工廠自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用研討

工廠自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所05五月2023第一頁(yè)，共七十二頁(yè)。

匯報(bào)提綱一、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所簡(jiǎn)介二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應(yīng)用介紹四、合作建議第二頁(yè)，共七十二頁(yè)。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共七十二頁(yè)。目前：主要從事機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、光電信息處理技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)在編職工500多人，工程院院士2人在學(xué)研究生300人研究所發(fā)展基本情況1958年建所第四頁(yè)，共七十二頁(yè)。機(jī)器人技術(shù)國(guó)家工程研究中心機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院光電信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院工業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科技部高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)化基地國(guó)家先進(jìn)制造技術(shù)R&D的重要基地研究所發(fā)展基本情況第五頁(yè)，共七十二頁(yè)。機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)室水下機(jī)器人研究室光電信息研究室現(xiàn)代裝備研究室自動(dòng)化系統(tǒng)研究室工業(yè)信息學(xué)研究室高技術(shù)攻關(guān)應(yīng)用示范研究與探索高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新松機(jī)器人等所投資公司事業(yè)法人研究開(kāi)發(fā)實(shí)體創(chuàng)新結(jié)構(gòu)布局：“兩個(gè)實(shí)體、四個(gè)層次”企業(yè)法人產(chǎn)業(yè)化實(shí)體第六頁(yè)，共七十二頁(yè)。制造:

制造技術(shù):

Longman詞典對(duì)“制造解釋為：“通過(guò)機(jī)器進(jìn)行(產(chǎn)品)制作或生產(chǎn)，特別是適用于大批量”國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（1990年）：制造是一個(gè)涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量保證、經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷(xiāo)售和服務(wù)的一系列相關(guān)活動(dòng)和工作的總稱(chēng)。把原材料變成產(chǎn)品，所采用的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)，是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源以及現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后服務(wù)全過(guò)程的結(jié)果。它是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群。

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

第七頁(yè)，共七十二頁(yè)。

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

制造產(chǎn)品其本身的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，即產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力(制造->創(chuàng)造)現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品的制造能力和管理水平，即制造產(chǎn)品的敏捷能力

(制造->智造)

幾個(gè)層面:

制造單機(jī)設(shè)備層

制造設(shè)備本身能力的提升(智能化)

生產(chǎn)線/制造系統(tǒng)

制造/檢測(cè)/物流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)（成套化和數(shù)字化）

制造過(guò)程管理

制造執(zhí)行過(guò)程的高效運(yùn)行和過(guò)程改進(jìn)（可視化和可控化）

企業(yè)資源管理

企業(yè)運(yùn)作的科學(xué)化和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)關(guān)鍵：第八頁(yè)，共七十二頁(yè)。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用給企業(yè)賦予了新的特征:

信息時(shí)代的現(xiàn)代制造企業(yè)將是一個(gè)全面集成的數(shù)字化企業(yè)

。管理數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化制造裝備數(shù)字化企業(yè)數(shù)字化以CIMS為核心的數(shù)字化企業(yè)思想得到企業(yè)的認(rèn)同，并將其作為信息化建設(shè)的目標(biāo)。

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

第九頁(yè)，共七十二頁(yè)。制造裝備PCS/NCSMES

二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系

工廠自動(dòng)化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分

ERP制造業(yè)信息化工廠自動(dòng)化制造能力和管理水平第十頁(yè)，共七十二頁(yè)。三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應(yīng)用介紹1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、專(zhuān)用裝備技術(shù)第十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。1270年代末傳統(tǒng)T-MES階段：?jiǎn)我还δ艿能?chē)間級(jí)應(yīng)用專(zhuān)用Point-MESNext-GenerationMES:-2004年協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)C-MES概念-具有開(kāi)放式、客戶(hù)化、可配置、可伸縮等特性的新型體系結(jié)構(gòu)-智能性-WEB技術(shù)

80年代中期

90年代初~2000年2004年~可集成I-MES階段:-1990年AMRMES概念-1992年MESA成立-1997年MES白皮書(shū)-2000年ISA95系列標(biāo)準(zhǔn)具有客戶(hù)化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性

發(fā)展階段:

