邵新宇-物联网技术及其在制造领域中的应用52.pdf

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1、第五届（2010）中国MES年会物联网技术及其在制造领域中的应用邵新宇教授、博导华中科技大学副校长2010年12月16日提纲一、制造技术的发展趋势二、物联网技术发展现状三、物联网在制造业中的应用四、相关研究基础五、结束语1全球制造环境变化趋势•以技术为中心→以人为中心•制造战略从规模经济转向快速响应市场和技术创新•大批量生产转变为根据客户要•制造业跨国公司普遍化个性化求进行定制生产•资源配置和市场销售全球化•跨国转移、跨国购并加剧•技术研究与开发全球化合作•信息网络技术的广泛运用•“绿色环保”是制制造环境造企业的责任变化趋势•欧盟指令已于2006年生效，我国《电子全球化绿色

2、化信息产品污染控制管理办法》正式施行•信息化成为制造业节能减排主要手段制造需求制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等。应、节能减排环境友好等。22我国制造企业内部压力我国制造业与世界先进水平存在很大差距•创新能力薄弱•价值链低端•结构不合理•高消耗高污染33制造技术发展趋势•机械化/自动化Æ智能化制造系统的复杂性Æ智能化成为关键技术手段•数字化Æ智能化数据Æ信息Æ知识Æ智慧•网络化Æ智能化无线传感与物联网正在催生新的制造技术与制造模式应用智能与信息科应用智能与信息科技，通过全球资源整合，实现知识

3、技，通过全球资源整合，实现知识引导的环境友好型、资源节约型制造技术与模式。引导的环境友好型、资源节约型制造技术与模式。44制造产业发展逻辑•第一产业：对自然物质资源的直接利用资源是竞争的焦点•第二产业：对初级产品的再加工利用技术与装备成为竞争的焦点•第三产业：对人类智慧的利用以更高的智能化水平和知识含量为客户提供更优质的产品和服务，将人类专家的智慧嵌入在装备、产品和服务中55智能制造的概念智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造：•应用现代传感技术、网络技术、自动化技术、智能化技术等先进技术，与传统制造技术相融合；•以提升产品制造的智能化水平，适应复杂环

4、境下制造业安全可靠、经济高效和可持续发展要求的技术及系统；•具有信息驱动、自治能力、人机协同、自组织与柔性、自学习能力、自维护能力等特征。66智能制造的基本特征1)信息驱动采集产品制造的各类数据、知识、图形、图像等信息，实现生产过程系统的预报、评价、调度、控制、监控、诊断、决策和优化等。2)自治能力采用分层或分级的自治单元，通过协调机制对其自身的操作行为做出规划，对意外事件（如制造资源变化、制造任务货物要求变化等）做出反应，实现行为可控。77智能制造的基本特征3)人机协同实现人和系统的协同交互，辅助人类进行分析、判断、决策；人机之间平等共事、相互“理解”、相互协作。4)自组

5、织与柔性根据获取的市场、设计和过程信息，制造单元和系统自行组成一种最佳结构的智能制造系统，以高效可靠的方式运行，完成给定的制造任务。88智能制造的基本特征5)自学习能力以专家知识为基础，不断完善、优化、更新系统的知识库；通过感知环境状态来学习动态系统的最优行为策略，实现环境自适应、在线学习等能力。6)自维护能力对系统的故障进行诊断、预测和自修复，自动更新系统知识库、维护单元设备；对系统的整体运行状况进行评估，及时发现并解决问题。99智能制造关键技术综合利用智能传感技术、计算机网络技术、自动控制技术、人工智能技术、现代管理技术，实现工厂生产自动化、网络化、数字化和智能化，其关

6、键技术有：•智能传感与智能制造网络技术•分布制造智能与系统建模技术•信息管理、集成与数据挖掘技术•智能决策、规划、调度与企业管理技术•现代制造服务技术1010提纲一、制造技术的发展趋势二、物联网技术发展现状三、物联网在制造业中的应用四、相关研究基础五、结束语11物联网基本概念业界对物联网（IOT：InternetofThings）的通用理解：1、从技术理解物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。2、从应用理解物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中，形成“物联网”与现有的互联网结

7、合，实现人类社会与物理系统的整合，达到更加精细和动态的方式管理生产和生活。物联网的目标是联接所有物体，形成智能网络，实现感知、物联网的目标是联接所有物体，形成智能网络，实现感知、无缝互联、高度智能。无缝互联、高度智能。1212物联网是互联网的下一跳，已有长期发展从技术演进视野来看，物联网的发展分为四个阶段：1、第一阶段大型机、主机的联网2、第二阶段台式机、笔记本与互联网相联3、第三阶段一些移动设备（如手机、PDA等）互联智慧地球4、第四阶段嵌入式互联网兴起阶段，更多与人们日常生活紧密相关的应用设备，包括洗衣机、冰箱