工业40从制造到智造新时代的到来(PPT 32页)
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现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
“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。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
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
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
产品
工业4.0两个重要的内涵 服务
传感器
传感器
传感器
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
பைடு நூலகம்
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
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。
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
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
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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？
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
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
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
-------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部重点实验室
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”。
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
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
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
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
智慧工厂 APP平台
信息物理生产系统
物联网
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
——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。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
Industry 4.0
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
“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。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
4.1 工业4.0——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
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
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
产品
工业4.0两个重要的内涵 服务
传感器
传感器
传感器
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
பைடு நூலகம்
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
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。
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
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
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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？
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
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
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
-------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部重点实验室
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”。
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
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
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
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
智慧工厂 APP平台
信息物理生产系统
物联网
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
——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。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
Industry 4.0
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室