智能制造與工業(yè)4.0.pdf

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1、智能制造與工業(yè)智能制造與工業(yè)4.04.0郭朝暉郭朝暉20152015年年66月月1919日日目錄一、智能制造的概念二、德國(guó)工業(yè)4.0三、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四、數(shù)字化與工業(yè)大數(shù)據(jù)五、背景及國(guó)情的影響六、中國(guó)鋼鐵行業(yè)的對(duì)策智能制造：總理怎么說(shuō)抓住智能制造這個(gè)核心！6月15日李克強(qiáng)考察中核公司和工信部智能制造：部長(zhǎng)怎么說(shuō)?“工業(yè)4.0”的核心是智能制造?智能制造是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的主攻方向?智能制造是“中國(guó)制造2025”的主攻方向和切入點(diǎn)德國(guó)、美國(guó)和中國(guó)的戰(zhàn)略何為智能？眾說(shuō)紛紜符號(hào)學(xué)派（計(jì)算機(jī)學(xué)派）人工智能聯(lián)接學(xué)派（生理學(xué)派）行為學(xué)派（控制學(xué)派）智能制造：行為學(xué)派的逆襲控制論（Cybernetics)：在

2、動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”。數(shù)字化：計(jì)算機(jī)能理解互聯(lián)網(wǎng)：協(xié)調(diào)、快速反應(yīng)Cybernetics=》CyberSpace=》CyberPhysicalSystemCPS廣泛深入地用于工業(yè)企業(yè)=》工業(yè)4.0智能制造：本質(zhì)是什么人很容易做到的，機(jī)器不容易做到幫助人、代替人、超越人智能制造：具體有哪些?智能產(chǎn)品、智能設(shè)備?智能生產(chǎn)、智能研發(fā)、智能供應(yīng)鏈。?智能單元、智能產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)?智能工廠(chǎng)、數(shù)字化車(chē)間、人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理、3D打印、PLM、CRM、SRM、信息集成.......目錄一、智能制造的概念二、德國(guó)工業(yè)4.0三、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四、數(shù)字化與工業(yè)大數(shù)據(jù)五、背景及

3、國(guó)情的影響六、中國(guó)鋼鐵行業(yè)的對(duì)策工業(yè)4.0，從案例說(shuō)起生產(chǎn)線(xiàn)配備了三臺(tái)機(jī)器人。每個(gè)零部件都有一個(gè)身份信息，機(jī)器人按設(shè)定的程序抓取特定部件并安裝在車(chē)體上。這樣的生產(chǎn)線(xiàn)更適合不同車(chē)型的柔性生產(chǎn)，按用戶(hù)需求定制產(chǎn)品。三臺(tái)機(jī)器人之間可以互相聯(lián)絡(luò)，如果第三臺(tái)機(jī)器人感覺(jué)節(jié)奏太快，它就會(huì)告訴前兩臺(tái)機(jī)器人：“你們慢點(diǎn)，我快跟不上了?！敝悄墚a(chǎn)品、智能設(shè)備=>智能生產(chǎn)設(shè)備自主配合、定制產(chǎn)品工業(yè)4.0的概念工業(yè)4.0是2010年德國(guó)政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來(lái)項(xiàng)目之一。2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)期間正式推出，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)用于制造行業(yè)：從本質(zhì)上講，工業(yè)4.

4、0包括將CPS（Cyber-PhysicalSystem，虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體物理系統(tǒng)）一體化應(yīng)用與制造業(yè)和物流行業(yè)，以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)用物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)技術(shù)。這將對(duì)價(jià)值創(chuàng)造、商業(yè)模式、下游服務(wù)和工作模式產(chǎn)生影響。——實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議.引言工業(yè)4.0中的一、二、三、八1、一個(gè)核心：CPS國(guó)家戰(zhàn)略具體落實(shí)2、雙重戰(zhàn)略：領(lǐng)先市場(chǎng)和供應(yīng)商3、三個(gè)維度的集成：基本特征1、橫向集成2、端到端集成具體行動(dòng)3、縱向集成基礎(chǔ)條件重點(diǎn)難點(diǎn)4、八項(xiàng)優(yōu)先行動(dòng)領(lǐng)域兩個(gè)主題？很可能是偽命題！CPS：定義和形象的描述現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象（零件設(shè)備..)，物理世界在虛擬空間（信息計(jì)算機(jī)）中身份的映像。CPS連接虛擬空間與現(xiàn)實(shí)世

5、界，使智能物體通過(guò)通信發(fā)生互CPS動(dòng)，創(chuàng)造一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)世界。信息空間工業(yè)4.0就是全面的智能化CPS是實(shí)現(xiàn)智能化的手段。ABS或許是最早的CPS“模型”就是典型的CPS促成現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的互動(dòng)CPS:全貌（來(lái)源：美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校網(wǎng)站）CPS：是一類(lèi)控制系統(tǒng)?CPS是一類(lèi)控制系統(tǒng)：可能在反饋中有人的存在。?CPS控制系統(tǒng)要求：–網(wǎng)絡(luò)化和/或分布式，或許引入無(wú)線(xiàn)的傳感和執(zhí)行–自適應(yīng)和預(yù)測(cè)–智能化–實(shí)時(shí)要求：改變?cè)O(shè)計(jì)工具、方法和信息安全?CPS要求：–改善設(shè)計(jì)工具–建立和完善設(shè)計(jì)方法論?對(duì)混合系統(tǒng)和異構(gòu)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化、可互操作性和時(shí)間同步的規(guī)范、建模、分析?通過(guò)模塊化和建構(gòu)、系統(tǒng)綜合及與已

6、有的老系統(tǒng)建立接口，使系統(tǒng)規(guī)?？蓴U(kuò)可縮、具有復(fù)雜性管理能力?驗(yàn)證和確認(rèn)V&V–信息安全：應(yīng)用領(lǐng)域CPS通信消費(fèi)能源基礎(chǔ)設(shè)施健康關(guān)懷工業(yè)4.0將CPS制造業(yè)全面用于工業(yè)軍事機(jī)器人交通運(yùn)輸為什么要智能化？從偉人的爭(zhēng)論談起企業(yè)的成功關(guān)鍵在領(lǐng)導(dǎo)，而不是在管理。‘20世紀(jì)最偉大的CEO’艾爾弗雷德·斯隆管理越規(guī)范的企業(yè)，往往越不善于創(chuàng)新。管理學(xué)之父：彼得.德魯克CPS的作用：從自動(dòng)化到智能化?悖論：自動(dòng)化程度越高，柔性越低。?智能化是自動(dòng)化的高級(jí)階段–方向：用智能解決柔性的矛盾。在工4中，“smart”，就包含靈巧、柔性的意思。–手段：智能系統(tǒng)是“系統(tǒng)之上的系統(tǒng)”?智能化的基礎(chǔ)是充分的數(shù)字化–充分感知和

7、知識(shí)才能正確決策。?互聯(lián)網(wǎng)從本質(zhì)上促進(jìn)了智能化–信息來(lái)源大了。CPS促進(jìn)了信息互聯(lián)。ＣＰＳ在工業(yè)全面應(yīng)用的基礎(chǔ)：三個(gè)維度的信息集成1、橫向集成：產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)、云制造電商2.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)....歐冶云商，3D打印2、端到端集成：研發(fā)到服務(wù)研發(fā)與服務(wù)的智能化PLM、IPD、EVI3、縱向集成：L1-L4靈活組合的智能化制造體系。本質(zhì)是跨層的信息互動(dòng)。質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制、智能調(diào)度信息集成的故事