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1、,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,切 纪 世 nu 吨，-,m一l,n,末,己,世 8中 唱-,/,蒸汽机,复 杂 程 4.0 I度,Industry 4.0 德国高科技战略计划首位,工业,3.0,广泛应用,业革命2.0,业革命 1.0 时间,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,国,基于物联网与服务的智能 环境发展过程 嵌入式计算机,智能化环境,中央计算机,乱 户 算 何 44 A A卜多 唱且,I,/,1941,阳流,1960,nu -,b一厂,hu一工,一能 时一智,品，,PC,智能手机 ! 智能卡,9000的计算机 都是嵌入式,I?,.,.,1个计算机: 1个用户,多个计算机: 1个用户
2、,1980,2000,2020,阳叫 ，雪白,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,国 Industry 4.0 高精度高品质多晶种小 批量的智能产品,PRb白EfaurH斟国) 智能工厂位于城市 的城市生产,绿色生产 :清洁、资源 利用率高的可持续发展,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,Industry 4.0 德国高科技战略计划首位,工业4. 0,研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术,部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公 司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并己上升 为国家级战略 。德国联邦政府投入达 2亿欧元 。 Fraunhofer :acatech NATIONAl
3、 ACADEMY OF SCIENCE ANO ENGINEERINC,4.1 工业4.0,j,物流沙龙,从智慧工厂到智能生严,Industry 4.0一一德国高科技战略计划 两大主题: 智慧工厂、智能生产 智慧工厂 口重点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 口主要涉及整个企业的 生产物流管理、人机互动、3D打 印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等,工业4.0,j,物流沙龙,从智慧工厂到智能生严,Industry 4.0一一德国高科技战略计划,产品: 集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息 设施:
4、由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理: 能够根据当前的状况灵活决定生产过程,工业4.0,阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂的架构 基于物联网和服务互联网 服务互联网,智能物料,智能产品,APP平 台,APP平 台,信息物理生产系统 物联网,jhvz,。f，。咱c:hur咱,配阳 tnJm,工业4.0,阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂的流程 一-基于云安全网络 N 工厂 1,智能物料,，/机床间通信 、,、,智能产品,面向机床的APP平台 信息物理生产系统,j物流沙龙,。f，。咱c:hur咱,配阳
5、 tnJm,云安全网络,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,E智,工厂的布局,一-面向服务的工厂系统布局,Service Library 服务库,。o。0,。,80。,晶-。Reso,Enterpl晤-,町c.Planning,MES,硬件无关 抽象服务,o血 .0,ERP,ManufacturI啕,880自。,Exec:ut白n Systom, Field Layer 现场层,- -,硬件相关 设备控制,Sensor-Servlce,Valve志ervlce,Pump-Servlce . ._-他,Control-Servlce,Communlcation-SeNlce,，.,_: .-,_.
6、 ._-.- ._-.,-.-.-. . .,-_ - - ._-,_-一,J.-.E,/，,/,五丁,萨 QC:hur现ISZ阳ltnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,工业4.0,j,。f，。咱c:hur咱配阳 tnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,物流沙龙,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂的车间,基于无线、,RFID、传感器和服务的架构,工业4.0,。f，。咱c:hur咱配-阳 tnJm,j,物流沙龙,阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,从智慧工厂到智能生严,工业4.0下的产晶特点 一-集成了信息存储、传感、无线通信功能,产品是信息载
7、体 口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,中间 产品是一个agent 口产品会影响其所在环境,产品具有自监测功能 口产品会对其自身状态和环境进行监测,我生产于2010 E 年4月30 日，5 月3日出厂,已经打开2分 钟了，请盖上,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0下的数据挖据与知识发现 一-大数据,制造业存储了超过其他工业部门的数据 从2010年以来新产品数据达到接近 2艾字节 口仪器仪表产品 口供应链管理系统 口产品全生命周期系统,(216 ),/，,。f，。咱c:hur咱配阳 tnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,/,工业4.0,从智慧
