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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,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,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,*,*,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,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,现场总线之工业,4.0,（中国制造,2025,）,现场总线之工业4.0（中国制造2025）,1,目录,目录页,三,.,工业,4.0,各国战略,四,.,工业,4.0,之中国制造,2025,二,.,工业,4.0,到来,一,.,现场总线（与无线通信的融合）,目录,2,过渡页,一,.,现场总线（与无线通信的融合）,过渡页,3,现场总线简介,现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。,现场总线与无线通信的融合,简介与主要特点,1.1,现场总线通信模型主要特点：,1,、对,OSI,参考模型进行简化。通常只采用,OSI,模型的第,1,层和第,2,层及最高层应用层。目的是简化通信模型结构，缩短通信开销，降低成本及提高实时性能。,2,、各种类型现场总线并存，并在各自的应用领域获得良好的应用效果。,3,、采用相应的补充方法实现被删除的,OSI,各层功能。,4,、通信数据的信息量较小。,现场总线简介现场总线与无线通信的融合简介与主要特点1.1现场,4,发展优势,现场总线与无线通信的融合,1.2,使用无线连接设备的便利已经导致了在消费电子（商业）领域中无线技术被空前成功的应用。在此基础上基于无线技术的应用开始出现在各个领域。在现场总线中的优势更是多方面的。,第一，在工业环境中往往需要大量的布线，采用无线技术不仅会使安装和维护的成本有效减少，而且会使设备的调整规划和重新配置更加的容易。,第二，无线技术的引入对于解决在有化学腐蚀、震动和移动部件等恶劣环境中对各种线缆的潜在损伤等问题显得更加有效。,第三，考虑到工厂设备中适应性和灵活性，固定系统可以通过无线技术和现有的移动子系统或移动机器人连接通信。,第四，对在工厂设备进行临时访问任务（如诊断或程序设计等）使用无线技术会更加简化（如使用无线手持设备）。,二者融合的发展优势,发展优势现场总线与无线通信的融合1.2使用无线连接设备的便利,5,现场总线与无线通信的融合问题,现场总线与无线通信的融合,1.3,二者融合的一些问题,1),融合的方法大多处于理论研究阶段或需要对原有的现场总线进行改造，而一些厂家又不想使现正运行的现场总线暂停工作。这使得现阶段的一些其无线接入技术在现场总线中应用变得困难。,2),可靠性不是很高，易受外界的电磁场的干扰。,3),无线信道的实时性和出错率达不到要求,4),没有合适的协议机制和传输调度,现场总线与无线通信的融合问题现场总线与无线通信的融合1.3二,6,现场总线的无线接入方法,现场总线与无线通信的融合,1.4,现场总线的无线接入方法,按在不同层上实现接入可以将接入方案分为三大类：,用户层接入 数据链路层接入 物理层接入,现场总线的无线接入方法现场总线与无线通信的融合1.4现场总线,7,过渡页,二,.,工业,4.0,到来,过渡页,8,工业,4.,0,2.1,工业,4.0发展历程,第四次工业革命,系统基于信息物理融合,第三次工业革命,用电子和,IT,技术实现,制造流程的进一步,自动化,第二次工业革命,随着基于劳动分工,的、电力驱动的大,规模生产的出现,第一次工业革命,随着蒸汽驱动的机,械制造设备的出现,20,世纪初,20,世纪,70,年代,现在,1784,年第一台纺织机,1870,年第一条生产线,美国辛辛那提屠宰场,1959,年第一个可编程逻辑控制器,PLC,工业,1.0:,机器制造，机械化生产；,工业,2.0:,流水线，批量生产，标准化；,工业,3.0:,高度自动化，无人,/,少人化生产；工业,4.0:,网络化生产，虚实融合。,工业4.02.1工业4.0发展历程第四次工业革命第三次工业革,9,工业,4.0,2.2,工业,4.0,简介,工业,4.0,的概念,通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。,“,工业,4.0”,概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。,工业4.02.2工业4.0简介工业4.0的概念,10,工业,4.0,2.3,发展优势,在生产能力上，工业,4.0,将确保仅一次性生产，且产量很低时的获利能力，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面，工业,4.0,将使人的工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业仍有强大竞争力。,实现方式,主要是通过深度应用,CPS,（信息物理系统），总体掌控从消费需求到生产制造的所有过程，由此实现高效生产管理。,工业,4.0,简介,工业4.02.3发展优势实现方式工业4.0简介,11,工业,4.0,2.4,1,2,3,智能生产：,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及,3D,技术在工业生产过程中的应用等。