智能工厂和智能制造课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,智能工厂和智能制造,智能工厂和智能制造,从智慧工厂到智能生产,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,时间,复杂程度,工业革命,1.0,18,世纪末,1784,工业革命,2.0,20,世纪初,电力广泛应用,蒸汽机,工业革命,3.0,电子、,IT,、工业机器人,工业革命,4.0,信息物联系统,Industry 4.0,德国高科技战略计划首位,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产时间复杂程度工业革命,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,智能化环境,嵌入式计算机,智能工厂,智能手机智能卡,90%,的计算机都是嵌入式,多个计算机：,1,个用户,1,个计算机：,1,个用户,PC,中央计算机,1,个计算机：多个用户,基于物联网与服务的智能环境发展过程,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智能化环境嵌入式计算机,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,高精度高品质多品种小批量的,智能产品,绿色生产,：清洁、资源利用率高的可持续发展,智能工厂位于城市的,城市生产,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产高精度高品质多品种小批,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,Industry 4.0,德国高科技战略计划首位,“第四次工业革命,”,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。,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产Industry 4,第四次工业革命,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,物联网,服务互联网,智能物料,APP,平台,智能产品,APP,平台,信息物理生产系统,智慧工厂,APP,平台,基于语义的,PLM,、,ERP,、,QMS,、,ERP,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂的架构物联网,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,智慧工厂的流程,基于云安全网络,智能物料,智能产品,云安全网络,智慧工厂,2N,智慧工厂,1,智能机床,1,智能机床,2,面向机床的,APP,平台,信息物理生产系统,机床间通信,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂的流程智能物,第四次工业革命,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,服务库,硬件无关,抽象服务,硬件相关,设备控制,现场层,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂的布局服务库,第四次工业革命,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,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂的车间,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命下的产品特点,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,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,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命下的产品,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命下的数据挖据与知识发现,大数据,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（,2,16,）,仪器仪表产品,供应链管理系统,产品全生命周期系统,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命下的数据,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命下的多模式交互,多模式交互,语音,图形,/,视觉,手势,眼球跟踪,面部表情,身体语言,肢体动作,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命下的多,第四次工业革命,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,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,多模式的人机交互,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,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产以人为中心的基于信息,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,面向智慧工厂的,APP,商店,下载量身定制的用户界面,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产面向智慧工厂的APP商,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,面向智慧工厂的室内精确定位,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产面向智慧工厂的室内精确,第四次工业革命,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,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂中的增强现实,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,智慧工厂中的机器人技术,今天,明天,机器人不再被固定在,安全工作地点而是与人一起协同工作,新一代轻量化，灵活的机器人与人类在智能工厂一起协同工作,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂中的机器人技,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,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,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智慧工厂中的智能装配,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命自动化,-,信息物理系统（,CPS,）,信息物理系统（,CyberPhysicalSystem,，,CPS,）强调物理过程与信息间的反馈。,2008,年美国加利福利亚大学的,Lee.E,在其技术报告,信息物理系统：设计挑战,中指出：信息物理系统是计算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制。,从自动化技术的观点看，,CPS,是一种工程系统，由一个嵌入在物体中的计算和通信的内核，以及物理环境中的结构所监测和控制。（,Karl Henrik Johansson,，,2011,）,以信息物理生产系统,CPPS,为模型构建智慧工厂，或者数字化工厂,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命自动化,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）,算法,文档,三维模型,工艺数据,CPS,：系统中的物理对象和相应的虚拟对象通过泛在信息网络进行通信,Cyber,：算法和服务，服务的动态集成,和服务提供商，并跨越边界进行信息交流,Cyber,：包括,3D,模型，仿真模型，文档，关系，工作条件等数据能够通过可变信息网络在任何地方和任何时间进行搜集,Physcial,：在生产系统中的人和自动化模块具有智能化、自我解释、自我意识、自我诊断、交互评估能力,CPS,系统触发了工业自动化模式转变,服务,云,物理对象,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命自动化-,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命自动化,-,信息物理系统（,CPS,）,文化,工业,CPS,应用,智慧工厂,CPPS,能源,CPS,应用,智能电网,移动通信,CPS,应用,智能手机,健康,CPS,应用,智能健康,与所有领域相关的通用技术,（语义技术、云计算服务平台）,经济,安全、工程、教育、参考框架、模型,物联网,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命自动化,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命自动化,-,信息物理系统（,CPS,）,通过价值链实现横向集成,跨整个价值链的工程,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命自动化-,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命自动化,-,信息物理系统（,CPS,）,垂直集成与网络化制造,在明天的智慧工厂，生产结构不会是固定的，预定义的。相反，一组,IT,配置的 规则将被定义，可以根据具体情况 进行工厂结构的拓扑结构配置组合，其中包括针对模型，数据，通信和计算 算法的所有相关要求。,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命自动化,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,第四次工业革命的标准规范,第四次工业革命,智慧工厂,标准,EMMA:,多模式工业辅助系统,OMM:,语义产品内存,USDL:,信息物理产品系统中的语义服务,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产第四次工业革命的标准,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,智能产品案例-智能化汽车,动力管理,APP,驾驶员辅助,APP,智能用户界面,APP,绿色驾驶,APP,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智能产品案例-智能化,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,智能产品案例,-,波音,波音公司已经在一些领域（军用民用）应用信息物理系统，从中获益匪浅。,CPS,对于波音公司航空航天领域至关重要,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产智能产品案例-波音,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,德国一些企业已经开始实施industry 4.0,TRUMPF,公司,SAP,公司,WITTENSTEIN,公司,FESTO,公司,BOSCH,公司,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产德国一些企业已经开始,第四次工业革命,从智慧工厂到智能生产,总结,多品种小批量智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国一样成功经济的发展趋势,80%,制造创新基于信息通信技术，通过信息通信技术实现了智慧工厂、绿色和城市生产,第四次工业革命将基于信息物理系统、物联网和互联服务，它将产生大量的大数据流，这些大数据能够被搜集和分析用于指导高效高品质生产；,基于信息物理系统的工业辅助系统能够支持、帮助和培训智慧工厂的下一代工人；,多通道增强现实系统能够允许个性化的工作流程和快速学习新产品工艺。,第四次工业革命从智慧工厂到智能生产总结,感谢聆听 批评指导,感谢聆听 批评指导,