工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用課件

智能制造新模式及其應(yīng)用——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)〔物聯(lián)網(wǎng)〕及其應(yīng)用報(bào)告主題的任務(wù)0前言主題物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)在智能制造中應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及開展總結(jié)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景及案例OverviewofInternetofthingsApplicationofIoTinintelligentmanufacturingConnotationanddevelopmentofindustrialInternetScenariosandcaseofindustrialInternetSummary一、物聯(lián)網(wǎng)概述TheInternetofThings一、物聯(lián)網(wǎng)概述ITUInternetreports2005：通過二維碼識讀設(shè)備、RFID裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。一、物聯(lián)網(wǎng)概述European:IoTstrategicresearchroadmap〔2021〕：物聯(lián)網(wǎng)是未來網(wǎng)絡(luò)的整合局部，它是以標(biāo)準(zhǔn)、互通的通信協(xié)議為根底，具有自我配置能力的全球性動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有實(shí)質(zhì)和虛擬的物品都有特定的編碼和物理特性，通過智能接口無縫鏈接，實(shí)現(xiàn)信息共享。一、物聯(lián)網(wǎng)概述狹義上的物聯(lián)網(wǎng)是指物品到物品連接的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物品的智能化識別和管理。一、物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)〔圖片來源：工信院，2021〕一、物聯(lián)網(wǎng)概述感知層是物聯(lián)網(wǎng)全面感知的根底物聯(lián)網(wǎng)感知層RFID標(biāo)簽和讀寫器M2M終端和傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)感知層實(shí)現(xiàn)方式攝像頭和監(jiān)控GPS/北斗定位授時(shí)智能家居網(wǎng)關(guān)感知層作用感知層突破方向標(biāo)識物體采集和捕獲信息更敏感和更全面的感知能力解決低功耗的問題解決小型化和低本錢問題RFID讀寫智能家居網(wǎng)關(guān)M2M終端傳感器網(wǎng)絡(luò)攝像頭GPS/北斗傳感器網(wǎng)關(guān)無線&有線一、物聯(lián)網(wǎng)概述網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)無處不在的前提物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層接入網(wǎng)：無線/光纖各種類型的接入形式核心網(wǎng)：統(tǒng)一IP協(xié)議上的大帶寬的可靠網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐平臺：業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理部署和運(yùn)營支撐網(wǎng)絡(luò)層主要層次網(wǎng)絡(luò)層作用網(wǎng)絡(luò)層突破方向連接感知層和應(yīng)用層隨時(shí)隨地的連接實(shí)現(xiàn)當(dāng)前最成熟的局部擴(kuò)展規(guī)模，以實(shí)現(xiàn)無處不在業(yè)務(wù)可擴(kuò)展的管理運(yùn)營能力簡化結(jié)構(gòu)，上下層面融合IP統(tǒng)一協(xié)議有效降低實(shí)現(xiàn)成本規(guī)模擴(kuò)展帶來IPv6的發(fā)展動(dòng)力ONU接入網(wǎng)絡(luò)無線接入：2G/3G/LTE/WLAN/WiMax有線接入：光纖〔PON〕和銅線〔xDSL〕聚集承載：IP化傳輸網(wǎng)絡(luò)〔PTN/CE〕核心網(wǎng)絡(luò)&業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)

統(tǒng)一IP協(xié)議的高效率的核心網(wǎng)絡(luò)/設(shè)備/接口

針對海量流量和高可靠性要求的拓?fù)浜蜋C(jī)制邊緣業(yè)務(wù)控制實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)感知、控制和策略轉(zhuǎn)發(fā)CPE業(yè)務(wù)平臺鑒權(quán)平臺計(jì)費(fèi)平臺經(jīng)營分析平臺業(yè)務(wù)支撐平臺提供終端和業(yè)務(wù)的通道和聯(lián)動(dòng)控制邏輯

