裝配在小車對應(yīng)位置，最終完成產(chǎn)品制造過程。AGV將合格的成品送至倉庫，同樣利用CCD技術(shù)識別成品，與托盤信息對比，防止混料，完成成品入庫。3、典型案例3.2紅領(lǐng)集團(tuán)青島紅領(lǐng)集團(tuán)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，在全球范圍內(nèi)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)西裝的大規(guī)模個(gè)性化定制，從規(guī)?；慨a(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦泳劢瓜M(fèi)者的模式。紅領(lǐng)的個(gè)性化定制流程遵循C2M模式，其提供的定制化平臺(tái)采集消費(fèi)者需求，獲取個(gè)性化信息數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)制造流程，在智能工廠中完成產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)，個(gè)性化制造等環(huán)節(jié)，合格的個(gè)性化成品通過智能物流被最終交付到客戶手中。3、典型案例3.2紅領(lǐng)集團(tuán)在線定制消費(fèi)者在手機(jī)APP上自行定制服裝細(xì)節(jié)，既可以在此平臺(tái)上進(jìn)行自主個(gè)性化設(shè)計(jì)(如領(lǐng)型、口袋、面料等)，又可以選擇時(shí)尚成衣版型添加個(gè)性化元素(如加個(gè)性刺繡、命名個(gè)人品牌等)，真正做到滿足不同類型消費(fèi)者的個(gè)性化需求。定制APP界面一人一款這些個(gè)性化需求將統(tǒng)一傳輸?shù)胶笈_(tái)數(shù)據(jù)庫中，形成數(shù)字模型，由計(jì)算機(jī)完成打版，隨后分解成一道道獨(dú)立工序，通過控制面板及時(shí)下達(dá)給其智能車間內(nèi)流水線上的工人。3、典型案例3.2紅領(lǐng)集團(tuán)

在線量體設(shè)計(jì)師采集消費(fèi)者人體18個(gè)部位的22個(gè)尺寸數(shù)據(jù)，并采用3D激光量儀，實(shí)現(xiàn)人體數(shù)據(jù)在7秒內(nèi)自動(dòng)采集完成，解決與生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)智能化對接、轉(zhuǎn)化的難題。一人一版用戶體型數(shù)據(jù)的輸入，會(huì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)近10000個(gè)數(shù)據(jù)的同步變化，能夠滿足駝背、凸肚、墜臀等113種特殊體型特征的定制，覆蓋用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)需求，實(shí)現(xiàn)一人一版。3、典型案例3.2紅領(lǐng)集團(tuán)

數(shù)據(jù)中心通過其它系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)，將個(gè)性化信息轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)化信息，信息會(huì)傳輸?shù)讲剂蠝?zhǔn)備部門，按照訂單要求準(zhǔn)備布料，裁剪部門會(huì)按照要求進(jìn)行裁剪。裁剪后的大小不一、色彩各異的布片根據(jù)西服的工藝要求（例如領(lǐng)子線，面料等）分6部分，同時(shí)每部分會(huì)分別配戴一個(gè)RFID射頻識別電子標(biāo)簽（注明工藝要求），分別進(jìn)入對應(yīng)的吊掛流水線。該標(biāo)簽隨流水線傳送，每一個(gè)工位都有專用電腦讀取RFID上的制作標(biāo)準(zhǔn)信息，各流水線上員工根據(jù)指令完成制作。當(dāng)員工刷卡時(shí)，同時(shí)系統(tǒng)中也可以監(jiān)控工藝流轉(zhuǎn)的位置，清晰的知道生產(chǎn)進(jìn)度。在本工序完成后，在電腦上進(jìn)行標(biāo)識，半成品傳送到下一工序。最后進(jìn)入到組合環(huán)節(jié)，成衣后統(tǒng)一為一張RFID卡，進(jìn)入到熨燙整理檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，最終入庫。紅領(lǐng)廠內(nèi)服裝及電子標(biāo)簽Thankyouforlistening!謝謝聆聽!第十章

智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息安全探討智能制造系統(tǒng)基礎(chǔ)信息安全概述1智能制造系統(tǒng)信息安全2智能制造系統(tǒng)的信息安全需求3各類安全技術(shù)4章節(jié)目錄智能制造系統(tǒng)安全保障技術(shù)框架5智能制造系統(tǒng)基礎(chǔ)信息安全概述1智能制造系統(tǒng)信息安全2智能制造系統(tǒng)的信息安全需求3各類安全技術(shù)4智能制造系統(tǒng)安全保障技術(shù)框架5