3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十二頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES匯集了車(chē)間中用以管理和優(yōu)化從定單下達(dá)到生產(chǎn)完成全過(guò)程中的所有活動(dòng)的硬件或軟件組件，通過(guò)控制和利用準(zhǔn)確的制造信息，對(duì)車(chē)間生產(chǎn)活動(dòng)中的實(shí)時(shí)事件做出快速響應(yīng)，同時(shí)向企業(yè)決策支持過(guò)程提供相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)的重要信息。定義:ManufacturingExecutionSystemAssociation，MESA

制造執(zhí)行系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem,MES）是一種面向車(chē)間層的生產(chǎn)管理和優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)；是位于企業(yè)上層生產(chǎn)計(jì)劃和底層工業(yè)控制之間、面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)。3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十三頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過(guò)程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，目的在于優(yōu)化和改善制造活動(dòng)。它強(qiáng)調(diào)是當(dāng)前視角，即精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從對(duì)實(shí)時(shí)的要求而言，如果說(shuō)控制層要求的實(shí)時(shí)的時(shí)間系數(shù)為1，那么,MES的時(shí)間系數(shù)為10,ERP的時(shí)間系數(shù)為100可控性可視性MES特征:

3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十四頁(yè)，共七十二頁(yè)。功能模型:MESA

O/DSDPRA&CDCPT&GPALMMMPMQMDC&A資源分配及控制RA&C生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃O/DS

生產(chǎn)調(diào)度DP質(zhì)量管理QM生產(chǎn)過(guò)程管理PM文檔控制DC數(shù)據(jù)采集DC&A勞動(dòng)力管理LM設(shè)備維護(hù)管理MM產(chǎn)品跟蹤與追溯PT&G性能分析PASCMService/RepairAPSERPCRMPCSPLMPDM/CMC3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十五頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展:

ANSI/ISA-95標(biāo)準(zhǔn)----企業(yè)與控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)（1）ANSI/ISA-95.00.01，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第一部分：模型和術(shù)語(yǔ)；包括標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)和對(duì)象模型(信息交換)

(ApprovedJuly15,2000;2010:IEC/ISO62264-1;GB/T20720.1)（2）ANSI/ISA-95.00.02，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第二部分：對(duì)象模型屬性；由第一部分中的定義的每一個(gè)對(duì)象的屬性組成。

(ApprovedOctober17,2001;2010:IEC/ISO62264-2;GB/T20720.2)（3）ANSI/ISA-95.00.03，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第三部分：制造過(guò)程管理活動(dòng)模型；集中在第三層（生產(chǎn)/MES層）上的功能和活動(dòng)。(ApprovedJune6,2005;2010:IEC/ISO62264-3;GB/T20720.3)（4）ANSI/ISA-95.00.04，第四部分：定義制造運(yùn)作管理對(duì)象模型屬性（制定中）

（5）ANSI/ISA-95.00.05，第五部分：定義商業(yè)系統(tǒng)和制造業(yè)之間信息交易(ApprovedJanuary10,2007)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十六頁(yè)，共七十二頁(yè)。來(lái)源:美國(guó)LogicaMESCentreofExcellence公司的MESProductSurvey2007/2008報(bào)告國(guó)外MES行業(yè)分布:

1電子2汽車(chē)3食品&飲料4機(jī)械&工具5制藥6半導(dǎo)體7塑料&橡膠3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十七頁(yè)，共七十二頁(yè)。國(guó)內(nèi)的MES應(yīng)用集中在冶金、石化、汽車(chē)、煙草和電子等幾大行業(yè)。冶金、石化、汽車(chē)等為國(guó)內(nèi)較早開(kāi)始信息化建設(shè)的行業(yè)，輕工、紡織等行業(yè)啟動(dòng)則較晚。流程/混合流程行業(yè)應(yīng)用要好于離散行業(yè)我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用和正在建設(shè)MES的鋼鐵企業(yè)共有30多家，他們的鋼鐵產(chǎn)量占全國(guó)鋼鐵總產(chǎn)量的50%以上。煙草行業(yè)大約有1/3左右的生產(chǎn)廠已經(jīng)實(shí)施了MES系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)MES行業(yè)分布:

3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十八頁(yè)，共七十二頁(yè)。MESA調(diào)查分析結(jié)果：生產(chǎn)周期縮短45%；數(shù)據(jù)輸入時(shí)間縮短75%；在制品減少24%；文書(shū)工作減少61%；交貨期縮短27%；不合格產(chǎn)品降低18%；文書(shū)丟失減少56%。MES給企業(yè)帶來(lái)的效益3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第十九頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES相關(guān)技術(shù)：制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)與集成技術(shù)基于MES標(biāo)準(zhǔn)的制造過(guò)程建模技術(shù)數(shù)據(jù)采集與過(guò)程跟蹤技術(shù)

