智能制造支撐系統(tǒng)介紹
2022-9-15新聞
導(dǎo)讀
INTRODUCTION
本文引自:《智能制造概論》,已由清華大學(xué)出版社出版。作者:中國(guó)工程院李培根院士、華中科技大學(xué)高亮教授。
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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是鏈接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈,支撐工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施,是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式,是互聯(lián)網(wǎng)從消費(fèi)領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域、從虛擬經(jīng)濟(jì)向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)延伸拓展的核心載體,是智能制造的重要支撐技術(shù)和系統(tǒng)。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”最早由通用電氣于2012年提出,隨后美國(guó)五家行業(yè)龍頭企業(yè)(AT&T、思科、通用電氣、IBM和英特爾)聯(lián)手組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Industrial Internet Alliance, IIC),對(duì)其進(jìn)行推廣和應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)把原料、設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、工程師、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶等工業(yè)全要素緊密地連接和融合起來(lái),形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨企業(yè)、跨區(qū)域、跨行業(yè)的互聯(lián)互通,從而提高整體效率。它可以幫助制造業(yè)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)整個(gè)制造過(guò)程和服務(wù)體系的智能化。還有利于推動(dòng)制造業(yè)融通發(fā)展,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的緊密交互和跨越發(fā)展,使工業(yè)經(jīng)濟(jì)各種要素和資源實(shí)現(xiàn)高效共享。
作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是使得工業(yè)能形成基于全面互聯(lián)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能,在這個(gè)過(guò)程中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能構(gòu)建出面向工業(yè)智能化發(fā)展的三大優(yōu)化閉環(huán):
(1)面向機(jī)器設(shè)備/產(chǎn)線運(yùn)行優(yōu)化的閉環(huán),核心是通過(guò)對(duì)設(shè)備/產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知和邊緣計(jì)算,實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備/產(chǎn)線的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整,構(gòu)建智能機(jī)器和柔性產(chǎn)線;
(2)面向生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化的閉環(huán),核心是通過(guò)對(duì)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成融合處理和大數(shù)據(jù)建模分析,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整,形成各種場(chǎng)景下的智能生產(chǎn)模式;
(3)面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化的閉環(huán),核心是通過(guò)對(duì)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、用戶需求數(shù)據(jù)、產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)的綜合集成與分析,實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源組織和商業(yè)活動(dòng)的創(chuàng)新,形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸等新模式。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)均產(chǎn)生了重大變革性影響?;诠I(yè)視角:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)體系的模式變革和各個(gè)層級(jí)的運(yùn)行優(yōu)化,如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)控制、數(shù)據(jù)集成、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、供應(yīng)鏈協(xié)同、個(gè)性定制、需求匹配、服務(wù)增值等;基于互聯(lián)網(wǎng)視角:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了從營(yíng)銷(xiāo)、服務(wù)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的互聯(lián)網(wǎng)新模式新業(yè)態(tài)帶動(dòng)生產(chǎn)組織和制造模式的智能化變革,如精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、個(gè)性定制、智能服務(wù)、眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、柔性制造等。
5G技術(shù)
智能制造具有自我感知、自我預(yù)測(cè)、智能匹配和自主決策等功能。為實(shí)現(xiàn)這些功能,制造過(guò)程中的數(shù)據(jù)通信面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),包括設(shè)備高連接密度、低功耗、通信質(zhì)量的高可靠性、超低延遲、高傳輸速率等。5G作為一種先進(jìn)通信技術(shù),具有更低的延遲、更高的傳輸速率,以及無(wú)處不在的連接等特點(diǎn),可有效應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。
5G技術(shù)使得無(wú)線技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)控制、遠(yuǎn)程維護(hù)及操控、工業(yè)高清圖像處理等工業(yè)應(yīng)用新領(lǐng)域成為可能,同時(shí)也為未來(lái)柔性產(chǎn)線、柔性車(chē)間奠定了基礎(chǔ)。由于具有媲美光纖的傳輸速率、萬(wàn)物互聯(lián)的泛在連接特性和接近工業(yè)總線的實(shí)時(shí)能力,5G技術(shù)正逐步向智能制造滲透,開(kāi)啟工業(yè)領(lǐng)域無(wú)線發(fā)展的未來(lái)。伴隨智能制造的發(fā)展,5G技術(shù)將廣泛深入地應(yīng)用于智能制造的各個(gè)領(lǐng)域。5G+智能制造的總體架構(gòu)主要包括4個(gè)層面:數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層,如圖所示。
數(shù)據(jù)庫(kù)
信息安全