工业40从智慧工厂到智能生产32

工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的布局
——面向服务的工厂系统布局
硬件无关 抽象服务
服务库
现场层
硬件相关 设备控制
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的车间 ——基于无线、RFID、传感器和服务的架构
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
-------从“制造”到“智造”新时代 的到来
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
引言 12月1日至2日，工业和信息化部部长苗圩一行赴
江苏省调研两化融合工作情况。
现代设计与集成制造技术教育百度文库重点实验室
12月5日-8日，以“众 创、众包、众需”为主 题的第七届全国3D大 赛暨3D大会在江苏常 州拉开帷幕，持续四天 的3D全产业链盛宴， 将共谋网络智能智造， 共享两化深度融合，共 推工业4.0落地，共同 呼唤“工业阿里”。
嵌入式计算机
智能工厂
中央计算机
智能手机
PC
A6188
智能卡
90%的计算机 都是嵌入式
1个计算机： 多个用户 1个计算机： 1个用户
多个计算机：1个用户
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的架构
——基于物联网和服务互联网
服务互联网
智能物料 APP平台
基于语义的PLM、 ERP、QMS、ERP
Industry 4.0
“工业4.0”概念的一个比较统一的 阐释是继机械化、电气化和信 息技术之后，以智能制造为主 导的第四次工业革命。主要是 指基于信息物理融合技术（CPS ），将制造业向智能化转型， 实现集中式控制向分散式增强 型控制的基本模式转变，最终 建立一个高度灵活的个性化和 数字化的产品与服务生产模式 。
智慧工厂中的智能装配
DFKI研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配
在头部安装立体 相机，在手臂靠 近物体的地方安 装3D摄像头
机器人利用左手内部天线从产品内存中读 取尺寸、重量和加持点，同时机器人能够 从信息物理系统中获得产品装配说明书
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂 APP平台
信息物理生产系统
物联网
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智能产品 APP平台
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂的流程
——基于云安全网络
智慧工厂2…N 智慧工厂1
智能物料
机床间通信
智能 … 智能
机床1
机床2
面向机床的APP平台
信息物理生产系统
智能产品
云安全网络
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4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产
智慧工厂
重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式 生产设施的实现
智能生产
主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打 印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等
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“工业4.0”概念的产生
德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威 工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞 争力，在新一轮工业革命中占领先机。
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4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
产品是一个agent
产品会影响其所在环境
产品具有自监测功能
产品会对其自身状态和环境进行监测
我生产于2010 年4月30日，5 月3日出厂
请握中间
已经打开2分 钟了，请盖上
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工业4.0时代发展机遇
如何把握工业4.0大趋势，利用国内传统工业急 需升级和创新有利时机，发挥作用，迎接工业智 能化时代的到来？
工业4.0下的多模式交互
语音
图形/视觉
手势
多模式交互
现眼代设球计跟与集踪成制造技术教育部重点实验室肢体动作
面部表情 身体语言
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
智慧工厂中的增强现实技术
工业环境
佩戴谷歌眼镜的工人
工具
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
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工业4.0两个重要的内涵
互联集成
产品
制造设备
实体世界
虚拟世界
制造设备
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产品
工业4.0两个重要的内涵 服务
传感器
传感器
传感器
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传感器
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
基于物联网与服务的智能 智能化环境 环境发展过程
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4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
基于肢体动作的物理 辅助
移动式个性化自适应 的辅助导航系统
基于位置的维护和规 划辅助工具
基于虚拟现实/增强 现实的复杂工作流程
辅助管理工具
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多模式的人机交互
工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的数据挖据与知识发现
——大数据
——德国高科技战略计划首位
“工业4.0” 研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术 部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子 公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已 上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。
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Industry 4.0
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制造业存储了超过其他工业部门的数据 从2010年以来新产品数据达到接近2艾字节（216
）
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
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工业4.0——从智慧工厂到智能生产
工业4.0下的产品特点
——集成了信息存储、传感、无线通信功能
产品是信息载体
产品在整个完整的供应链和生命周期中都一直 带有自身信息