智能制造物联网及应用实例

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1、§智能制造物联网及应用实例文程良伦王涛肖红王卓薇王建华刘军制造物联网技术通过构建物联网络优化调度制造业全流程，实现制造物理过程与信息系统的深度融合，从而催生先进的制造业生产模式，增加产品附加值、加速转型升级、降低生产成本、减少能源消耗，推动制造业向全球化、信息化、智能化、绿色化方向发展。高科技与产业化月刊技术前沿目前传统制造业正面临劳动力成本务的体系框架，李伯虎院士提出的过高、、生产效率偏低、原材料利用率低完整的云制造服务系统和云制造技术体能耗较大、服务水平相对落后等严峻挑系以及西北工业大学的张映锋等提出的战，严重影响制造企业的市场竞争力和基于物

2、联技术制造执行系统体系构架等影响力。给本文制造物联体系架构的构建具有很作为制造业信息化的一种新兴技术，好的借鉴价值。一制造物联技术是现代制造工业中出现一我们面向制造全流程提出了种集种新型的制造模式和信息服务模式的技可靠感知、实时传输、普适计算、精准控术一体的复杂过程制造物联，它能够催生先进的制造业生产模式，制、可信服务为、加速转型升级增加产品附加值、降低网体系架构，实现制造全流程多源对象、减少能源消耗、、、生产生产成本，推动制造业（人装备物料过程、产品、服务）向全球化、信息化、智能化、绿色化方的自动动态获取；异构多跳网络动态制造向发展。信息的可靠

3、传输；大规模多源动态数据流制造物联网技术也是增强企业自主海量智能处理；制造业生产全流程精准控创新能力，提升企业经营管理和服务水制；面向多样性应用需求的可信高效服务，平的重要途径，能促进制造业由生产型最终达到多目标过程优化与系统节能。该制造向服务型制造转变，为企业抢占价体系架构将对于物联网在制造领域的应用值链高端提供了重要的技术支撑，极大具有重要的借鉴价值。地增强了企业的竞争力。当前，针对制造物联网体系架构的研制造物联闻体系结构模型“物制造物联网的核心究还处于起步阶段欧盟框架下的目标是实现各种”、互通联网和未来互联网企业系统项目制造资源物物互感，实

4、现实时数、和都与制造物联相据的获取、过程状态的精确跟踪，并在关。其中致力于开发制造业科学决策支持下实现生产过程优化管理中基于物联网的应用，其体系结构主要关和生产服务过程的在线实时监控。基于注制造业物联网的自配置机制一。上述目标，我们提出并设计了种如图国内也有学者做了相关研究，国防所示的智能制造物联网的体系架构，该一科技大学的王小乐等提出了种面向服体系架构主要由可靠感知层、实时传输年月号总第期—层、普适计算层、精准控制层、以及可■制造资源实时监控生产任务动；调度物料优七配送服务上‘—一服务层五部分组成，从而实现制造业“制造过程监描办同加工质量实时监

5、控诊断累统集成物理过程与信息过程的深度融合。善元数据关复杂事件检测海量多源数据制造信息共享出一胃—多可靠感知层与处合■计算—±—：—‘可靠感知层通过—、传感器等右角■“《㈣多源感知技术，针对制造全流程中人、网考制实时舊醫物料、生产设备、生产工艺过程、产品传输及“月务等繁杂对象’头现杂制过员工托盘（感器物物互联与互感‘人程多源数据的实时、精确和可靠获取。疋口制造工业复杂环境中存在多障碍物、°服高温高湿一造过程示意图、强酸强碱、强震动和强电磁个典型的复杂物理过程工业制对干扰等因素，以及快速变化的生产环境、非定向动态流动制造资源禾口繁杂的感矢口对象等特

6、性，给多源数据的可靠性与完赛备性获取造成很大麵难，主要表现在：’“感知数据不可靠：感知节点本身工作稳定性容易受工业制造电磁干扰、金属介质等环境影响，同时，多源干扰导致人二物料设备产品生产过程物物互联与互感较大的信翻声造成咖觀失韵，不可用；感知对象难以有效覆盖：生产过程中各种制造资源快速流动同时，节点感知能力受外部动态混杂环境影响；感知数据类型多样且难以统一描述：的动态变化等非确定性过程的实时感知与人、物料、设备、生产工艺过程、产与动态跟踪并确保制造全流程多源数，品等相关的感知数据类型多样多源异据采集的准确性与完备性要求。，构感知数据缺乏统一描述。

7、通过面向动态非确定性过程的多节针对工业制造环境典型特征，我们点协同感知与调度优化机制，构建多源通过配置覆盖制造全流程的各种类型高异构感知数据的统一描述模型与方法，性能感知节点，实现动态快速流动的人、为制造过程精准控制与信息服务提供数物料、在制品、产品的全流程实时识别、据基础。跟踪与定位，生产设备工况缓变与突变、实时传输层以及生产过程加工工艺参数与生产环境实时传输层以具有动态快速自行组高科技与产业化月刊技术前沿网特性的大尺度无线多跳网络作为主要同时无线网络需利用多跳传输策略保证网数据传输网络，并与工业现场总线与工络的灵活、高效、低成本部署；动态业以

8、太网等现有网络实现互连融合，支变化拓扑：无线网络中多源干扰导致信道持繁杂动态制造资源的随时随地泛在接可靠性动态变化、，而信道条件不稳定节