,该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者；,智能物流：,主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。,智能工厂：,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；,工业,4.0,三大主题,工业4.02.4123智能生产：主要涉及整个企业的生产物流管,12,工业,4.0,2.5,在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字“双胞胎”。,虚拟与现实世界的完美融合,生产网络,在未来的只能工厂中，产品信息都将被输入到产品零部件本身，他们会根据自身生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产。这种自主生产模式能够满足每个用户的“定制需求”。,制造运行管理系统（,MOM,）将帮助生产价值链中的供应商获得并交换实时的生产信息。供应商所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线。,三大趋势,信息物理融合系统,工业,4.0,三大趋势,工业4.02.5 在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟,13,工业,4.0,2.6,2.6.1,减少能耗,当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能耗占总能耗的,12%,。工业,4.0,之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅减少间歇期能耗。,工业,4.0,应用场景,工业4.02.62.6.1 减少能耗工业4.0应用场景,14,第,*,页,工业,4.0,2.6.2,生产均具有高度的灵活性,当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业,4.0,之下，设计生产均具有高度的灵活性，可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨刷器。,工业,4.0,应用场景,2.6,第*页工业4.02.6.2 生产均具有高度的灵活性工业,15,第,*,页,工业,4.0,2.6.3,动态生产线,当前汽车生产线也是高度静态配置，不可能将同一厂商不同产品组的部件相互置换。比如，客户不能将同是大众品牌下的保时捷的坐椅用于大众其它车型。工业,4.0,之下，将形成动态生产线，实现车辆的混装并确保匹配。,工业,4.0,应用场景,2.6,第*页工业4.02.6.3动态生产线工业4.0应用场景,16,第,*,页,工业,4.0,2.6.4,远程维护服务,在工业,4.0,之下，生产系统将如同“社会机器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传统的远程维护服务。,工业,4.0,应用场景,2.6,第*页工业4.02.6.4远程维护服务工业4.0应用场,17,第,*,页,过渡页,三,.,工业,4.0,各国战略,第*页过渡页三.工业4.0各国战略,18,工业,4.0各国战略,3.1,国家战略下合作探索“工业,4.0”,智能工厂,德国提出“工业,4.0”,这一概念本身带有国家的反思。德国称得上是一个高端制造的大国，制造业作为其经济增长的动力，使其在欧债危机中长期保持坚挺。但他们的制造业始终以产品为主。他们一直在反思，为什么自己的产品只有生产功能的价值，而没有服务的价值。为此通过互联、数字、智能化的融合、智能工厂的建设，可能是未来的方向。基于自身较强的制造设备工业，在国家战略下合作建设互联的智能工厂系统可能是重要的路径，使得德国成为第四次工业革命的先行者。,德国工业,4.0,战略,工业4.0各国战略3.1国家战略下合作探索“工业4.0”智能,19,工业,4.0各国战略,3.2,依托硅谷模式抢占软件技术优势，发展先进生产方式,美国的互联网以及,ICT,巨头与传统制造业领导厂商携手，,GE,、思科、,IBM,、英特尔等,80,多家企业成立了工业互联网联盟，正重新定义制造业的未来，并在技术、标准、产业化等方面做出一系列前瞻性布局，工业互联网与成为美国先进制造伙伴计划的重要任务之一。,美国工业,4.0,挑战,工业4.0各国战略3.2依托硅谷模式抢占软件技术优势，发展先,20,工业,4.0各国战略,3.3,中德签署,中德合作行动纲领,2014,年,10,月,10,日，中华人民共和国国务院总理李克强在访问德国期间和德国总理默克尔，联合发表了,中德合作行动纲领,，重点突出了双方在制造业就“工业,4.0”,计划的携手合作。双方将以中国担任,2015,年德国汉诺威消费电子、信息及通信博览会,(CeBIT),合作伙伴国为契机，推进两国在移动互联网、物联网、云计算、大数据等领域的合作。,中国距离工业,4.0,还有多远,借鉴了德国的工业,4.0,计划，我国也制定了,中国制造,2025,计划，目前初稿已经完成，在部分地区已经展开了试点工作，要在,2025,年对制造业完成升级转型。随着劳动力供给的减少，用人成本的上升，我国的制造业亟需转型。,虽然面临着众多的问题，工业,4.0,对于中国的制造业有着举足轻重的意义，相信就在不远的未来大家就会体验到工业,4.0,带来的便,利,!,工业4.0各国战略3.3中德签署中德合作行动纲领中国距离,21,过渡页,四,.,工业,4.0,之中国制造,2025,过渡页四.工业4.0之中国制造2025,22,中国制造,2025,4.1,从中国制造业形势看
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