工業(yè)4.0、中國制造2025等智能制造的主要概念與發(fā)展趨勢分析.doc

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1、工業(yè)4.0、中國制造2025等智能制造的主要概念與發(fā)展趨勢分析工業(yè)4.0、中國制造2025等智能制造的主要概念與發(fā)展趨勢分析工業(yè)4.0、中國制造2025等智能制造的主要概念與發(fā)展趨勢分析　　1、智能制造　　1.1智能制造國內(nèi)外發(fā)展趨勢　　(1)德國工業(yè)4.0與美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)　　工業(yè)4.0已上升為德國的國家戰(zhàn)略。工業(yè)4.0的目標是通過充分利用信息通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)、信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，推動制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，將實體物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合、產(chǎn)品全生命周期、全制造流程數(shù)字化以及基于信息通信技術(shù)的模塊集成，形成一種高度靈活、個性化、數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)新生產(chǎn)模式?！　∶?/p>

2、國的互聯(lián)網(wǎng)以及ICT巨頭與傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)導廠商攜手推出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，GE、思科、IBM、AT&T、英特爾等80多家企業(yè)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）?！肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng)”希望借助網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的力量提升整個工業(yè)的價值創(chuàng)造能力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)旨在通過制定通用標準，打破技術(shù)壁壘，利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)工業(yè)過程，更好地促進物理世界和數(shù)字世界的融合?！　?016年3月，工業(yè)4.0平臺和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟雙方代表開始探討合作事宜。雙方就各自推出的參考架構(gòu)RAMI4.0和IIRA的互補性達成共識，形成了初始映射圖，以顯示兩種模型元素之間的直接關(guān)系；制定了未來確?；ゲ僮餍缘囊粋€清晰路線圖，其他還包括：在IIC

3、試驗臺和工業(yè)4.0試驗設(shè)施方面的合作，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中標準化、架構(gòu)和業(yè)務(wù)成果方面的合作。　　(2)中國制造2025　　我國將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定位于國家戰(zhàn)略高度。2015年國務(wù)院和工業(yè)和信息化部先后出臺了《中國制造2025》、《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動的指導意見》、《工業(yè)和信息化部關(guān)于貫徹落實的行動計劃（2015-2018年）》等一系列指導性文件，部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略，2016年政府工作報告中進一步提出要深入推進“中國制造+互聯(lián)網(wǎng)”?！　　吨袊圃?025》明確提出通過政府引導、整合資源，實施國家制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)、智能制造、工業(yè)強基、綠色制造、高端裝備創(chuàng)新5項重大工

4、程，實現(xiàn)長期制約制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)突破，提升我國制造業(yè)的整體競爭力?！　?.2智慧工廠概念模型　　智慧工廠概念首先由美國ARC顧問集團提出，智慧工廠實現(xiàn)了數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)字化產(chǎn)品制造、數(shù)字化管理生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)流程，以及綜合集成優(yōu)化的過程，可以用工程技術(shù)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈三個維度描述智慧工廠模型。智慧工廠模型如圖1所示?！　　　⌒畔⑽锢硐到y(tǒng)（CyberPhysicalSystem，CPS）是智慧工廠的核心，它深度融合了3C（計算、通信和控制）能力，在對物理設(shè)施深度感知的基礎(chǔ)上，構(gòu)建安全、可靠、高效、實時的工程系統(tǒng)。通過計算進程和物理進程實時相互反饋循環(huán)，實現(xiàn)信息世界和物理

5、世界的完全融合，從而改變?nèi)祟悩?gòu)建工程物理系統(tǒng)的方式?！　?.3智能制造體系框架　　智能制造體系由復雜的系統(tǒng)組成，其復雜性一方面來自智能機器的計算機理，另一方面則來自智能制造網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)。工業(yè)4.0給出的一種智能制造體系框架如圖2所示，主要由信息物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)、智慧工廠等組成。物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)是智慧工廠的信息技術(shù)基礎(chǔ)，在典型的工廠控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)信息集成的三層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分利用正在迅速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和服務(wù)網(wǎng)技術(shù)。　　　　●與制造生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線控制、調(diào)度、排產(chǎn)等相關(guān)的MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、PCS（過程控制系統(tǒng)）功能，通過CPS物理信息系統(tǒng)實現(xiàn)，這一層與工業(yè)物聯(lián)

6、網(wǎng)緊緊相連?！　　衽c生產(chǎn)計劃、物流、能源和經(jīng)營相關(guān)的ERP、SCR、CRM等，和產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)相關(guān)的PLM處在最上層，與服務(wù)網(wǎng)緊緊相連?！　　駨闹瞥善沸纬珊彤a(chǎn)品生命周期服務(wù)的維度，智慧工廠還需要和智慧產(chǎn)品的原材料供應(yīng)、智慧產(chǎn)品的售后服務(wù)這些環(huán)節(jié)構(gòu)成實時互聯(lián)互通的信息交換?！　　穸哂兄腔鄣脑牧瞎?yīng)和智慧產(chǎn)品的售后服務(wù)，具有充分利用服務(wù)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的功能?！　?、智能制造應(yīng)用場景和需求分析　　制造行業(yè)的生產(chǎn)流程和產(chǎn)業(yè)鏈都很復雜，以下重點分析智能制造技術(shù)典型應(yīng)用場景、智能制造網(wǎng)絡(luò)通信特點和需求、智能制造信息化應(yīng)用升級需求等?！　?.1智能制造應(yīng)用場景分析　　(1)廣域應(yīng)用場景　　主要

7、指跨域的多工廠之間的網(wǎng)絡(luò)通信和應(yīng)用，典型應(yīng)用場景包括多工廠之間的廣域網(wǎng)絡(luò)訪問和通信、協(xié)同設(shè)計、供應(yīng)鏈協(xié)作、與客戶互動、多廠間物流等。　　(2)工廠級應(yīng)用場景　　主要指工廠的生產(chǎn)管理和辦公管理應(yīng)用，典型應(yīng)用場景包括企業(yè)OA、ERP、CRM、MES等應(yīng)用系統(tǒng)，以及移動辦公/管理應(yīng)用、安全管理應(yīng)用（視頻監(jiān)控和巡檢等）、節(jié)能管理、集群通信、廠區(qū)內(nèi)智能物料配送和運輸?shù)??！　?3)現(xiàn)場級應(yīng)用場景　　主要指生產(chǎn)線現(xiàn)場的生產(chǎn)過程管理、現(xiàn)場監(jiān)控和控制等，包括智能工廠生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集及分析，實現(xiàn)生產(chǎn)過程、設(shè)備