第2讲 智能制造技术基础
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RFID阅读器进行自动远距离读取， 精确、自动、快速地记录和收集目 标的工具
3
目录
▪ 智能制造技术基础概述 ▪ 人工智能技术
2
智能制造技术基础概述
1.射频识别技术
▪ 应用领域及效果
4
2018/9/23
智能制造技术基础概述
2.实时定位技术（Real Time Location System, RTLS）
8. 虚拟现实/增强现实技术
▪ 虚拟现实（virtual reality) ▪ 是一种在仿真的环境中获得的计算机产生的交互式体验，这种体验不 仅主要有视觉、听觉，而且还有力触觉等其他类型的感官体验。 ▪ 能够感知参与者的位置和动作，替代或增强一种或多种感官反馈，从 而产生一种精神沉浸于或出现在仿真环境（虚拟世界）中的感觉。 虚拟现实系统
▪ 基础架构即服务 (IaaS) 提供了功能强大、动力十足的硬件来满足 任何需求和预算要求
13
智能制造技术基础概述
7. 人工智能技术（Artificial Intelligence）
▪ 是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系 统的一门技术，目标是让机器像人一样思考和学习，从而理解世界。
▪ 许多在空间分布的自动装置组成的一种无线通信计算机网络 ▪ 使用传感器监控不同位置的物理或环境状况（如温度、声音、振动、
压力、运动或污染物等） ▪ 传感器+无线电
收发器+微控制 器+能源（电池）
7
2018/9/23
智能制造技术基础概述
2.实时定位技术（Real Time Location System, RTLS）
生产设备
大数据
12
物联网 机器学习
智能制造技术基础概述
6. 云计算技术（Cloud Computing）
▪ 由分布式计算、并行处理、网格计算发展而来，是一种新兴的商业 计算模型
▪ IMB的云计算定义：用来描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。 一个云平台按需进行动态地部署、配置、重新配置以及取消服务等， 其中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器。一种可以通 过互联网internet进行访问的可扩展的应用程序
16
智能制造技术基础概述
8. 虚拟现实/增强现实技术
9
智能制造技术基础概述
5. 大数据技术（Big Data）
▪ 体量特别大，数据类别特别大的数据集，且无法用传统数据库工具对其 内容进行抓取、管理和处理
▪ 五个主要技术特点：5V ▪ Volumes,数据量大。TB上升到PB、EB、ZB、YB及以上级别 ▪ Variety，数据类别多。生产日志、图片、声音、动画、视频、位置等，结 构化、半结构化和非结构化数 ▪ Velocity，数据处理速度快。数据量非常庞大的情况下，也要求实时处理 ▪ Value,价值密度低。信息海量，但存在大量不相关信息 ▪ Veracity,数据真实性高。社交数据、企业内容、交易与应用数据
智能制造技术与系统
二、智能制造技术基础
范秀敏教授 上海交通大学机械与动力工程学院
智能制造技术基础概述
1.射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)
▪ 一种无线通信技术 ▪ 通过无线信号识别特定目标并读写相关数据 ▪ 有低频（125~134.2kHz)、高频(13.56MHz)、超高频 ▪ 移动式、固定式 ▪ 将小型的无线设备贴在物件表面，
▪ 在象棋博弈、机器证明、专家系统等方面取得丰富成果，并应用于机 器人、语言识别、图像识别和自然语言处理等。
▪ 深度学习算法、脑机接口技术进步，人工智能再次成为热点，2016年 AlphaGo以4:1战胜李世石。
15
2018/9/23
智能制造技术基础概述
6. 云计算技术（Cloud Computing）
▪ 无线信号接收传感器+标签无线信号发射器 ▪ 需要一个定位网络系统 ▪ 生产现场：对多种材料、零件、工具、设备等资产进行实时跟踪
管理； ▪ 制造阶段：材料、零件、工具等需要及时到位和撤离 ▪ 生产过程：监测在制品的
位置，跟踪材料、零件和 工具的存放位置
5
智能制造技术基础概述
3.无线传感网络技术（Wireless Sensor Network,WSN）
▪ 通过3C技术的有机融合与深度协作， 实现制造的实时感知、动态控制和 信息服务
10
智能制造技术基础概述
5. 大数据技术（Big Data）
▪ 机器学习和数据挖掘是大数据的关键技术 ▪ 机器学习对数据进行分析
▪ 数据挖掘就是试图从海量 数据中找出有用的知识
▪ 利用机器学习提供的技术 来分析大数据和管理大数 据
11
2018/9/23
智能制造技术基础概述
4. 物联网与信息物理融合技术