產(chǎn)品質(zhì)量診斷/控制/調(diào)整技術(shù)（SPCDA）不同生產(chǎn)類(lèi)型的高級(jí)排產(chǎn)與調(diào)度技術(shù)（APS）設(shè)備故障診斷與預(yù)防性維護(hù)技術(shù)制造系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)技術(shù)…第二十頁(yè)，共七十二頁(yè)。自主研發(fā)了MES開(kāi)發(fā)與運(yùn)行平臺(tái)：MessageBusDBManagerDataReaderDataWriterAlarmSPCGateWayMES應(yīng)用套件生產(chǎn)管理過(guò)程跟蹤建模工具工廠模型產(chǎn)品模型事件模型執(zhí)行模型異構(gòu)數(shù)據(jù)源適配器實(shí)時(shí)歷史庫(kù)OPCRS232……質(zhì)量管理產(chǎn)品管理效率分析CalculationMgrMES企業(yè)集成連接器ERPCRMInfoPublishEngine……DataMiningEngineMES信息門(mén)戶(hù)持久存儲(chǔ)SQLServer2005SDK核心服務(wù)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)制造過(guò)程建模方法與可視化技術(shù)：產(chǎn)品模型-工廠模型關(guān)聯(lián)執(zhí)行模型-工廠模型關(guān)聯(lián)執(zhí)行模型-產(chǎn)品模型關(guān)聯(lián)生產(chǎn)線參數(shù)工位車(chē)間第二十二頁(yè)，共七十二頁(yè)。制造過(guò)程建模方法與可視化技術(shù)：3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)工廠模型：生產(chǎn)線/工藝段/設(shè)備實(shí)現(xiàn)工藝段與質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)和保證工藝參數(shù)的設(shè)備及控制變量的關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線/設(shè)備模型與狀態(tài)信息和生產(chǎn)信息的關(guān)聯(lián)①②第二十三頁(yè)，共七十二頁(yè)。間隙測(cè)量及墊片自動(dòng)選裝系統(tǒng)帶鈕距傳感器的電動(dòng)擰緊工具帶位移和壓力傳感器的壓裝機(jī)基于圖像的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成：(可視化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十四頁(yè)，共七十二頁(yè)。變速箱綜合性能加載試驗(yàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能試驗(yàn)臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成：(可視化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十五頁(yè)，共七十二頁(yè)。磁導(dǎo)航帶RFID定位的AGV物流小車(chē)工業(yè)智能打標(biāo)機(jī)RFID托盤(pán)跟蹤手持PDA物料掃描關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成：(可視化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十六頁(yè)，共七十二頁(yè)。防錯(cuò)裝控制產(chǎn)品A零件所在料位產(chǎn)品B零件所在料位產(chǎn)品A計(jì)劃執(zhí)行產(chǎn)品B計(jì)劃執(zhí)行MES應(yīng)用系統(tǒng)PLC利用料架上的指示燈，指示操作者獲取正確的物料智能料架工藝執(zhí)行、質(zhì)量、防錯(cuò)漏等在線控制能力(可控化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十七頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品A工藝產(chǎn)品B工藝產(chǎn)品A計(jì)劃執(zhí)行產(chǎn)品B計(jì)劃執(zhí)行PLC工位計(jì)算機(jī)壓機(jī)壓力超過(guò)工藝要求產(chǎn)生報(bào)警提示并同時(shí)控制壓機(jī)停止動(dòng)作工藝執(zhí)行、質(zhì)量、防錯(cuò)漏等在線控制能力(可控化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十八頁(yè)，共七十二頁(yè)。物料跟蹤示例:PartAPartBPartC…分總成APartMPartN…零件數(shù)量時(shí)間批次PartA105-08:45PartB205-08:45PartC105-08:45MES對(duì)分總成A的跟蹤記錄示意裝配者工人甲在制品A托盤(pán)/AGV總裝配線報(bào)完工零件數(shù)量時(shí)間批次PartM105-08:45PartN205-08:45分總成A105-08:45MES對(duì)在制品A的跟蹤記錄示意裝配者工人乙基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力(可控化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第二十九頁(yè)，共七十二頁(yè)。基于事件和時(shí)間序列的過(guò)程跟蹤與控制模型ERP計(jì)劃跟蹤過(guò)程工位料架人員離線質(zhì)量零件詳細(xì)排產(chǎn)總裝計(jì)劃總裝過(guò)程投料總裝開(kāi)始總裝結(jié)束使用零件信息班組登錄壓機(jī)擰緊工具測(cè)試料架實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作品種\數(shù)量\供應(yīng)商料架設(shè)備投料使用零件信息品種\數(shù)量\供應(yīng)商分裝開(kāi)始分裝結(jié)束分裝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實(shí)際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作時(shí)序質(zhì)量信息質(zhì)量信息3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十頁(yè)，共七十二頁(yè)。產(chǎn)品質(zhì)量故障原因查找生產(chǎn)線效率分析及生產(chǎn)節(jié)拍的改進(jìn)根據(jù)跟蹤信息進(jìn)行控制查找同該批次物料關(guān)聯(lián)的所有產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程工藝參數(shù)查詢(xún)查找問(wèn)題產(chǎn)品所用物料的批次查找問(wèn)題產(chǎn)品相關(guān)的操作人員生產(chǎn)過(guò)程跟蹤基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力(可控化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。物料配送清單及批次采集基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力

