智能制造与工业4.0.pdf

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1、智能制造与工业智能制造与工业4.04.0郭朝晖郭朝晖20152015年年66月月1919日日目录一、智能制造的概念二、德国工业4.0三、美国工业互联网四、数字化与工业大数据五、背景及国情的影响六、中国钢铁行业的对策智能制造：总理怎么说抓住智能制造这个核心！6月15日李克强考察中核公司和工信部智能制造：部长怎么说•“工业4.0”的核心是智能制造•智能制造是“工业互联网”的主攻方向•智能制造是“中国制造2025”的主攻方向和切入点德国、美国和中国的战略何为智能？众说纷纭符号学派（计算机学派）人工智能联接学派（生理学派）行为学派（控制学派）智能制造：行为学派的逆袭控制论（Cybernetics)：在

2、动物和机器中控制和通信的科学”。数字化：计算机能理解互联网：协调、快速反应Cybernetics=》CyberSpace=》CyberPhysicalSystemCPS广泛深入地用于工业企业=》工业4.0智能制造：本质是什么人很容易做到的，机器不容易做到帮助人、代替人、超越人智能制造：具体有哪些•智能产品、智能设备•智能生产、智能研发、智能供应链。•智能单元、智能产线、智能车间、智能工厂•智能工厂、数字化车间、人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、3D打印、PLM、CRM、SRM、信息集成.......目录一、智能制造的概念二、德国工业4.0三、美国工业互联网四、数字化与工业大数据五、背景及

3、国情的影响六、中国钢铁行业的对策工业4.0，从案例说起生产线配备了三台机器人。每个零部件都有一个身份信息，机器人按设定的程序抓取特定部件并安装在车体上。这样的生产线更适合不同车型的柔性生产，按用户需求定制产品。三台机器人之间可以互相联络，如果第三台机器人感觉节奏太快，它就会告诉前两台机器人：“你们慢点，我快跟不上了。”智能产品、智能设备=>智能生产设备自主配合、定制产品工业4.0的概念工业4.0是2010年德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一。2013年4月汉诺威工业博览会期间正式推出，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。物联网和服务用于制造行业：从本质上讲，工业4.

4、0包括将CPS（Cyber-PhysicalSystem，虚拟网络-实体物理系统）一体化应用与制造业和物流行业，以及工业生产过程中实用物联网和服务技术。这将对价值创造、商业模式、下游服务和工作模式产生影响。——实施工业4.0战略的建议.引言工业4.0中的一、二、三、八1、一个核心：CPS国家战略具体落实2、双重战略：领先市场和供应商3、三个维度的集成：基本特征1、横向集成2、端到端集成具体行动3、纵向集成基础条件重点难点4、八项优先行动领域两个主题？很可能是伪命题！CPS：定义和形象的描述现实世界中的对象（零件设备..)，物理世界在虚拟空间（信息计算机）中身份的映像。CPS连接虚拟空间与现实世

5、界，使智能物体通过通信发生互CPS动，创造一个真正的网络世界。信息空间工业4.0就是全面的智能化CPS是实现智能化的手段。ABS或许是最早的CPS“模型”就是典型的CPS促成现实世界和虚拟世界的互动CPS:全貌（来源：美国加州大学伯克利分校网站）CPS：是一类控制系统CPS是一类控制系统：可能在反馈中有人的存在。CPS控制系统要求：–网络化和/或分布式，或许引入无线的传感和执行–自适应和预测–智能化–实时要求：改变设计工具、方法和信息安全CPS要求：–改善设计工具–建立和完善设计方法论•对混合系统和异构系统、网络化、可互操作性和时间同步的规范、建模、分析•通过模块化和建构、系统综合及与已

6、有的老系统建立接口，使系统规模可扩可缩、具有复杂性管理能力•验证和确认V&V–信息安全：应用领域CPS通信消费能源基础设施健康关怀工业4.0将CPS制造业全面用于工业军事机器人交通运输为什么要智能化？从伟人的争论谈起企业的成功关键在领导，而不是在管理。‘20世纪最伟大的CEO’艾尔弗雷德·斯隆管理越规范的企业，往往越不善于创新。管理学之父：彼得.德鲁克CPS的作用：从自动化到智能化•悖论：自动化程度越高，柔性越低。•智能化是自动化的高级阶段–方向：用智能解决柔性的矛盾。在工4中，“smart”，就包含灵巧、柔性的意思。–手段：智能系统是“系统之上的系统”•智能化的基础是充分的数字化–充分感知和

7、知识才能正确决策。•互联网从本质上促进了智能化–信息来源大了。CPS促进了信息互联。ＣＰＳ在工业全面应用的基础：三个维度的信息集成1、横向集成：产业链、价值网互联网+工业、云制造电商2.0、工业互联网....欧冶云商，3D打印2、端到端集成：研发到服务研发与服务的智能化PLM、IPD、EVI3、纵向集成：L1-L4灵活组合的智能化制造体系。本质是跨层的信息互动。质量动态控制、智能调度信息集成的故事