### 智能工厂与智能制造的关键知识点
#### 第四次工业革命概述
- **工业革命1.0**：始于18世纪末，标志是蒸汽机的发明与应用。
- **工业革命2.0**：20世纪初，电力广泛应用，推动了大规模生产的发展。
- **工业革命3.0**：电子技术、信息技术(IT)与工业机器人的广泛应用。
- **工业革命4.0**：以信息物理系统(Cyber Physical Systems, CPS)为核心，强调物理世界与信息世界的深度融合。
#### 工业革命4.0——德国高科技战略计划
- **背景**：“第四次工业革命”项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部共同资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等机构的支持下形成，已成为国家级战略。
- **资金投入**：德国联邦政府为此投入高达2亿欧元的资金支持。
#### 智慧工厂与智能生产
- **智慧工厂**：侧重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。
- **智能生产**：涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术的应用。
#### 智慧工厂的核心特征
- **智能化环境**：包括嵌入式计算机、智能手机、智能卡等，其中90%的计算机采用嵌入式设计。
- **产品特性**：
- 集成动态数字存储器、感知与通信能力。
- 在供应链和生命周期中携带所需信息。
- 产品作为一个自主代理(agent)，影响其所在环境并具有自我监测功能。
- **数据挖掘与知识发现**：制造业储存了大量数据，从2010年起新产品数据接近2艾字节(2^60字节)。
- **多模式交互**：通过语音、图形/视觉、手势、眼球跟踪、面部表情等方式进行人机交互。
- **以人为中心的设计**：开发基于信息物理系统的智能工厂辅助系统，如自适应故障诊断辅助工具、物理辅助移动系统等。
- **智慧工厂的架构**：基于物联网和服务互联网，涵盖智能物料、智能产品、信息物理生产系统等多个层面。
- **智慧工厂的布局**：面向服务的工厂系统布局，实现硬件无关的抽象服务与硬件相关的设备控制。
- **智能装配技术**：例如，DFKI研发的抽象产品记忆系统，机器人通过读取产品内存中的尺寸、重量等信息，实现智能抓取和装配。
- **智能工厂的室内定位**：实现精确定位以提高工作效率。
- **增强现实技术**：通过谷歌眼镜等设备提供实时指导，优化工作流程。
- **机器人技术**：机器人不再局限于固定的作业区域，而是与人类协同工作，具备更轻量化、灵活性高的特点。
#### 信息物理系统(CPS)
- **定义**：信息物理系统是将物理过程与计算过程紧密融合的系统，通过嵌入式计算机和网络来监测和控制物理过程。
- **作用**：在第四次工业革命中扮演核心角色，支撑着智慧工厂和智能生产的实现。
智能工厂与智能制造是第四次工业革命的重要组成部分，通过高度自动化和智能化的技术手段，实现了生产效率的大幅提升和生产方式的根本变革。随着技术的不断进步，未来的智能工厂将更加高效、环保、个性化，并能够更好地满足市场需求。
