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从智慧工厂到智能生产解决方案,多品种小批t智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国一样成功经济的发展趋势 80%制造创新基于信息通信技术,通过信息通信技术实现了智惫工厂、绿色和城市生产 第四次工业革命将基于信息物理系统、物联网和互联服务,它将产生大最的大数据流,这些大数据能够被搜集和分析用于指导高效高品质生产; 基于信息物理系统的工业辅助系统能够支持、帮助和培训智慈工厂的下一代工人; 多通道增强现实系统能够允许个性化的工作流程和快速学习新产品工艺。
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工业 4.0
从智慧工厂到智能生产
以信息物理生产系统 CPPS 为模型构建智惫工厂,或者数字化工厂
信息物理系统( CybcrP.1 》, sicals 》, stcn,,CPs )强调物理过程与信息间的反馈。
2008 年美国加利福利亚大学的 Lee.E 在其技术报告《信息物理系统:设计挑战》中指
出:信息物理系统是计算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进
行监测和控制。
从自动化技术的观点看, CPS 是一种工程系统,由一个嵌入在物体中的计算和通信的内核,
以及物理环境中的结构所监测和控制。( KarlIlonrikJoh,n 、 son,2011) .
工业 4.0 自动化一信息物理系统( C P S)
建设基于物联网的能源管控平台,利用传感器网络、短距离无线通信等在内的物联网技术实时在线监测和控制能耗设施,并能根据实时的能耗信息,实现优化控制和集约化生产。
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
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基于肢体动作的物理
辅助
基于虚拟现实/增强
现实的复杂工作流程
辅助管理工具
移动式个性化自适应
的辅助导肮系统
多模式的人机交互
基于上下文的自适应
故障诊断辅助工具
基于位置的维护和规
划辅助工具
智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成,主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究
生命周期是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合。生命周期中各项活动相互关联、相互影响。不同行业的生命周期构成不尽相同。
工业 4.0 自动化 - 信息物理系统( CPS )
垂直集成与网络化制造
在明天的智慈工厂,生产结构不会是固定的,预定义的。相反,一组 lT 配置的规则将被定
义,可以根据具体情况进行工厂结构的拓扑结构配置组合,其中包括针对模型,数据,通信
和计算算法的所有相关要求。
设备层级包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等,是企业进行生产活动的物质技术基础;控制层级包括可编程逻辑控制器( PLC)、数据采集与监视控制系统(SCADA )、分布式控制系统(DCS )和现场总线控制系统(FCS )等;车间层级实现面向工厂/ 车间的生产管理,包括制造执行系统(MES )等;企业层级实现面向企业的经营管理,包括企业资源计划系统( ERP)、产品生命周期管理(PLM )、供应链管理系统(SCM )和客户关系管理系统(CRM )等;协同层级由产业链上不同企业通过互联网络共享信息实现协同研发、智能生产、精准物流和智能服务等。智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态等五层。
工业 4.0 下的产品特点
集成了信息存储、传感、无线通信功能
产品是信息载体
产品在整个完整的供应链和生命周期中都一直带有自
身信息
产品是一个 agent
产品会影响其所在环境
产品具有自监测功能
产品会对其自身状态和环境进行监测
系统集成是指通过二维码、射频识别、软件等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源。由小到大实现从智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂,乃至智能制造系统的集成。互联互通是指通过有线、无线等通信技术, 实现机器之间、机器与控制系统之间、企业之间的互联互通。信息融合是指在系统集成和通信的基础上,利用云计算、大数据等新一代信息技术,在保障信息安全的前提下,实现信息协同共享。新兴业态包括个性化定制、远程运维和工业云等服务型制造模式。
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