工業(yè)40從制造到智造新時代的到來

1、 -從“制造”到“智造”新時代的到來引言12月1日至2日，工工業(yè)和信信息化部部部長苗苗圩一行行赴江蘇蘇省調研研兩化融融合工作作情況。12月5日-8日，以以“眾創(chuàng)創(chuàng)、眾包包、眾需需”為主主題的第第七屆全全國3D大賽暨暨3D大大會在江江蘇常州州拉開帷帷幕，持持續(xù)四天天的3D全產業(yè)業(yè)鏈盛宴宴，將共共謀網絡絡智能智智造，共共享兩化化深度融融合，共共推工業(yè)業(yè)4.0落地，共同呼呼喚“工工業(yè)阿里里”?！肮I(yè)4.0”概念的的產生德國政府府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年4月月的漢諾諾威工業(yè)業(yè)博覽會會上正式式推出，其目的的是為了了提高德德國工業(yè)業(yè)的競爭爭力，在在新一輪輪工業(yè)革革命中占占領先機機。4.1工工

2、業(yè)4.0從智智慧工廠廠到智能能生產Industry4.0德國高科科技戰(zhàn)略略計劃首首位“工業(yè)4.0”研究項目目由德國國聯(lián)邦教教研部與與聯(lián)邦經經濟技術術部聯(lián)手手資助，在德國國工程院院、弗勞勞恩霍夫夫協(xié)會、西門子子公司等等德國學學術界和和產業(yè)界界的建議議和推動動下形成成，并已已上升為為國家級級戰(zhàn)略。德國聯(lián)聯(lián)邦政府府投入達達2億歐元。Industry4.0Industry4.0“工業(yè)4.0”概念的的一個比比較統(tǒng)一一的闡釋釋是繼機機械化、電氣化化和信息息技術之之后，以以智能制制造為主主導的第第四次工工業(yè)革命命。主要要是指基于信息息物理融融合技術術（CPS），將將制造業(yè)業(yè)向智能能化轉型型，實現(xiàn)現(xiàn)集中式式控

3、制向向分散式式增強型型控制的的基本模模式轉變變，最終終建立一一個高度度靈活的的個性化化和數(shù)字字化的產產品與服服務生產產模式。4.1工工業(yè)4.0從智智慧工廠廠到智能能生產Industry4.0兩大主題題：智慧工廠廠、智能能生產智慧工廠廠重點研究究智能化化生產系系統(tǒng)及過過程，以以及網絡絡化分布布式生產產設施的的實現(xiàn)智能生產產主要涉及及整個企企業(yè)的生生產物流流管理、人機互互動、3D打印以及及增材制制造等技技術在工工業(yè)生產產過程中中的應用用等4.1工工業(yè)4.0從智智慧工廠廠到智能能生產Industry4.0兩大主題題：智慧工廠廠、智能能生產三個設想想：產品、設設施、管管理產品：集成有動動態(tài)數(shù)字字存儲器

4、器、感知知和通信信能力，承載著著在其整整個供應鏈和生命周期期中所需的的各種必必需信息息設施：由整個生生產價值鏈所集成，可實現(xiàn)現(xiàn)自組織織管理：能夠根據(jù)據(jù)當前的的狀況靈靈活決定定生產過過程工業(yè)4.0兩個個重要的的內涵互聯(lián)集成成虛擬世界界實體世界界制造設備備制造設備備產品產品工業(yè)4.0兩個個重要的的內涵 服務傳感器傳感器傳感器傳感器工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智能化環(huán)環(huán)境嵌入式計計算機智能工廠廠智能手機機A6188智能卡90%的計算機機都是嵌嵌入式多個計算算機：1個用戶1個計算機機：1個用戶PC中央計算算機1個計算機機：多個個用戶基于物聯(lián)聯(lián)網與服服務的智智能環(huán)境境發(fā)展過過程工業(yè)4.0從智慧工

5、工廠到智智能生產產智慧工廠廠的架構構基于物聯(lián)聯(lián)網和服服務互聯(lián)聯(lián)網物聯(lián)網服務互聯(lián)聯(lián)網智能物料料APP平臺智能產品品APP平臺信息物理理生產系系統(tǒng)智慧工廠廠APP平臺基于語義義的PLM、ERP、QMS、ERP工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智慧工廠廠的流程程基于云安安全網絡絡智能物料智能產品云安全網絡智慧工廠2N智慧工廠1智能機床1智能機床2面向機床的APP平臺信息物理生產系統(tǒng)機床間通信工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智慧工廠廠的布局局面向服務務的工廠廠系統(tǒng)布布局服務庫硬件無關關抽象服務務硬件相關關設備控制制現(xiàn)場層工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智慧工廠廠的車間間基于無線線、RFID、