實(shí)現(xiàn)不同終端和業(yè)務(wù)統(tǒng)一管理、部署和擴(kuò)展針對客戶提供用戶自定義業(yè)務(wù)環(huán)境和接口一、物聯(lián)網(wǎng)概述應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)智能處理的核心物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層智能家居智能交通智能城管應(yīng)用層主要應(yīng)用方向應(yīng)用層作用應(yīng)用層突破方向智能電力智能醫(yī)療智能通信效勞云計(jì)算是應(yīng)用大規(guī)模部署關(guān)鍵云計(jì)算資源云計(jì)算業(yè)務(wù)計(jì)算能力存儲(chǔ)能力SaaSPaaSIaaS云計(jì)算的意義適應(yīng)業(yè)務(wù)量增長不確定性的彈性架構(gòu)體系適應(yīng)海量數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)的低本錢曲線的架構(gòu)適應(yīng)開放式的應(yīng)用提供和部署環(huán)境IT架構(gòu)和商業(yè)模式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展六熱點(diǎn)大領(lǐng)域智能家居智能電力智能交通智能醫(yī)療智能城管智能通信效勞一、物聯(lián)網(wǎng)概述標(biāo)準(zhǔn)化！一、物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)開展的演進(jìn)路線信息會(huì)聚協(xié)同感知泛在聚合一、物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)是信息社會(huì)開展的必然趨勢2021我國將物聯(lián)網(wǎng)寫入政府工作報(bào)告2021歐盟發(fā)布?物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖?2005

國際電信聯(lián)盟《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，指出無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來臨

