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工业物联网:浅析工业4.0与智能制造的关系

www.cechina.cn2017.06.15

  工业4.0即是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造也向智能化转型。
  两大主题:
  1.智能工厂:重点研究智能化生产系统及过程,以及网络分布式生产设施的实现。
  2.智能生产:主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用。


  发展优势
  在生产能力上,工业4.0将确保仅一次性生产,且产量很低时的获利能力,确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面,工业4.0将使人的工作生涯更长,工作与生活更加平衡,高工资时产业仍有强大竞争力。
  实现方式
  主要是通过CPS(信息物理系统),总体掌控从消费需求到生产制造的所有过程,由此实现高效生产管理。
  工业3.0与工业4.0的比较


  工业4.0能实现什么
  1.生产智能化


  2.设备智能化
  3.能源管理智能化
  4.供应链管理智能化
  智能制造
  工业4.0是一个产业的技术转型,是产业的变革。工业4.0提出的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。智能制造技术现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上www.cechina.cn,通过感知、人机交互、决策、执行和反馈,实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务的智能化控制工程网版权所有,是信息技术与制造技术的深度融合与集成。
  本质:是基于“CPS”实现“智能共厂”
  核心:是动态配置的生产方式实现“柔性生产”
  关键:是信息技术应用实现生产力飞速发展
  智能制造的构成
  智能制造是可持续发展的制造模式,他借助计算机建模仿真和信息通信技术的巨大潜力,优化产品的设计和制造过程,大幅度减少物质资源和能源的消耗以及各种废弃物的产生,同时实现循环再用,减少排放CONTROL ENGINEERING China版权所有,保护环境。
  基于工业4.0构思的智能工厂将由物理系统和虚拟的信息系统组成,称之为物理信息生产系统(CPPS),是为未来制造业勾画的蓝图,其框架结构如图所示。


  这种新的生产模式必将导致新的商业模式、管理模式、企业组织模式以及人才需求的巨大变化。
  首先是产品设计与生产的分离。工业4.0提出以通信和服务为基础构建网络化智能共产的设想,如图所示。


  从图中可见,智能工厂的生产环境由智能产品、智能设备、宜人的工作环境、高素质的劳动者和智能能源供应组成,他们相互之间进行企业内的通信,包括生产数据采集、工况分析、制造决策等等。若干智能工厂通过中间件、云计算和服务连接成庞大的制造网络,借助基于物流网的智能物流构建完整的制造体系。
  智能工厂与物流的关系
  智能工厂和物流之间的所有活动需要实时通信、交互和确认,即共同遵守规则环境CONTROL ENGINEERING China版权所有,共同完成由底层下达的任务。建立这样分散的、网络化的智能共产体系需要一定的基础,应具有以下5个要素条件:
  1.智能生产和产品,以先进的信息物理融合的设备生产高附加值的软硬件结合的智能产品
  2.真实的企业环境,当前企业转型升级的途径和规划
  3.宏观和微观经济环境CONTROL ENGINEERING China版权所有,主要是产业政策和市场需求
  4.人的因素,体现为新一代的管理人员、市场营销人员、技术人员和工人
  5.技术因素,主要体现为网络和通信基础设施的安全性和可靠性,智能生产技术等。
  制造业已经进入大数据时代,智能制造需要高性能的计算机和网络基础设施,传统的设备控制和信息处理方式已经不能满足需要,基于计算机的云智造已经指日可待。

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