智能制造支撑系统介绍
2022-9-15新闻
导读
INTRODUCTION
本文引自:《智能制造概论》,已由清华大学出版社出版。作者:中国工程院李培根院士、华中科技大学高亮教授。
本书配套有405页完整课件,可提供给大家下载学习。
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工业互联网
工业互联网是链接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键信息基础设施,是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式,是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济延伸拓展的核心载体,是智能制造的重要支撑技术和系统。
“工业互联网”最早由通用电气于2012年提出,随后美国五家行业龙头企业(AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔)联手组建了工业互联网联盟(Industrial Internet Alliance, IIC),对其进行推广和应用。工业互联网的核心是通过工业互联网平台把原料、设备、生产线、工厂、工程师、供应商、产品和客户等工业全要素紧密地连接和融合起来,形成跨设备、跨系统、跨企业、跨区域、跨行业的互联互通,从而提高整体效率。它可以帮助制造业拉长产业链,推动整个制造过程和服务体系的智能化。还有利于推动制造业融通发展,实现制造业和服务业之间的紧密交互和跨越发展,使工业经济各种要素和资源实现高效共享。
作为工业智能化发展的重要基础设施,工业互联网的本质就是使得工业能形成基于全面互联的数据驱动智能,在这个过程中,工业互联网能构建出面向工业智能化发展的三大优化闭环:
(1)面向机器设备/产线运行优化的闭环,核心是通过对设备/产线运行数据、生产环节数据的实时感知和边缘计算,实现机器设备/产线的动态优化调整,构建智能机器和柔性产线;
(2)面向生产运营优化的闭环,核心是通过对信息系统数据、制造执行系统数据、控制系统数据的集成融合处理和大数据建模分析,实现生产运营的动态优化调整,形成各种场景下的智能生产模式;
(3)面向企业协同、用户交互与产品服务优化的闭环,核心是通过对供应链数据、用户需求数据、产品服务数据的综合集成与分析,实现企业资源组织和商业活动的创新,形成网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式。
工业互联网对现代工业的生产系统和商业系统均产生了重大变革性影响。基于工业视角:工业互联网实现了工业体系的模式变革和各个层级的运行优化,如实时监测、精准控制、数据集成、运营优化、供应链协同、个性定制、需求匹配、服务增值等;基于互联网视角:工业互联网实现了从营销、服务、设计环节的互联网新模式新业态带动生产组织和制造模式的智能化变革,如精准营销、个性定制、智能服务、众包众创、协同设计、协同制造、柔性制造等。
5G技术
智能制造具有自我感知、自我预测、智能匹配和自主决策等功能。为实现这些功能,制造过程中的数据通信面临严峻挑战,包括设备高连接密度、低功耗、通信质量的高可靠性、超低延迟、高传输速率等。5G作为一种先进通信技术,具有更低的延迟、更高的传输速率,以及无处不在的连接等特点,可有效应对上述挑战。
5G技术使得无线技术应用于现场设备实时控制、远程维护及操控、工业高清图像处理等工业应用新领域成为可能,同时也为未来柔性产线、柔性车间奠定了基础。由于具有媲美光纤的传输速率、万物互联的泛在连接特性和接近工业总线的实时能力,5G技术正逐步向智能制造渗透,开启工业领域无线发展的未来。伴随智能制造的发展,5G技术将广泛深入地应用于智能制造的各个领域。5G+智能制造的总体架构主要包括4个层面:数据层、网络层、平台层和应用层,如图所示。
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