1999MIT首次提出Internetofthings概念一、物聯(lián)網(wǎng)概述20082009IBM公布了“智慧地球〔SmartPlanet〕〞戰(zhàn)略，并得到美國政府的大力扶持2005美國國防部將“智能塵?！睸martDust〕〞工程正式列為重點(diǎn)發(fā)工程2021美國政府先后發(fā)布了先進(jìn)制造伙伴方案、創(chuàng)新伙伴方案，將CPS列為扶持重點(diǎn)2021美國逐步將物聯(lián)網(wǎng)的開展和重塑美國制造優(yōu)勢方案結(jié)合以期重新占領(lǐng)制造業(yè)制高點(diǎn)！一、物聯(lián)網(wǎng)概述20072009200520212021歐盟發(fā)布了世界第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)開展戰(zhàn)略——?歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案?,以及?物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖?歐盟通過了“地平線2021〞科研方案，物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)重點(diǎn)集中在傳感器、架構(gòu)、標(biāo)識、語義互操作等方面一、物聯(lián)網(wǎng)概述20102011工業(yè)和信息化部制定了?物聯(lián)網(wǎng)“十二五〞開展規(guī)劃?，到2021年我國要初步形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同開展、平安可控的物聯(lián)網(wǎng)開展格局200620212021與歐盟共同簽訂?中歐物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)共同申明?以及?中歐物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識白皮書?二、物聯(lián)網(wǎng)在智能制造中應(yīng)用工藝參數(shù)物料流程模具識別動(dòng)態(tài)排程質(zhì)量記錄工時(shí)記錄應(yīng)用需求：工序轉(zhuǎn)換、工時(shí)統(tǒng)計(jì)刀具/磨具/夾具管理產(chǎn)品狀態(tài)質(zhì)量在線監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與節(jié)能應(yīng)用1制造過程監(jiān)控與管理預(yù)期效果：生產(chǎn)周期縮短45%，減少導(dǎo)致生產(chǎn)誤操作80％，減低運(yùn)營本錢13％～25％。二、物聯(lián)網(wǎng)在智能制造中應(yīng)用應(yīng)用2智能物流預(yù)期效果：減少盜竊損失40%～50%；提高送貨速度10%；貨車車輛自動(dòng)調(diào)度，節(jié)省人力本錢約52%，減少車輛擁堵18%。應(yīng)用需求：提高物流流通效率，降低庫存特殊貯藏要求的貨品在線監(jiān)測與防偽物流貨品及時(shí)跟蹤倉庫清點(diǎn)產(chǎn)品配送車輛調(diào)度車輛跟蹤物流監(jiān)控物流結(jié)算三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及發(fā)展“物聯(lián)網(wǎng)〞和“互聯(lián)網(wǎng)〞到底有什么區(qū)別？“物聯(lián)網(wǎng)〞是在“互聯(lián)網(wǎng)〞的根底上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種概念?；ヂ?lián)網(wǎng)著重信息的互聯(lián)互通和共享，解決的是人與人的信息溝通問題；物聯(lián)網(wǎng)那么是通過人與人、人與物、物與物的相聯(lián)，解決的是信息化的智能管理和決策控制問題?！拔锫?lián)網(wǎng)〞和“工業(yè)互(物)聯(lián)網(wǎng)〞是什么關(guān)系？（“人控自控”）工業(yè)互(物)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用，但是又不僅僅等同于“工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)〞如此簡單。三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)：以機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為根底，通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實(shí)時(shí)傳輸交換、快速計(jì)算處理和高級建模分析，實(shí)現(xiàn)智能控制、運(yùn)營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型特征：智能感知(根底)、泛在連通(前提)、數(shù)字建模(方法)、實(shí)時(shí)分析(手段)、精準(zhǔn)控制(目的)和迭代優(yōu)化(效果)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理論難題：包括智能化問題、數(shù)字化問題、可靠性問題、可控性問題以及平安性問題。〔來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念和模型分析，沈蘇彬，2021〕工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相較于傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化有四個(gè)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)收集范圍〔整個(gè)生命周期〕、互聯(lián)互輸、智能處理、自組織與自維護(hù)。三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺參考架構(gòu)來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，2021三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及發(fā)展2021年11月，美國通用電氣公司發(fā)布了?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機(jī)器的邊界?白皮書。2021年4月，德國政府在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出提出“工業(yè)4.0〞戰(zhàn)略，其研究核心為信息物理系統(tǒng)〔CPS〕。四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景及案例應(yīng)用案例：海爾工廠依托COSMOPlat平臺實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程優(yōu)化1、根本情況及問題：在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，海爾一個(gè)成品在生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過OMS〔訂單管理系統(tǒng)〕、OES〔原裝配件供給商管理〕、APS〔高級生產(chǎn)方案排程〕、ERP、MES、WMS〔倉庫管理系統(tǒng)〕、LES〔物流執(zhí)行系統(tǒng)〕等多套系統(tǒng)。由于系統(tǒng)間信息互聯(lián)互通不充分，導(dǎo)致如下問題：生產(chǎn)過程中對資源制約因素?zé)o法量化或可視化；從訂單排程到生產(chǎn)制造中間有多個(gè)環(huán)節(jié)需要人工溝通，造成時(shí)間上的浪費(fèi)和信息的不對稱；生產(chǎn)過程中的異常，上層系統(tǒng)無法做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致異常停線時(shí)間超預(yù)期；物料信息不匹配，無法支持智能拉料；上游供貨信息與生產(chǎn)信息不對稱，間接導(dǎo)致提前備料，增加庫存本錢等?！财脚_：://cosmoplat/#/dashboard〕案例來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書，2021.四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景及案例應(yīng)用案例：海爾工廠依托COSMOPlat平臺實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程優(yōu)化2、工程方案：1〕、工廠數(shù)據(jù)互通互聯(lián)。為了實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的信息共享能力，提高生產(chǎn)效率，降低庫存本錢，海爾集團(tuán)啟動(dòng)了COSMO-IM工程，打造適應(yīng)大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的MES系統(tǒng)，通過COSMO-IM平臺整合生產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)，如PLM、ERP、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))等。基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合與集成，完成了制造端統(tǒng)一的業(yè)務(wù)處理，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。〔平臺：://cosmoplat/#/dashboard〕2〕、物料智能管理。COSMO-IM集成SRM(供給商關(guān)系管理)、WMS、HMQM〔來料質(zhì)檢〕、GVS〔收貨〕等系統(tǒng)，通過對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)打通以及業(yè)務(wù)流程整合，由以前的外部物流集中入廠，改變?yōu)楫?dāng)前基于生產(chǎn)方案安排外部物流有序進(jìn)廠。四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景及案例應(yīng)用案例：海爾工廠依托COSMOPlat平臺實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程優(yōu)化2、工程方案：3〕、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化。一方面對各互聯(lián)工廠的生產(chǎn)執(zhí)行情況實(shí)時(shí)掌握，實(shí)現(xiàn)全面的可視化，到達(dá)對內(nèi)可以滿足集團(tuán)、工廠及各職能部門管理需求，對外可以滿足用戶個(gè)性化定制的訂單全過程追蹤；另一方面通過設(shè)備報(bào)警和預(yù)警顯示，并對報(bào)警的問題閉環(huán)處理，實(shí)現(xiàn)快速排故及設(shè)備預(yù)測性檢修。〔平臺：://cosmoplat/#/dashboard〕4〕、生產(chǎn)質(zhì)量追溯。通過對質(zhì)量影響因素識別與關(guān)聯(lián)分析，以及對集團(tuán)級質(zhì)量控制和過程的追溯，對質(zhì)量狀況、質(zhì)量問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，使訂單合格率在原有根底上進(jìn)一步提高。四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景及案例應(yīng)用案例：海爾工廠依托COSMOPlat平臺實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程優(yōu)化3