▪ 信息物理融合系统（Cyber-Physical System, CPS)
▪ 目标是使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程合作和自治 等能力
▪ CPS系统把计算与通信深深地嵌入实物过程，使之与实物过程密切 互动，从而给实物系统添加新的能力
▪ 室内，通常采用超声、红外、超宽带（UWB）、窄频带等技术 ▪ 超宽带的综合性能较好，应用广
6
智能制造技术基础概述
3.无线传感网络技术
百度文库▪ 无线局域网、蓝牙、无线个域网 ▪ 根据生产任务的实时性、数据量、数据传输速率、可靠性等 ▪ 监督通信、分散过程控制、无线设备网络、故障信息报警、实时定位 ▪ WLAN、RFID、ZigBee/Bluetooth、GPRS、UWB等无线传感网络技术
▪ 美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量 付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进 入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用 软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工 作，或与服务供应商进行很少的交互。
14
智能制造技术基础概述
8
智能制造的十项技术基础
4.物联网与信息物理融合技术
▪ 物联网（The Internet of Things)——就是物物相连的互联网 ▪ 实现物理对象间的全面感知、可靠传输和智能处理 ▪ 嵌入式传感器、数据采集设备 ▪ 识别技术和通信技术将数据信息 入网 ▪ 服务器上进行信息整理、加工、 分析和处理 ▪ 对物理对象进行管理和控制
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目录
▪ 智能制造技术基础概述 ▪ 人工智能技术
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智能制造技术基础概述
1.射频识别技术
▪ 应用领域及效果
4
2018/9/23
智能制造技术基础概述
2.实时定位技术（Real Time Location System, RTLS）
8. 虚拟现实/增强现实技术
▪ 虚拟现实（virtual reality) ▪ 是一种在仿真的环境中获得的计算机产生的交互式体验，这种体验不 仅主要有视觉、听觉，而且还有力触觉等其他类型的感官体验。 ▪ 能够感知参与者的位置和动作，替代或增强一种或多种感官反馈，从 而产生一种精神沉浸于或出现在仿真环境（虚拟世界）中的感觉。 虚拟现实系统
▪ 基础架构即服务 (IaaS) 提供了功能强大、动力十足的硬件来满足 任何需求和预算要求
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智能制造技术基础概述
7. 人工智能技术（Artificial Intelligence）
▪ 是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系 统的一门技术，目标是让机器像人一样思考和学习，从而理解世界。
▪ 许多在空间分布的自动装置组成的一种无线通信计算机网络 ▪ 使用传感器监控不同位置的物理或环境状况（如温度、声音、振动、
压力、运动或污染物等） ▪ 传感器+无线电
收发器+微控制 器+能源（电池）
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智能制造技术基础概述
2.实时定位技术（Real Time Location System, RTLS）
生产设备
大数据
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物联网 机器学习
智能制造技术基础概述
6. 云计算技术（Cloud Computing）
▪ 由分布式计算、并行处理、网格计算发展而来，是一种新兴的商业 计算模型
▪ IMB的云计算定义：用来描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。 一个云平台按需进行动态地部署、配置、重新配置以及取消服务等， 其中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器。一种可以通 过互联网internet进行访问的可扩展的应用程序
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智能制造技术基础概述
8. 虚拟现实/增强现实技术
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智能制造技术基础概述
