智能制造支撐系統介紹
2022-9-15新聞
導讀
INTRODUCTION
本文引自:《智能制造概論》,已由清華大(dà)學出版社出版。作者:中國工程院李培根院士、華中科技大(dà)學高(gāo)亮教授。
本書(shū)配套有405頁完整課件,可(kě)提供給大(dà)家下(xià)載學習(xí)。
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工業互聯網
工業互聯網是鏈接工業全系統、全産業鏈、全價值鏈,支撐工業智能化(huà)發展的(de)關鍵信息基礎設施,是新一代信息技術與制造業深度融合所形成的(de)新興業态和(hé)應用(yòng)模式,是互聯網從消費領域向生産領域、從虛拟經濟向實體經濟延伸拓展的(de)核心載體,是智能制造的(de)重要支撐技術和(hé)系統。
“工業互聯網”最早由通(tōng)用(yòng)電氣于2012年提出,随後美(měi)國五家行業龍頭企業(AT&T、思科、通(tōng)用(yòng)電氣、IBM和(hé)英特爾)聯手組建了(le)工業互聯網聯盟(Industrial Internet Alliance, IIC),對(duì)其進行推廣和(hé)應用(yòng)。工業互聯網的(de)核心是通(tōng)過工業互聯網平台把原料、設備、生産線、工廠、工程師、供應商、産品和(hé)客戶等工業全要素緊密地連接和(hé)融合起來(lái),形成跨設備、跨系統、跨企業、跨區(qū)域、跨行業的(de)互聯互通(tōng),從而提高(gāo)整體效率。它可(kě)以幫助制造業拉長(cháng)産業鏈,推動整個(gè)制造過程和(hé)服務體系的(de)智能化(huà)。還(hái)有利于推動制造業融通(tōng)發展,實現制造業和(hé)服務業之間的(de)緊密交互和(hé)跨越發展,使工業經濟各種要素和(hé)資源實現高(gāo)效共享。
作爲工業智能化(huà)發展的(de)重要基礎設施,工業互聯網的(de)本質就是使得(de)工業能形成基于全面互聯的(de)數據驅動智能,在這(zhè)個(gè)過程中,工業互聯網能構建出面向工業智能化(huà)發展的(de)三大(dà)優化(huà)閉環:
(1)面向機器設備/産線運行優化(huà)的(de)閉環,核心是通(tōng)過對(duì)設備/産線運行數據、生産環節數據的(de)實時(shí)感知和(hé)邊緣計算(suàn),實現機器設備/産線的(de)動态優化(huà)調整,構建智能機器和(hé)柔性産線;
(2)面向生産運營優化(huà)的(de)閉環,核心是通(tōng)過對(duì)信息系統數據、制造執行系統數據、控制系統數據的(de)集成融合處理(lǐ)和(hé)大(dà)數據建模分(fēn)析,實現生産運營的(de)動态優化(huà)調整,形成各種場(chǎng)景下(xià)的(de)智能生産模式;
(3)面向企業協同、用(yòng)戶交互與産品服務優化(huà)的(de)閉環,核心是通(tōng)過對(duì)供應鏈數據、用(yòng)戶需求數據、産品服務數據的(de)綜合集成與分(fēn)析,實現企業資源組織和(hé)商業活動的(de)創新,形成網絡化(huà)協同、個(gè)性化(huà)定制、服務化(huà)延伸等新模式。
工業互聯網對(duì)現代工業的(de)生産系統和(hé)商業系統均産生了(le)重大(dà)變革性影(yǐng)響。基于工業視角:工業互聯網實現了(le)工業體系的(de)模式變革和(hé)各個(gè)層級的(de)運行優化(huà),如實時(shí)監測、精準控制、數據集成、運營優化(huà)、供應鏈協同、個(gè)性定制、需求匹配、服務增值等;基于互聯網視角:工業互聯網實現了(le)從營銷、服務、設計環節的(de)互聯網新模式新業态帶動生産組織和(hé)制造模式的(de)智能化(huà)變革,如精準營銷、個(gè)性定制、智能服務、衆包衆創、協同設計、協同制造、柔性制造等。
5G技術
智能制造具有自我感知、自我預測、智能匹配和(hé)自主決策等功能。爲實現這(zhè)些功能,制造過程中的(de)數據通(tōng)信面臨嚴峻挑戰,包括設備高(gāo)連接密度、低功耗、通(tōng)信質量的(de)高(gāo)可(kě)靠性、超低延遲、高(gāo)傳輸速率等。5G作爲一種先進通(tōng)信技術,具有更低的(de)延遲、更高(gāo)的(de)傳輸速率,以及無處不在的(de)連接等特點,可(kě)有效應對(duì)上述挑戰。
5G技術使得(de)無線技術應用(yòng)于現場(chǎng)設備實時(shí)控制、遠(yuǎn)程維護及操控、工業高(gāo)清圖像處理(lǐ)等工業應用(yòng)新領域成爲可(kě)能,同時(shí)也(yě)爲未來(lái)柔性産線、柔性車間奠定了(le)基礎。由于具有媲美(měi)光(guāng)纖的(de)傳輸速率、萬物(wù)互聯的(de)泛在連接特性和(hé)接近工業總線的(de)實時(shí)能力,5G技術正逐步向智能制造滲透,開啓工業領域無線發展的(de)未來(lái)。伴随智能制造的(de)發展,5G技術将廣泛深入地應用(yòng)于智能制造的(de)各個(gè)領域。5G+智能制造的(de)總體架構主要包括4個(gè)層面:數據層、網絡層、平台層和(hé)應用(yòng)層,如圖所示。
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