(可控化)關(guān)鍵工藝\測(cè)試數(shù)據(jù)參數(shù)柴油機(jī)產(chǎn)品的制造過(guò)程檔案：(物料批次、試漏/擰緊/試車(chē)工藝參數(shù)、人員、操作時(shí)間)基于生產(chǎn)過(guò)程跟蹤模型的典型應(yīng)用--朝陽(yáng)柴油機(jī)總裝MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十二頁(yè)，共七十二頁(yè)?；谏a(chǎn)過(guò)程跟蹤模型的典型應(yīng)用—宇通客車(chē)MES系統(tǒng)基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力(可控化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十三頁(yè)，共七十二頁(yè)?；谑录?時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力

(可控化)基于生產(chǎn)過(guò)程跟蹤模型的典型應(yīng)用--宇通客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十四頁(yè)，共七十二頁(yè)?；谑录?時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯能力

(可控化)基于生產(chǎn)過(guò)程跟蹤模型的典型應(yīng)用--宇通客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十五頁(yè)，共七十二頁(yè)。瓶頸車(chē)間的調(diào)度問(wèn)題(優(yōu)化)基于生產(chǎn)過(guò)程跟蹤模型的典型應(yīng)用--宇通客車(chē)MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十六頁(yè)，共七十二頁(yè)。計(jì)劃排產(chǎn)生產(chǎn)周期壓縮

涂裝車(chē)間現(xiàn)平均單車(chē)實(shí)際生產(chǎn)周期約55小時(shí)，計(jì)劃排產(chǎn)壓縮生產(chǎn)周期約10小時(shí)計(jì)劃排產(chǎn)吊裝滿(mǎn)足率

由于計(jì)劃排產(chǎn)采用依據(jù)吊裝計(jì)劃的倒排產(chǎn)算法，理論上100%滿(mǎn)足吊裝。計(jì)劃排產(chǎn)設(shè)備利用率現(xiàn)涂裝車(chē)間設(shè)備利用率約50%，詳細(xì)計(jì)劃排產(chǎn)提高設(shè)備利用率到約70%瓶頸車(chē)間的調(diào)度問(wèn)題(優(yōu)化)3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)第三十七頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES應(yīng)用與合作：3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)汽車(chē)行業(yè)裝配生產(chǎn)線大同變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)陜西FAST變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)株洲歐格瑞變速器裝配試驗(yàn)線MES系統(tǒng)東風(fēng)朝陽(yáng)柴油機(jī)總裝生產(chǎn)線MES系統(tǒng)浙江萬(wàn)里揚(yáng)變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)鄭州宇通客車(chē)生產(chǎn)線MES系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用離散加工企業(yè)沈陽(yáng)第一機(jī)床廠MES系統(tǒng)長(zhǎng)春55所柔性制造系統(tǒng)MES系統(tǒng)流程&混合流程鞍鋼冷軋薄板廠MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠制絲車(chē)間MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠廠級(jí)MES系統(tǒng)第三十八頁(yè)，共七十二頁(yè)。MES應(yīng)用與合作：3.1制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)國(guó)內(nèi)唯一GE智能平臺(tái)高級(jí)解決方案供應(yīng)商