5. 大数据技术（Big Data）
▪ 体量特别大，数据类别特别大的数据集，且无法用传统数据库工具对其 内容进行抓取、管理和处理
▪ 五个主要技术特点：5V ▪ Volumes,数据量大。TB上升到PB、EB、ZB、YB及以上级别 ▪ Variety，数据类别多。生产日志、图片、声音、动画、视频、位置等，结 构化、半结构化和非结构化数 ▪ Velocity，数据处理速度快。数据量非常庞大的情况下，也要求实时处理 ▪ Value,价值密度低。信息海量，但存在大量不相关信息 ▪ Veracity,数据真实性高。社交数据、企业内容、交易与应用数据
智能制造技术与系统
二、智能制造技术基础
范秀敏教授 上海交通大学机械与动力工程学院
智能制造技术基础概述
1.射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)
▪ 一种无线通信技术 ▪ 通过无线信号识别特定目标并读写相关数据 ▪ 有低频（125~134.2kHz)、高频(13.56MHz)、超高频 ▪ 移动式、固定式 ▪ 将小型的无线设备贴在物件表面，
▪ 在象棋博弈、机器证明、专家系统等方面取得丰富成果，并应用于机 器人、语言识别、图像识别和自然语言处理等。
▪ 深度学习算法、脑机接口技术进步，人工智能再次成为热点，2016年 AlphaGo以4:1战胜李世石。
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2018/9/23
智能制造技术基础概述
6. 云计算技术（Cloud Computing）
▪ 无线信号接收传感器+标签无线信号发射器 ▪ 需要一个定位网络系统 ▪ 生产现场：对多种材料、零件、工具、设备等资产进行实时跟踪
管理； ▪ 制造阶段：材料、零件、工具等需要及时到位和撤离 ▪ 生产过程：监测在制品的
位置，跟踪材料、零件和 工具的存放位置
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智能制造技术基础概述
3.无线传感网络技术（Wireless Sensor Network,WSN）
▪ 通过3C技术的有机融合与深度协作， 实现制造的实时感知、动态控制和 信息服务
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智能制造技术基础概述
5. 大数据技术（Big Data）
▪ 机器学习和数据挖掘是大数据的关键技术 ▪ 机器学习对数据进行分析
▪ 数据挖掘就是试图从海量 数据中找出有用的知识
▪ 利用机器学习提供的技术 来分析大数据和管理大数 据
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2018/9/23
智能制造技术基础概述
4. 物联网与信息物理融合技术
▪ 信息物理融合系统（Cyber-Physical System, CPS)
▪ 目标是使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程合作和自治 等能力
▪ CPS系统把计算与通信深深地嵌入实物过程，使之与实物过程密切 互动，从而给实物系统添加新的能力
▪ 室内，通常采用超声、红外、超宽带（UWB）、窄频带等技术 ▪ 超宽带的综合性能较好，应用广
6
智能制造技术基础概述
3.无线传感网络技术
百度文库▪ 无线局域网、蓝牙、无线个域网 ▪ 根据生产任务的实时性、数据量、数据传输速率、可靠性等 ▪ 监督通信、分散过程控制、无线设备网络、故障信息报警、实时定位 ▪ WLAN、RFID、ZigBee/Bluetooth、GPRS、UWB等无线传感网络技术
▪ 美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量 付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进 入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用 软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工 作，或与服务供应商进行很少的交互。
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智能制造技术基础概述
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智能制造的十项技术基础
4.物联网与信息物理融合技术
▪ 物联网（The Internet of Things)——就是物物相连的互联网 ▪ 实现物理对象间的全面感知、可靠传输和智能处理 ▪ 嵌入式传感器、数据采集设备 ▪ 识别技术和通信技术将数据信息 入网 ▪ 服务器上进行信息整理、加工、 分析和处理 ▪ 对物理对象进行管理和控制