6、傳感器器和服務務的架構構工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智慧工廠廠中的智智能裝配配DFKI研發(fā)的抽抽象產品品記憶系系統(tǒng)用于于自適應應抓取和和智能產產品裝配配在頭部安安裝立體體相機，在手臂臂靠近物物體的地地方安裝裝3D攝像頭機器人利利用左手手內部天天線從產產品內存存中讀取取尺寸、重量和和加持點點，同時時機器人人能夠從從信息物物理系統(tǒng)統(tǒng)中獲得得產品裝裝配說明明書工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產工業(yè)4.0下的多模模式交互互多模式交交互語音圖形/視覺手勢眼球跟蹤蹤面部表情情身體語言言肢體動作作工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產智慧工廠廠中的增增強現(xiàn)實實技術工業(yè)環(huán)境境佩戴谷歌歌眼鏡的的工人工具

7、工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產以人為中中心的基基于信息息物理系系統(tǒng)的智智能工廠廠輔助系系統(tǒng)基于上下下文的自自適應故故障診斷斷輔助工工具基于肢體體動作的的物理輔輔助移動式個個性化自自適應的的輔助導導航系統(tǒng)統(tǒng)多模式的的人機交交互基于位置置的維護護和規(guī)劃劃輔助工工具基于虛擬擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實實的復雜雜工作流流程輔助助管理工工具工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產工業(yè)4.0下的數(shù)據(jù)據(jù)挖據(jù)與與知識發(fā)發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)制造業(yè)存存儲了超超過其他他工業(yè)部部門的數(shù)數(shù)據(jù)從2010年以來新新產品數(shù)數(shù)據(jù)達到到接近2艾字節(jié)（216）儀器儀表表產品供應鏈管管理系統(tǒng)統(tǒng)產品全生生命周期期系統(tǒng)工業(yè)4.0從智慧慧工廠到到智能生生產工

8、業(yè)4.0下的產品品特點集成了信信息存儲儲、傳感感、無線線通信功功能產品是信信息載體體產品在整整個完整整的供應應鏈和生生命周期期中都一一直帶有有自身信信息產品是一一個agent產品會影影響其所所在環(huán)境境產品具有有自監(jiān)測測功能產品會對對其自身身狀態(tài)和和環(huán)境進進行監(jiān)測測我生產于于2010年4月30日，5月3日出廠請握中間間已經打開開2分鐘了，請蓋上上工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇如何把握握工業(yè)4.0大趨勢，利用國國內傳統(tǒng)統(tǒng)工業(yè)急急需升級級和創(chuàng)新新有利時時機，發(fā)發(fā)揮作用用，迎接接工業(yè)智智能化時時代的到到來？工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇自身學習習和掌握握技術方方面萬物互聯(lián)聯(lián)的時代代意味著著知識的的積累變變得更加加

9、重要，學習的的范圍要要更加廣廣泛智能制造造的產品品要求我我們學習習和掌握握知識的的深度也也要加強強工業(yè)4.0新時時代的到到來，對對嵌入式式系統(tǒng)的的要求也也不一樣樣，需要要我們在在學習和和科研的的過程中中要有創(chuàng)創(chuàng)新思維維，要有有大局觀觀工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇在德國聯(lián)聯(lián)邦教育育研究部部工業(yè)4.0工工作組的的“實施施工業(yè)4.0攻攻略的的建議”的報告告中：“功能強強大的、自主的的微型計計算機(嵌入式式系統(tǒng))正越來來越多地地相互間間或與互互聯(lián)網以以無線方方式互聯(lián)聯(lián)。這正正在導致致引起實實體物理理世界與與虛擬網網絡世界界(cyberspace)以虛擬擬網絡實體物物理系統(tǒng)統(tǒng)(CPS)的的方式相相融合。工業(yè)

10、4.0時代發(fā)展展機遇工業(yè)4.0概念念下的智智能工業(yè)業(yè)系統(tǒng)中中有大量量的電子子控制裝裝置，它它們都是是嵌入式式系統(tǒng)，比如今今天我們們談論得得很多的的工業(yè)機機器人，其中的的高性能能控制器器就是一一個很復復雜的嵌嵌入式系系統(tǒng)，工工廠自動動化中大大量使用用的PLC也是是一種嵌嵌入式系系統(tǒng)。工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇智能工業(yè)業(yè)設備中中的嵌入入式系統(tǒng)統(tǒng)與消費費電子產產品有很很大的不不同，一一個重要要標志是是智能工業(yè)業(yè)設備對對實時性性和可靠靠性的嚴嚴格的要要求。工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇嵌入式系統(tǒng)適應智能能工業(yè)產產品的高高可靠性性要求，要做好好開發(fā)和和驗證周周期長的的思想準準備，腳腳踏實地地的做好好產品的的可靠性性認證工工作是將來做好嵌入入式工業(yè)業(yè)產品的的關鍵。工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇如何使嵌嵌入式產產品實現(xiàn)現(xiàn)智能，它又會會在什么么時間，以什么么樣的方方式實現(xiàn)現(xiàn)智能互互聯(lián)成為為一個智智能產品品？工業(yè)4.0時代發(fā)展展機遇德國在工工業(yè)4.