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1、,智 能 制 造 新 模 式 及 其 应 用 工业互联网（物联网）及其应用,报 告 主 题 的 任 务,工业互联网（物联网）及其应用 物联网定义、特征、系统及其发展概况，基于物联网的传感检测技术与系统及其在智能制造中的应用，工业互联网发展状况及关键问题、工业互联网主要应用场景和案例。,0 前 言,当今时代，全球新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，信息通信技术以前所未有的速度转化为现实生产力，深刻改变着全球经济格局、利益格局、安全格局。物联网作为信息通信技术的典型代表，在全球范围内呈现加速发展的态势。不同行业和不同类型的物联网应用的普及和逐渐成熟推动物联网的发展进入万物互联的新时代，可穿戴设备
2、、智能家电、自动驾驶汽车、智能机器人等，数以百亿计的新设备将接入网络，预计到2020年全球联网设备数量将达到260亿个。（数据来源：Gartner）,主题,物联网概述,物联网在智能制造中应用,工业互联网内涵及发展,总结,工业互联网应用场景及案例,Overview of Internet of things,Application of IoT in intelligent manufacturing,Connotation and development of industrial Internet,Scenarios and case of industrial Internet,Summa
3、ry,一、物 联 网 概 述,The Internet of Things,一、物 联 网 概 述,物联网概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，早期的物联网是指依托射频识别（RFID）技术和设备，按约定的通信协议与互联网相结合，使物品信息实现智能化识别和管理，实现物品信息互联而形成的网络。,ITU Internet reports 2005：通过二维码识读设备、RFID装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。,一、物 联 网 概 述,European: IoT
4、 strategic research roadmap（2009）：物联网是未来网络的整合部分，它是以标准、互通的通信协议为基础，具有自我配置能力的全球性动态网络设施，在这个网络中，所有实质和虚拟的物品都有特定的编码和物理特性，通过智能接口无缝链接，实现信息共享。,物联网白皮书（2011）：物联网是通信网络、互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术和智能装置对物理世界进行感知识别、智能监控，通过网络传输互联，进行数据计算、处理、知识挖掘和分析决策，实现物与物、人与物、人与人信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。,一、物 联 网 概 述,狭义上的物联网是指物品到物
5、品连接的网络，实现物品的智能化识别和管理。,广义上的物联网则是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界。,一、物 联 网 概 述,物联网网络参考架构,物联网网络架构（图片来源：工信院，2011）,一、物 联 网 概 述,感知层是物联网全面感知的基础,物联网感知层,RFID标签和读写器 M2M终端和传感器 传感器网络和网关,感知层实现方式,摄像头和监控 GPS/北斗定位授时 智能家居网关,感知层作用,感知层突破方向,标识物体 采集和捕获信息
6、,更敏感和更全面的感知能力 解决低功耗的问题 解决小型化和低成本问题,RFID读写,智能家居网关,M2M终端,传感器网络,摄像头,GPS/北斗,传感器 网关,无线 & 有线,一、物 联 网 概 述,网络层是物联网无处不在的前提,物联网网络层,接入网：无线/光纤各种类型的接入形式 核心网：统一IP协议上的大带宽的可靠网络 业务支撑平台：业务统一管理部署和运营支撑,网络层主要层次,网络层作用,网络层突破方向,连接感知层和应用层 随时随地的连接实现 当前最成熟的部分,扩展规模，以实现无处不在 业务可扩展的管理运营能力 简化结构，上下层面融合,ONU,接入网络 无线接入：2G/3G/LTE/WLAN/
7、WiMax 有线接入：光纤（PON）和铜线（xDSL） 汇集承载：IP化传输网络（PTN/CE）,核心网络&业务网关 统一IP协议的高效率的核心网络/设备/接口 针对海量流量和高可靠性要求的拓扑和机制 边缘业务控制实现业务感知、控制和策略转发,CPE,业务平台,鉴权平台,计费平台,经营分析平台,业务支撑平台 提供终端和业务的通道和联动控制逻辑 实现不同终端和业务统一管理、部署和扩展 针对客户提供用户自定义业务环境和接口,一、物 联 网 概 述,应用层是物联网智能处理的核心,物联网应用层,智能家居 智能交通 智能城管,应用层主要应用方向,应用层作用,应用层突破方向,信息技术与行业专业技术结合 实
