智慧工廠(紅)

1、工業(yè)4.0從智慧工廠到智能生產(chǎn)以信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)CPPS為模型構(gòu)建智憊工廠，或者數(shù)字化工廠信息物理系統(tǒng)（CybcrP.1，sicals，stcn,CPs）強(qiáng)調(diào)物理過(guò)程與信息間的反饋。2008年美國(guó)加利福利亞大學(xué)的Lee.E在其技術(shù)報(bào)告信息物理系統(tǒng)：設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)中指出：信息物理系統(tǒng)是計(jì)算和物理過(guò)程的整合集成。嵌入式計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。從自動(dòng)化技術(shù)的觀點(diǎn)看，CPS是一種工程系統(tǒng)，由一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通信的內(nèi)核，以及物理環(huán)境中的結(jié)構(gòu)所監(jiān)測(cè)和控制。（KarlIlonrikJoh,n、son,2011)工業(yè)4.04.0自動(dòng)化一信息物理系統(tǒng)（CPSCPS) )面向智慧工廠的APPAPP

2、商店下載量身定制的用戶界面APPAPP以人為中心的基于信息物理系統(tǒng)的智能工廠輔助系統(tǒng)010402060503基于肢體動(dòng)作的物理輔助基于虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜工作流程輔助管理工具移動(dòng)式個(gè)性化自適應(yīng)的輔助導(dǎo)骯系統(tǒng)多模式的人機(jī)交互基于上下文的自適應(yīng)故障診斷輔助工具基于位置的維護(hù)和規(guī)劃輔助工具工業(yè)4.04.0自動(dòng)化- -信息物理系統(tǒng)（CPSCPS）垂直集成與網(wǎng)絡(luò)化制造在明天的智慈工廠，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不會(huì)是固定的，預(yù)定義的。相反，一組lT配置的規(guī)則將被定義，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行工廠結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置組合，其中包括針對(duì)模型，數(shù)據(jù)，通信和計(jì)算算法的所有相關(guān)要求。工業(yè)4.04.0下的產(chǎn)品特點(diǎn)集成了信息存儲(chǔ)、傳感、無(wú)

3、線通信功能產(chǎn)品是信息載體n產(chǎn)品在整個(gè)完整的供應(yīng)鏈和生命周期中都一直帶有自身信息產(chǎn)品是一個(gè)agentn產(chǎn)品會(huì)影響其所在環(huán)境產(chǎn)品具有自監(jiān)測(cè)功能n產(chǎn)品會(huì)對(duì)其自身狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)智慧工廠中的機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人不再被固定在安全工作地點(diǎn)而是與人一起協(xié)同工作新一代輕量化，靈活的機(jī)器人與人類在智能工廠一起協(xié)同工作今天今天明天明天總結(jié)多品種小批t智能產(chǎn)品的高精度卓越品質(zhì)生產(chǎn)是未來(lái)像德國(guó)一樣成功經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)80制造創(chuàng)新基于信息通信技術(shù)，通過(guò)信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智憊工廠、綠色和城市生產(chǎn)第四次工業(yè)革命將基于信息物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)服務(wù)，它將產(chǎn)生大最的大數(shù)據(jù)流，這些大數(shù)據(jù)能夠被搜集和分析用于指導(dǎo)高效高品質(zhì)生產(chǎn)；基于信

4、息物理系統(tǒng)的工業(yè)輔助系統(tǒng)能夠支持、幫助和培訓(xùn)智慈工廠的下一代工人；多通道增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠允許個(gè)性化的工作流程和快速學(xué)習(xí)新產(chǎn)品工藝。智慧工廠中的智能裝配DFKI研發(fā)的抽象產(chǎn)品記憶系統(tǒng)用于自適應(yīng)抓取和智能產(chǎn)品裝配機(jī)器人利用左手內(nèi)部天線從產(chǎn)品內(nèi)存中讀取尺寸、重量和加持點(diǎn)，同時(shí)機(jī)器人能夠從信息物理系統(tǒng)中獲得產(chǎn)品裝配說(shuō)明書(shū)。APP StoreAPP駕駛員輔助APP動(dòng)力管理APP綠色駕駛APP職能用戶界面智能產(chǎn)品案例 智能化汽車工業(yè)4.04.0自動(dòng)化- -信息物理系統(tǒng)（CPSCPS）通過(guò)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)橫向集成跨整個(gè)價(jià)值鏈的工程德國(guó)一些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施industry4.0industry4.0TRUMPF公司

5、SAP公司BOSCH公司W(wǎng)ITTENSTEIN公司FESTO公司工業(yè)4.04.0自動(dòng)化- -信息物理系統(tǒng)（CPSCPS）物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)文化與所有領(lǐng)域相關(guān)的通用技術(shù)（語(yǔ)義技術(shù)、云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)）工業(yè)CPS應(yīng)用智慧工廠CPPS能源CPS應(yīng)用智能電網(wǎng)移動(dòng)通訊CPS應(yīng)用智能手機(jī)健康CPS應(yīng)用智能健康安全、工程、教育、參考框架、模型工業(yè)4.04.0的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工業(yè)4.0智慧工廠USDL：信息物理產(chǎn)品系統(tǒng)的語(yǔ)義服務(wù)OMM：語(yǔ)義產(chǎn)品內(nèi)存EMMMA：多模式工業(yè)輔助系統(tǒng)W3C標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)4.04.0自動(dòng)化 信息物理系統(tǒng)（CPS)CPS)服務(wù)云物理對(duì)象算法文檔三維模型工藝數(shù)據(jù)CPS:系統(tǒng)中的物理對(duì)象和相應(yīng)的虛擬對(duì)過(guò)泛在信息網(wǎng)