國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

第三十九頁(yè)，共七十二頁(yè)。三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應(yīng)用介紹1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、專(zhuān)用裝備技術(shù)第四十頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(

Networked

Control

System

，

NCS

），即網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)，又稱(chēng)為控制網(wǎng)絡(luò)。分布式控制系統(tǒng)或稱(chēng)集散控制系統(tǒng)（

DCS）、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)

(FCS)

都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這體現(xiàn)了控制系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化的方向發(fā)展。第四十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：現(xiàn)場(chǎng)總線（

Fieldbus

）是一種數(shù)字化的串行雙向通信系統(tǒng)。這一技術(shù)可將所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（傳感器、變送器、執(zhí)行器和數(shù)據(jù)采集模板等）與控制器用一根電纜（光纜或無(wú)線）連接在一起，形成設(shè)備及車(chē)間級(jí)的數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，可完成現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、控制、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能。自動(dòng)控制和顯示系統(tǒng)PLF現(xiàn)場(chǎng)總線車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備第四十二頁(yè)，共七十二頁(yè)。減少連線和安裝傳統(tǒng)的4-20mA連線每臺(tái)設(shè)備需要一個(gè)安全柵和一對(duì)連線現(xiàn)場(chǎng)總線連線多臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)安全柵和一根總線控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)I.S.I.S.I.S.I.S.控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：第四十三頁(yè)，共七十二頁(yè)。提高控制功能的分散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場(chǎng)總線型有些控制和I/O功能可以轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)儀表?？刂破骺刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)PIDPIDAI

AIAOAO控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：第四十四頁(yè)，共七十二頁(yè)。增加信息的交互量傳統(tǒng)4-20mA單變量單向現(xiàn)場(chǎng)總線多變量雙向控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：第四十五頁(yè)，共七十二頁(yè)。擴(kuò)大了操作視野傳統(tǒng)4-20mA只能看到

I/O子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線視野可以擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)儀表控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)程輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：第四十六頁(yè)，共七十二頁(yè)。過(guò)程自動(dòng)化（PA）FoundationFieldbus

H1ProfibusPAHART工廠自動(dòng)化（FA）DeviceNet/ControlNetProfibusDPCANopenModbus3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)主流的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：第四十七頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)以太網(wǎng)

(Ethernet)

技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的局域通信逐步被以太網(wǎng)壟斷，過(guò)程控制領(lǐng)域中上層的通信也逐步統(tǒng)一到以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)。以太網(wǎng)被用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)

；以太網(wǎng)技術(shù)具有數(shù)字式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、互操作性、開(kāi)放性和高網(wǎng)絡(luò)性能，是最符合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，工業(yè)以太網(wǎng)成為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展方向；第四十八頁(yè)，共七十二頁(yè)。現(xiàn)場(chǎng)總線向工業(yè)以太網(wǎng)方向發(fā)展FoundationFieldbus->HSE（HighSpeedEthernet）Profibus

->PROFINETDeviceNet/ControlNet

->

EtherNet/IPModbus

->

Modbus

IDAEPA（國(guó)內(nèi)自主標(biāo)準(zhǔn)）Ethernet

POWERLINKEtherCATSERCOS

III要滿(mǎn)足：實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性工業(yè)要求工業(yè)以太網(wǎng)

(Ethernet)

技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)第四十九頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)非接觸傳輸，特別適用于惡劣環(huán)境或振動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)對(duì)象的監(jiān)控降低安裝成本、持續(xù)降低運(yùn)行維護(hù)成本

更換方便，便于升級(jí)減少接插件故障，移動(dòng)自由且不受限制工廠測(cè)控模式的變革傳統(tǒng)認(rèn)為成本過(guò)高，無(wú)法大規(guī)模部署傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)的應(yīng)用成為可能。第五十頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)ARC預(yù)測(cè)：2010～2015年，工廠設(shè)備健康維護(hù)相關(guān)市場(chǎng)將以每年200％的速度增長(zhǎng)。美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)在“面向21世紀(jì)的聯(lián)邦能源研究與發(fā)展規(guī)劃”中指出：工業(yè)無(wú)線技術(shù)的應(yīng)用將使工業(yè)生產(chǎn)效率提高10％，并使排放和污染降低25％。第五十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)于2008年9月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)于2009年4月正式發(fā)布WIA-PA（國(guó)內(nèi)自主標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)于2008年10月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)第五十二頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)Emerson智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品(基于WirelessHART標(biāo)準(zhǔn))第五十三頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)Honeywell無(wú)線產(chǎn)品(基于ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn))第五十四頁(yè)，共七十二頁(yè)。工業(yè)自動(dòng)化儀表方面：國(guó)內(nèi)唯一符合IEC61158協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的低功耗芯片支持FFH1、ProfibusPA標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備開(kāi)發(fā)在保持功耗（60μA）低于同類(lèi)產(chǎn)品指標(biāo)的前提下內(nèi)嵌4K