1.智能制造系統(tǒng)（SMS）基礎(chǔ)信息安全概述1.1SMS基礎(chǔ)信息安全落腳點(diǎn)在工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)安全上指南2018中提及的A類基礎(chǔ)共性技術(shù)2018年10月正式發(fā)布《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》（以下簡稱指南2018），根據(jù)指南的清晰梳理和詳細(xì)論述，智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)是工業(yè)控制系統(tǒng)（IndustrialControlSystem，ICS）。智能制造系統(tǒng)信息安全主要集中在基礎(chǔ)性的工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全上。信息安全標(biāo)準(zhǔn)：即用于保證智能制造領(lǐng)域相關(guān)信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)不被破壞、更改、泄露，從而確保系統(tǒng)能連續(xù)可靠地運(yùn)行，包括軟件安全、設(shè)備信息安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、數(shù)據(jù)安全、信息安全防護(hù)及評估等標(biāo)準(zhǔn)。

1.智能制造系統(tǒng)（SMS）基礎(chǔ)信息安全概述1.2為什么要重視ICS信息安全?工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力、天然氣、核設(shè)施以及國家先進(jìn)設(shè)備制造。ICS對于國家基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)起到至關(guān)重要的作用，所以其面臨的安全威脅可能帶來非常巨大的影響。如2010年，震網(wǎng)病毒破壞伊朗納坦茲的核設(shè)施，并導(dǎo)致伊朗布什爾核電站推遲啟動(dòng)；2016年12月，一起針對烏克蘭電網(wǎng)的攻擊時(shí)間使得首都基輔斷電超過一小時(shí)，數(shù)百萬家庭被迫中斷供電?？梢娨坏┕た叵到y(tǒng)被破壞，受其控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施也會(huì)面臨十分嚴(yán)峻的威脅，進(jìn)而影響公眾的日常生活，甚至造成重大安全事故。

1.智能制造系統(tǒng)（SMS）基礎(chǔ)信息安全概述1.3ICS信息安全現(xiàn)狀目前，我國工控設(shè)備和系統(tǒng)依賴進(jìn)口，一些存在安全漏洞的國外工控產(chǎn)品仍在國內(nèi)被大量使用；隨著信息化與工業(yè)化的深度融合,IT技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的深度和廣度不斷擴(kuò)大,將ICS逐步從封閉、孤立的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為開放、互聯(lián)的系統(tǒng)。但工業(yè)控制系統(tǒng)封閉網(wǎng)絡(luò)的屏障優(yōu)勢逐漸減弱，安全風(fēng)險(xiǎn)增加；當(dāng)前我國工控系統(tǒng)安全形式并不樂觀，根據(jù)國家信息安全漏洞共享平臺(tái)(CNVD)的追蹤和統(tǒng)計(jì)，自2011年起，工控領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)和發(fā)布的漏洞呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。CNVD追蹤和統(tǒng)計(jì)的ICS漏洞數(shù)量智能制造系統(tǒng)基礎(chǔ)信息安全概述1智能制造系統(tǒng)信息安全2智能制造系統(tǒng)的信息安全需求3各類安全技術(shù)4智能制造系統(tǒng)安全保障技術(shù)框架5