6、絡(luò)進(jìn)行通信Cyber:算法和服務(wù)，服務(wù)的動(dòng)態(tài)集成和服務(wù)提供商，并跨越邊界進(jìn)行信息交流Cyber:包括3D校型，仿真模型，文檔，關(guān)系，工作條件等數(shù)據(jù)能夠通過(guò)可變信息網(wǎng)絡(luò)在任何地方和任何時(shí)間進(jìn)行搜集Phiscial:在生產(chǎn)系統(tǒng)中的人和自動(dòng)化枝塊具有鉀能化、自我解釋、自我意識(shí)、自我診斷、交互評(píng)估能力CPS系統(tǒng)觸發(fā)了工業(yè)自動(dòng)化模式轉(zhuǎn)變智能產(chǎn)品案例 波音波音公司已經(jīng)在一些領(lǐng)域（軍用民用）應(yīng)用信息物理系統(tǒng)，從中獲益匪淺。CPS對(duì)于波音公司航空航天領(lǐng)域至關(guān)重要Industry40Industry40 德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃兩大主題：智慈工廠、智能生產(chǎn)三個(gè)設(shè)想：產(chǎn)品、設(shè)施、管理u 產(chǎn)品：集成有動(dòng)態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器、感知

7、和通信能力，承載著在其整個(gè)進(jìn)應(yīng)魚(yú)和生魚(yú)周塑中所需的各種必需信息u 設(shè)施：由整個(gè)生產(chǎn)位值璧所集成，可實(shí)現(xiàn)自組織u 管理：能夠根據(jù)當(dāng)前的狀況靈活決定生產(chǎn)過(guò)程Industry40Industry40 德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃兩大主題：智慧工廠、智能生產(chǎn)智慧智慧工廠工廠重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)智能智能生產(chǎn)生產(chǎn)主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、30打印以及增材制造等技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等面向智慧工廠的室內(nèi)精確定位工業(yè)4.04.0從智慧工廠到智能生產(chǎn)高精度高品質(zhì)多品種小批量的智能產(chǎn)品綠色生產(chǎn)：清潔、資源利用率高的可持續(xù)發(fā)展智能工廠位于城市的城市生產(chǎn)Industr

8、y4.0Industry4.0德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃首位“工業(yè)4.0研究項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門(mén)子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下形成并已上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略。德國(guó)聯(lián)邦政府投入達(dá)2億歐元。智慧工廠的布局面向服務(wù)的工廠系統(tǒng)布局ERPMESField Layer現(xiàn)場(chǎng)層Server Library服務(wù)庫(kù)Sensor-ServiceValve-ServicePump-ServiceControl-ServiceCommunication-Service硬件無(wú)關(guān)抽象服務(wù)硬件相關(guān)設(shè)備控制工業(yè)4.0-4.0-從智慧工廠到智能生產(chǎn)90的計(jì)算機(jī)都是嵌入式基于物

9、聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)的智能化環(huán)境發(fā)展過(guò)程中央計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)智能手機(jī)智能卡PC1個(gè)計(jì)算機(jī)：多個(gè)用戶1個(gè)計(jì)算機(jī)：1個(gè)用戶多個(gè)計(jì)算機(jī)：1個(gè)用戶智能化環(huán)境19411960198020002020智慧工廠中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)工業(yè)環(huán)境佩戴谷歌眼鏡的工人工具語(yǔ)音01眼球跟蹤06肢體動(dòng)作05面部表情身體語(yǔ)言04手勢(shì)03圖形視覺(jué)02多模式交互工業(yè)4.04.0下的多模式交互電力廣泛應(yīng)用信息物聯(lián)系統(tǒng)工業(yè)革命4.0電子、IT、工業(yè)機(jī)器人工業(yè)革命3.0工業(yè)革命3.2工業(yè)革命3.118世紀(jì)末20世紀(jì)初時(shí)間復(fù)雜程度Industry4.0Industry4.0德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃首位工業(yè)4.04.0下的數(shù)據(jù)挖據(jù)與知識(shí)發(fā)現(xiàn) 大數(shù)據(jù)制造業(yè)存儲(chǔ)了超過(guò)其他工業(yè)部門(mén)的數(shù)據(jù)從2010年以來(lái)新產(chǎn)品數(shù)據(jù)達(dá)到接近2艾字節(jié)（2 )n 儀器儀表產(chǎn)品n 供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)n 產(chǎn)品全生命周期系統(tǒng)16服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)智能物料APP平臺(tái)智能產(chǎn)品APP平臺(tái)基于語(yǔ)義的PLM、ERP、Q