智能制造与软件开发(PDF 66页)

PLM
PLM工具：统一管理产品生命周期数据的软件工具
主要公司：PTC、达索公司、西门 子PLM公司、SAP 、Oracle公司、 Autodesk
PLM趋势
协同设计开发环境 CAD/CAE一体化技术 CAD/CAPP/CAM 一体化技术 SDM系统 数据链路技术
MEMS系统
MEMS是指可批量制作的，将微型结构、微型传感器、微型处理器、信号 处理、控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
机器人技术-工业机器人
工业机器人被广泛应用在工业、半导体、消费电子、汽 车、包装、食品 等领域帮助企业解决低效率、对人体 有伤害环境等棘手的制造问题
工业机器人：
防护型 洁净型 高速高精度型 小中重负荷型
瑞士ABB、德国Kuka、日本安川电机(Yaskawa)及发那科(Fanuc)等海外企业 占据超过70%市场份额
中国“智能制造2025”
新形势-国际
生产方式
各国都在加大科 技创新力度，推 动 三 维 (3D) 打 印 、 移动互联网、云 计算、大数据、 生物工程、新能 源、新材料等领 域取得新突破
制造方式
基于信息物理 系统的智能装 备、智能工厂 等智能制造正 在引领制造方 式变革
商业模式
新增长点
网络众包、协同设计、 大规模个性化定制、 精准供应链管理、全 生命周期管理、电子 商务等正在重塑产业
MEMS系统
RF MEMS ，无线射频MEMS Temp-MEMS，非接触温度传感器 定位MEMS BIO-MEMS ，生物传感器，比如微全分析系统 POWER MEMS ，微能量采集，比如微马达 Pressure MEMS ，压力传感器
机器人技术
军用机器人：
地面军用机器人 无人机 水下机器人 空间机器人
传感器发展方向
各种MEMS市场份额
MEMS系统
RF MEMS ，无线射频MEMS (如TI 2530, NXP 5161) Temp-MEMS， (OMRON的非接触式温度传感器) 定位MEMS BIO-MEMS ，生物传感器，比如微全分析系统 POWER MEMS ，微能量采集，比如微马达 Pressure MEMS ，压力传感器
智能制造与软件开发
浙江大学 杨小虎
2015/09
智能制造与软件开发
智能制造中的核心软件技术
• 国内外新形势 • ERP/PLM • MEMS • 机器人技术 • 物联网技术 • 云计算技术 • 大数据技术
软件开发中的重点问题 • 软件的产品特性 • 软件开发的工程特性 • 软件开发过程 • 软件测试 • 软件配置管理 • 软件生产管理
可穿戴智能产品、 智能家电、智能汽 车等智能终端产品 不断拓展制造业新 领域
价值链体系
新形势-国内
我国经济发展环境发生重大变化
随着新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步推进，超大规模内需潜 力不断释放，为我国制造业发展提供了广阔空间。
我国经济发展进入新常态，制造业发展面临新挑战。资源和环境约束不断强 化，劳动力等生产要素成本不断上升，投资和出口增速明显放缓，形成经济 增长新动力，塑造国际竞争新优势，重点在制造业，难点在制造业，出路也 在制造业。
第一部分 智能制造中的核心软件技术
• 国内外新形势 • ERP/PLM • MEMS • 机器人技术 • 物联网技术 • 云计算技术 • 大数据技术
新形势-国际
全球制造业格局面临重大调整
德国工业4.0 美国“先进制造业国家战略计划” 英国的“工业2050战略”
日本的“科技工业联盟”日本《2015年版 制造白皮书》提出了“利用大数据、人工 智能和IoT等改革产业结构”
发展有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人
物联网技术
展示层
PC
ERP生产系统
应
仓智 流设
用
库能 程备
层
管排 管管
理程 理控
PAD
物联网应用层
供应链及物流管理
销售管理
物条实 料码时 追管监 溯理控
库生 B2C 存 产 B2B 控 传
制导
Android/IOS
售后管理 健安 能 康全 耗 状生 监 况产 控
民用机器人：
工业机器人 服务机器人 娱乐机器人 类人机器人 农业机器人
机器人技术
2013年，中国购买工业机器人36,560台，同比增加近 60%，首次超过日本居世界第一，但国产工业机器人份额 仅占5%。
2013年，日本工业机器人销售100,800台，从工业机器人 出口情况看，日本堪称出口大国。
物联网平台层
平 台 层
管理接口层
大数据分析平台
wenku.baidu.com
结构化数据
半结构化数 据
消 息 中 间 件
分布 式缓 存中 间件
实 时 处 理
规 则 引 擎
设备管理
设备 状态 管理
域 管理
定时 管理
协议 管理
云计算平台层
网
络
及
感
知 物联网网关
RFID
层
感知层、网络层 3G/4G/Wifi/LAN/BT/Zigbee/WPAN技术
制造企业活动周期
供应链管理 如丰田的汽车配件供
武汉的汽车配件供应 链
智慧工厂 如德国的工业4.0、 无人工厂、智能工厂
设备技术研发
物流实时跟踪系统
如
(1)IBM和马士基物 流部署集装箱跟踪
(2)宁波智慧物流系 统
B2B/B2C平台 如淘宝、京 东好药师
生产阶段
原
料
原料和成品仓储
采
购
物流
销售阶段
智能监管和维护 如海天、三一重工
设软远 备件程 状升控 态级制
监控
售后与维护阶段
ERP软件
ERP可用于改善企业业务流程以提高企业核心竞争力
国际：德国的SAP公司，美国的ORACLE 、Sage、Infor都是世界顶尖级ERP产品； 国内：用友、金蝶、管家婆也各自占据着一小部分市场
ERP软件
移动互联网化 利用大数据技术达到智能化 Cloud模式的兴起，如sap Business One 利用物联网技术达到更细管理粒度
上游 核心部件
减速机 控制系统
机器人技术
中游 机器人本体
下游 系统集成商
集成物联网技术、 计算机视觉、人
工智能技术 90%厂商
机器人技术
核心组件：控制系统、伺服电机、减速器 关键技术：协调运动、力控制、机器视觉、自主导航、智能决策 等
系统级软件起关键作用和支持： Energid’s acclaimed Actin Software软件系统 ABB Robot Studio模拟与离线编程软件系统