2.智能制造系統(tǒng)信息安全2.1ICS的發(fā)展數(shù)字化時(shí)期1950年，斯佩里-蘭德公司造出了第一臺(tái)商業(yè)數(shù)據(jù)處理機(jī)UNIVAC，工業(yè)控制系統(tǒng)正式全面與通信系統(tǒng)及電子計(jì)算機(jī)結(jié)合。此后發(fā)展出PLC、SCADA、RTU等工業(yè)控制系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)期此前，不同廠商設(shè)備無法兼容和接入，協(xié)議的巨大差異為系統(tǒng)部署、操作以及維護(hù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。20世紀(jì)80年代，IEEE制定了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議：分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議版本3（DNP3）以及國際電工委員會(huì)（IEC）60870-5-101。目前，DNP3已經(jīng)是使用最為廣泛的工業(yè)控制系統(tǒng)協(xié)議。工業(yè)PC時(shí)期由于PC的發(fā)展，其具有的豐富硬件資源和軟件資源，基于PC的工業(yè)控制系統(tǒng)，以極強(qiáng)的開放性勢不可擋地進(jìn)入工控系統(tǒng)領(lǐng)域。各大可編程邏輯控制器廠商、工業(yè)控制系統(tǒng)集成商也逐步接受了工業(yè)PC的技術(shù)路線。網(wǎng)絡(luò)化時(shí)期基于以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供模塊化、分布式、可重用的工業(yè)控制方案。智能化時(shí)期萬物互連，多種技術(shù)集成，包括設(shè)備互操作技術(shù)、通用數(shù)據(jù)交換技術(shù)、EtherNET和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等多種技術(shù)的集成。Ehernet+TCP/IP直接實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場控制參數(shù)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)直接在企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)中傳輸和共享。2010—至今1990-20001950-19802000-20101980-1990中國中車股份有限公司版權(quán)所有2015144

2.智能制造系統(tǒng)信息安全2.2傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與制造網(wǎng)絡(luò)比較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)ICS網(wǎng)絡(luò)可用性對保密性要求極高，對可用性要求一般對可用性要求極高風(fēng)險(xiǎn)管理關(guān)注數(shù)據(jù)的保密性和完整性優(yōu)先考慮可用性和系統(tǒng)對社會(huì)的影響通信方式采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通信方式復(fù)雜多樣結(jié)構(gòu)側(cè)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)信息的保護(hù)，側(cè)重中心節(jié)點(diǎn)的防護(hù)側(cè)重PLC等終端節(jié)點(diǎn)的保護(hù)節(jié)點(diǎn)資源計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬等資源充足計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬等資源有限生命周期組件的生命周期一般在3-5年組件生命周期一般在15-20年，甚至更長

2.智能制造系統(tǒng)信息安全2.3智能制造系統(tǒng)信息安全的著力點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)安全：與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，網(wǎng)絡(luò)IP化、無線化以及組網(wǎng)靈活化給智能制造網(wǎng)絡(luò)帶來更大安全風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)的開放、流動(dòng)和共享使數(shù)據(jù)和隱私保護(hù)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。應(yīng)用安全：網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制等業(yè)務(wù)應(yīng)用的多樣化對應(yīng)用安全提出了更高要求?？刂瓢踩嚎刂骗h(huán)境開放化使外部互聯(lián)網(wǎng)威脅滲透到生產(chǎn)控制環(huán)境。設(shè)備安全：設(shè)備智能化使生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品更易被攻擊，進(jìn)而影響正常生產(chǎn)。智能制造系統(tǒng)的安全構(gòu)成智能制造系統(tǒng)基礎(chǔ)信息安全概述1智能制造系統(tǒng)信息安全2智能制造系統(tǒng)的信息安全需求3各類安全技術(shù)4智能制造系統(tǒng)安全保障技術(shù)框架5

3.智能制造系統(tǒng)信息安全需求3.1總體安全需求1）專用通信協(xié)議本身安全性脆弱，缺乏可靠的認(rèn)證、加密機(jī)制，缺乏消息完整性驗(yàn)證機(jī)制；2）SMS系統(tǒng)面臨繼承傳統(tǒng)IT系統(tǒng)及其標(biāo)準(zhǔn)存在的漏洞的可能性，需要對SMS采用IT系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)后的安全性進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證和測試；3）在SMS系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使得其他三個(gè)相連的層次將面臨其帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，必須嚴(yán)格限制在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中使用設(shè)計(jì)生產(chǎn)/作業(yè)的SMS系統(tǒng)服務(wù)，對資源使用加強(qiáng)認(rèn)證和訪問控制；同時(shí)制定必要的網(wǎng)絡(luò)劃分、域控制和隔離策略；

3.智能制造系統(tǒng)信息安全需求3.1總體安全需求4）SMS系統(tǒng)的各個(gè)層次間存在過程控制、監(jiān)控、測量等設(shè)備和計(jì)算機(jī)服務(wù)間的通信，必須對層間通信引入可靠的加密和認(rèn)證機(jī)制；5）當(dāng)SMS與IT系統(tǒng)融合并采用部分現(xiàn)行IT標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要考慮對現(xiàn)有IT系統(tǒng)安全解決方案在SMS系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展、裁剪、修改或再開發(fā)；6）對企業(yè)采用的SMS系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的專業(yè)信息、運(yùn)行參數(shù)必須進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)；7）SMS系統(tǒng)的使用企業(yè)需要制定全局性資源防護(hù)安全策略和計(jì)劃。