SRAM，能有效簡(jiǎn)化芯片用戶(hù)的開(kāi)發(fā)工作量自主HART芯片HT1200M核心芯片符合HART協(xié)議國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，低功耗和性能指標(biāo)完全達(dá)到國(guó)外同類(lèi)先進(jìn)產(chǎn)品水平。通信芯片F(xiàn)BC0409通信芯片HT1200M3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)第五十五頁(yè)，共七十二頁(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表全套解決方案FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線芯片F(xiàn)F/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線通信卡/儀表圓卡FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場(chǎng)總線控制應(yīng)用功能塊工業(yè)自動(dòng)化儀表方面3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)第五十六頁(yè)，共七十二頁(yè)。牽頭制定工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(WIA-PA)2008年10月成為IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面第五十七頁(yè)，共七十二頁(yè)。系統(tǒng)級(jí)模塊+協(xié)議級(jí)模塊級(jí)OEM裸模塊傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)OEM協(xié)議級(jí)模塊開(kāi)發(fā)套件工具軟件儀表整機(jī)網(wǎng)關(guān)組態(tài)軟件服務(wù)技術(shù)咨詢(xún)技術(shù)服務(wù)技術(shù)開(kāi)發(fā)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面第五十八頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面壓力計(jì)：中科博微公司

溫度計(jì)：上海自動(dòng)化儀表所

粉塵濃度傳感器：川儀公司壓力變送器：偉岸測(cè)儀閥門(mén)定位器：浙江中控電磁流量計(jì)：北京天宇藍(lán)翔與國(guó)內(nèi)儀表企業(yè)密切合作，開(kāi)發(fā)出10余種無(wú)線智能儀表樣機(jī)，在企業(yè)示范應(yīng)用WIA—PA第五十九頁(yè)，共七十二頁(yè)。電機(jī)能效在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線方式監(jiān)測(cè)電機(jī)和電爐的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行及故障預(yù)測(cè)維護(hù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面第六十頁(yè)，共七十二頁(yè)。智能電網(wǎng)和工業(yè)無(wú)線儀表3.2網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面第六十一頁(yè)，共七十二頁(yè)。三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應(yīng)用介紹1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、專(zhuān)用裝備技術(shù)第六十二頁(yè)，共七十二頁(yè)。1997年完成國(guó)內(nèi)第一臺(tái)全自動(dòng)肋骨彎淬機(jī)床電氣控制系統(tǒng)2001年和2002年先后完成了三臺(tái)改進(jìn)型肋骨彎淬機(jī)床電氣控制系統(tǒng)曲率半徑檢測(cè)和閉環(huán)控制已申請(qǐng)了國(guó)家專(zhuān)利項(xiàng)目獲得了中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3.3工業(yè)機(jī)器人與專(zhuān)用裝備技術(shù)典型實(shí)例:全自動(dòng)肋骨彎淬機(jī)床第六十三頁(yè)，共七十二頁(yè)。3.3工業(yè)機(jī)器人與專(zhuān)用裝備技術(shù)典型實(shí)例:全自動(dòng)肋骨彎淬機(jī)床采用先進(jìn)的工業(yè)PC、曲率半徑和淬火溫度在線檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了肋骨加熱、淬火、成型的全自動(dòng)化控制。主要指標(biāo)：彎制曲率半徑：1200mm-；曲率半徑控制精度：2mm淬火溫度：800-1400℃；控溫精度：5℃第六十四頁(yè)，共七十二頁(yè)。肋骨成型原理:其中：q1為檢測(cè)角；L1為頂輪圓心到線圈平面的初始距離；r1為頂輪半徑；x為球柵尺檢測(cè)值定位輪:根據(jù)鋼料寬度決定進(jìn)給位移硬支撐輪:幾何位置固定成型輪:它的位置對(duì)應(yīng)鋼