8、工厂到智能生严,工业4.0下的多模式交互,之重.D巳 曰曰,/，,/, 多模式交互 ，,图形/视觉,手势,、d JI， 面部表情 身体语言,。f，。咱c:hur咱配阳 tnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,肢体动作,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统,基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具,基于肢体动作的物理 辅助 也一一一一一一J,移动式个性化自适应 的辅助导航系统,基于位置的维护和规 划辅助工具 也-,多模式的人机交互,基于虚拟现实/增强 现实的复杂工作流程,-!I,F一 辅助管理工具J,j,。f，。咱c:hur咱配阳 tn
9、Jm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,物流沙龙,工业4.0,j,。f，。咱c:hur咱配阳 tnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,物流沙龙,从智慧工厂到智能生严,面向智慧工厂的 APP 商店 下载量身定制的用户界面,M120,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,面向智慧工厂的室内精确定位,/，,。f，。咱c:hur咱配阳 tnJm 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,/,工业4.0,f，。咱c:hur咱配阳ltrum 阳， KOnauleho M幢幢gu Gmllf,/,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂中的增强现实技术,工业环境,佩戴谷歌眼镜的
10、工人,工具,.，.，四翩翩,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂中的机器人技术 机器人不再被固定在 安全工作地点而是与人一起协同工作 今天 明天,._.,/,国 新一代轻量化，灵活的机器人与人类在智能工厂一起协,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,智慧工厂中的智能装配 DFKI 研发的抽象产品记忆系统用于自适应抓取和智能产品装配 -. 在头部安装立体 相机，在手臂 靠 近物体的地方安 装拍摄像头,机器人利用左手内部天线从产品内存中读 取尺寸、重量和加持点，同时机器人能够 从信息物理系统中获得产品装,/，,/,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0 自动化.信息物理系统 (CPS),信
11、息物理系统,(CyberPhysicalSystem ，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。,(KarlHenrikJohansson ，2011),以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂，或者数 字化工厂,.,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0 自动化，信息物理系统,(C
12、PS),务,算法,云,文档 三维模型 工艺数据 ,物理 对,.禽l,CPS系统触发了工业自动化模式转变,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0 自动化.信息物理系统 物联网 经济文化,(CPS), ,与所有领域相关的通用技术 (语义技术 、云计算服务平台 ),、,从智慧工厂到智能生严,工业4.0,工业4.0 自动化.信息物理系统,(CPS),通过价值链实现横向集成,. ,.,. ,. ,. ,.,.,.，.,h,王-E,HHH-叮 ha ki-.,.t,.,. .,.,. .,.,.,.,. . .,.,.,.,., .,.,. .,.,.,. . . . . .,. ,.,Servic
13、es Production Production engineering,nHHd nH,nH nH 内d,nHV,nH,nu,-,nb,HU Au,nu,v,nv,Product design and development,跨整 个价 值链 的工 程,. 1 拉沙,., ,- E .,. ,/,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0 自动化.信息物理系统,(CPS),垂直集成与网络化制造 略H飞J Sfij寸fi ，、 在明天的智慧工厂，生产结构不会是固定的，预定义的 。相 反，一组IT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
14、 和 t算算法的所有相关要求 。,J,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,j物流沙龙,工业4.0的标准规范,标准,EMMA: 多模式工业辅 助系统,工业4.0 厂,OMM: 语义产品内存 sem!FJJ，m(,也AH臼EUS,USDL: 信息物理产品系 统中的语义服务 - - ._ 句tlTHESEs,。f，。咱c:hur咱,配阳 tnJm,阳， KOnauleho,M幢幢gu Gmllf,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,智能产品案例智能化汽车,动力管理APP,驾驶员辅助 APP,智能用户界面 APP,-,F,与 J,j,物流沙龙,绿色驾驶 APP,工业4.0,j,物流沙龙,从智慧工厂到智能生严,智能产品案例波音 波音公司已经在一些领域军用民用应用信息物理系 统，从中获益匪浅 。 CPS 对于波音公司航空航天领域至关重要,4骂声 -卢,4.1 工业4.0,从智慧工厂到智能生严,德国一些企业已经开始实施 industry 4.0,，.一.，- ,- .，. . 咽 且 二主 一.,砸-9 3,TRUMPF公司,SAP公司,BOSCH公司,FESTO公司,工业4.0,从智慧工厂到智能生严,工业4.0,从智慧工厂到智能生产,f /,