3.智能制造系統(tǒng)信息安全需求3.2與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相區(qū)別的安全需求SMS與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)對信息安全的需求存在明顯差異，SMS最先考慮的是系統(tǒng)可用性，其次是完整性，第三是保密性，傳統(tǒng)IT系統(tǒng)首先考慮的是保密性、完整性，然后才是可用性。另外，SMS的高實(shí)時(shí)性、高可靠性、復(fù)雜的電磁環(huán)境、特定的供電環(huán)境、惡劣的溫度濕度環(huán)境、專業(yè)的通信協(xié)議、不同的使用人員等，都對工業(yè)級安全產(chǎn)品提出了有別千傳統(tǒng)IT系統(tǒng)的功能和性能需求。HighOffer保密性完整性可用性智能制造系統(tǒng)傳統(tǒng)IT系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)基礎(chǔ)信息安全概述1智能制造系統(tǒng)信息安全2智能制造系統(tǒng)的信息安全需求3各類安全技術(shù)4智能制造系統(tǒng)安全保障技術(shù)框架5

4.各類安全技術(shù)4.1安全技術(shù)與各層次關(guān)系SMS系統(tǒng)安全技術(shù)分類及各子類SMS系統(tǒng)各層次設(shè)備層產(chǎn)線層車間層工廠層認(rèn)證技術(shù)基于位置的認(rèn)證

智能卡認(rèn)證

生物信息認(rèn)證

設(shè)備端到端認(rèn)證

口令和消息反饋認(rèn)證

數(shù)字證書

密鑰應(yīng)用與管理對稱加密

非對稱加密

散列函數(shù)

公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施

密鑰管理基礎(chǔ)設(shè)施

虛擬專用網(wǎng)絡(luò)

協(xié)議漏洞評估原始協(xié)議驗(yàn)證

協(xié)議實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證

安全管理、監(jiān)控、檢測日志審計(jì)和安全事件追溯

取證和分析

訪問控制基于角色的訪問控制

強(qiáng)制訪問控制

自主訪問控制

最小特權(quán)原則

職責(zé)分離原則

入侵檢測協(xié)議特征碼檢測

異常行為檢測

防火墻技術(shù)網(wǎng)絡(luò)防火墻

主機(jī)防火墻

操作系統(tǒng)安全病毒和惡意代碼檢測

漏洞掃描

右表是各類安全技術(shù)與是否在相應(yīng)層次使用的總體對應(yīng)表（“O”表示該技術(shù)在某一層次所有子系統(tǒng)或設(shè)備上都有相應(yīng)的應(yīng)用；“

”表示該技術(shù)并不適合應(yīng)用于某一層次的每一種子系統(tǒng)或設(shè)備），該表中對各大類和子類的安全技術(shù)應(yīng)用在SMS系統(tǒng)四個(gè)層次（設(shè)備層級、產(chǎn)線層級、車間層級、工廠層級）做了歸納。

4.各類安全技術(shù)4.2認(rèn)證技術(shù)415263生物信息認(rèn)證利用用戶唯一性的生物特征信息（如指紋）進(jìn)行訪問身份驗(yàn)證?？诹詈拖⒎答佌J(rèn)證請求資源訪問時(shí)，需要提供與相應(yīng)資源、設(shè)備所預(yù)知的信息，比如PIN數(shù)字?；谖恢玫恼J(rèn)證通過對資源訪問的請求者的地理位置測定，以判斷訪問請求是否來自已知的安全區(qū)域。智能卡認(rèn)證能攜帶多種用戶信息以支持計(jì)算機(jī)二元、三元認(rèn)證。設(shè)備端到端認(rèn)證該技術(shù)可利用的認(rèn)證對象包括傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收者的身份、提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用服務(wù)類型、端到端會(huì)話等。數(shù)字證書提供了對通信實(shí)體雙方進(jìn)行身份信息驗(yàn)證的方式，其至少包含公開密鑰擁有者信息、