8、现广泛智能化应用的解决方案集合,信息技术与行业的深度融合 信息的社会化共享和安全保障 基于云计算的应用整体架构,智能电力 智能医疗 智能通信服务,云计算资源,云计算业务,计算能力,存储能力,SaaS,PaaS,IaaS,云计算的意义 适应业务量增长不确定性的弹性架构体系 适应海量数据计算和存储的低成本曲线的架构 适应开放式的应用提供和部署环境 IT架构和商业模式转变的关键,智能家居,智能电力,智能交通,智能医疗,智能城管,智能通信服务,六大热点涵盖了主要应用集和投资方向,一、物 联 网 概 述,物联网系统技术体系,物联网技术体系（图片来源：工信院，2011）,标准化！,1、感知关键技术 2、网
9、络通信关键技术 3、应用关键技术 4、共性技术 5、支撑技术,一、物 联 网 概 述,物联网发展的演进路线,信息汇聚,协同感知,泛在聚合,主要特征 泛在的感知服务将海量信息进行聚合，产生出新的有应用价值的信息，即物联网广泛应用于各个领域，实现任何人、任何物体、任何时间、任何地点的互联互通，引发新的应用和服务模式。 关键技术 信息聚合理论、模糊控制技术、泛在异构网络、人工智能、仿生传感器、纳米材料、生物芯片等。,主要特征 将分布于多区域的、利用多种感知技术手段所采集信息进行汇聚，通过通信网络将感知信息汇聚到业务应用系统，集中进行信息的处理与共享，并提供信息应用服务。 关键技术 传感器设计与实现、
10、短距离无线传输技术、低功耗技术、电磁兼容技术等，以实现相关信息采集、汇聚设备的小型化、低功耗、低成本、国产化和绿色环保。,主要特征 以事件、任务和目标为驱动进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，系统具备分布式、跨层次、自学习的协同处理能力，提供智能、精确的多元化信息服务。 关键技术 任务驱动的大规模自治组网技术、上下文感知技术、移动通信网络与无线传感器网络无缝融合技术、海量信息处理技术等。,一、物 联 网 概 述,物联网是信息社会发展的必然趋势,2010 我国将物联网写入政府工作报告,2009 欧盟发布物联网战略研究路线图,一、物 联 网 概 述,IBM公布了“智慧地球（Smart Plan
11、et）”战略，并得到美国政府的大力扶持,奥巴马签署生效的经济复苏和再投资法案，提出通过能源、科技、医疗等多方面鼓励物联网技术的发展,2005,美国国防部将“智能尘埃（Smart Dust）”项目正式列为重点发项目,2011,美国政府先后发布了先进制造伙伴计划、创新伙伴计划，将CPS列为扶持重点,2012,“美国制造业复兴计划”，提出制造业复兴战略，数字制造、大数据等先进制造技术以及下一代宽带网络将成为美国制造业复兴的重点,美国逐步将物联网的发展和重塑美国制造优势计划结合以期重新占领制造业制高点！,一、物 联 网 概 述,2005,2010,2013,欧盟委员会公布了I2010-Initiati
12、ve，注重ICT的创新和研发投入及其对国民经济发展的影响,启动了欧盟第七框架计划（FP7），重点推进ICT技术发展，并设立了IoT-A、IoT6等一系列项目对物联网相关领域进行探索研究,欧盟发布了世界第一个物联网发展战略欧盟物联网行动计划,以及物联网战略研究路线图,欧盟委员会推出数字议程（Digital Agenda）五年行动计划，并作为欧盟2020战略七项核心举措之一,欧盟通过了“地平线2020”科研计划，物联网的研发重点集中在传感器、架构、标识、语义互操作等方面,欧盟建立了相对完善的物联网政策体系，积极推动物联网技术研发！,一、物 联 网 概 述,国务院关于加快培育和发展战略新兴产业的决定
13、，将物联网提升到国家战略高度,工业和信息化部制定了物联网“十二五”发展规划，到2015年我国要初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局,2006,国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年），将无线传感器网络列为我国科技发展的“重大专项”和“前沿领域”,2013,国务院发布关于推进物联网有序健康发展的指导意见，同时成立物联网发展专家咨询委员会,2014,与欧盟共同签订中欧物联网架构共同申明以及中欧物联网标识白皮书,二、物 联 网 在 智 能 制 造 中 应 用,工艺参数,物料流程,模具识别,动态排程,质量记录,工时记录,应用需求： 工序转换、工时统计
14、 刀具/磨具/夹具管理 产品状态质量在线监测 设备状态监测与节能,应用1 制造过程监控与管理,预期效果：生产周期缩短45%，减少导致生产误操作80，减低运营成本13 25。,二、物 联 网 在 智 能 制 造 中 应 用,应用2 智能物流,预期效果：减少盗窃损失40%50%；提高送货速度10%；货车车辆自动调度，节省人力成本约52%，减少车辆拥堵18%。,应用需求： 提高物流流通效率， 降低库存 特殊贮藏要求的货品在线监测与防伪 物流货品及时跟踪,三、工 业 互 联 网 内 涵 及 发 展,“物联网”和“互联网”到底有什么区别？,“物联网”是在“互联网”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种概念。互联网着重信息的互联互通和共享，解决的是人与人的信息沟通问题；物联网则是通过人与人、人与物、物与物的相联，解决的是信息化的智能管理和决策控制问题。,“物联网”和“工业互(物)联网”是什么关系？,工业互(物)联网是物联网在工业领域中应用，但是又不仅仅等同于“工业+互联网”如此简单。,首先工业控制系统为工业互(物)联网的互联互通奠定基础，其次工
