互联网+思科智能制造课件

1、“互联网”与思科智能制造王锦CSEOctober 29, 2015Increasing Agility, Efficiency, and BusinessOutcomes with the Internet of Everything 从国际制造业趋势说起Germany“Industrie 4.0”JapanGovernment incentives for manufacturerUnited StatesSouth KoreaBrazil$3.7B:Advanced Manufacturing/innovation7 manufacturing flagship areas for inv

2、estmentBrazil Major (bigger Brazil)-20% payroll tax制造业是国民经济的灵魂Koren Y (2010). The global manufacturing revolution: product-process-business integration and reconfigurable systems, John Wiley & Sons.再谈制造模式的变革趋势个性化定制趋势大力调整产业结构。着力培育新的增长点，促进服务业加快发展支持发展移动互联网、集成电路、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业互联网金融异军突起，电子商务、物流快递等新

3、业态快速成长实施创新驱动发展战略新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化持续推进推动产业结构迈向中高端。制造业是我们的优势产业要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。促进工业化和信息化深度融合，开发利用网络化、数字化、智能化等技术，着力在一些关键领域抢占先机、取得突破。新兴产业和新兴业态是竞争高地。要实施高端装备、信息网络、集成电路、新能源、新材料、生物医药、航空发动机、燃气轮机等重大项目，把一批新兴产业培育成主导产业。制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合促进电子商务、工业互联网和互联网金融

4、健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。把亿万人民的聪明才智调动起来，就一定能够迎来万众创新的浪潮。中国制造20252013年1月2014年1月2015年3月制造强国战略研究中国制造2025规划中国制造2025中国工程院工信部国家质检总局工信部发改委科技部国资委国务院重大项目行业规划国家战略中国制造2025包括什么？四大转变一条主线八大对策信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线要素驱动创新驱动。低成本竞争质量效益竞争粗放制造绿色制造生产型制造服务型制造数字化网络化智能化制造；提升产品设计能力；完善制造业技术创新体系；强化制造基础；提升产品质量；推行绿色制造；培养具有全球竞争力的

5、企业群体和优势产业；发展现代制造服务业。核心智能制造中国制造2025和Internet+两化深度融合工业化信息化IndustryTechnologyInformationTechnology各国制造业战略布局异曲同工4 级系统 : 企业级业务系统 主 机5 级系统： 企业间业务系统3 级系统: 车间级管理系统部门的计算机生产控制LAN / WAN1 级系统 : 生产设备控制2 级系统: 生产过程控制过程控制LAN / WANPLC可编程控制器MP 微处理器LAN / WAN美国“工业互联网”德国“工业4.0”CyberPhysicalSystemIndustry InternetNetwork

6、中国“两化深度融合”Deep Integration Between Information Technology and Industrialization网络(IoE/IoT)对制造业的巨大促进作用研发 /创新$503B经销商 /客户体验$164B供应链 /物流$931B劳动力培训 / 移动$222B工厂自动化 / 工业产出$2086B智能电网$94B物联网什么是The Internet of Things (IoT) & Everything (IoE) ？Networked Connections of People, Process, Data, ThingsTurning data

7、 into more useful information for decision making Data数据Delivering the right information to the right person (or machine) at the right time Process流程Connecting people in more relevant, valuable waysPeople人Physical devices (sensors, motors, valves, machines, and objects) connected to the Internet and

8、 each other for intelligent decision makingThings事物为什么网络有这么大的作用？网络的本质作用是加速了信息的传递信息在客观世界中的地位客观世界物质（Material）信息（Information）能量（Energy）物质和能量守恒信息是物质和能量存在的表征制造和制造业与信息的关系制造业物质（Material）信息（Information）能量（Energy）制造业是指对制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），按照市场要求，通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的大型工具、工业品与生活消费产品的行业。传统上，制造业多是强调利用

9、能量转化物质的过程，而实际上，制造业是信息的“高地”所有创造可交易or可交换的稀缺性事物的过程制造物质（Material）信息（Information）能量（Energy）信息领域范畴本质上，制造就是创造和处理信息的过程。信息价值的案例Apple的微笑曲线“Designed by Apple in California，assembled in China, sold by Apple store”微笑曲线和信息价值附加价值前端后端研发、设计、采购、材料品牌、物流、销售、金融等服务集成制造、加工、组装中端微笑曲线高端环节获利占产品利润9095%底端环节 510%信息属性明显信息属性明显能源和物

10、质属性明显产业链信息价值的案例Apple的微笑曲线信息与竞争力信息、网络和计算三者之间的关系信息The Information网络The Network计算The Computer对象之间的一种意向性关系节点以及和节点和节点之间的关系对符号的存储、控制和处理符合和符号之间关系的处理过程NetworkComputerInformation离散状态机信息、网络、计算在哲学层次是等价和同构的信息、网络、计算在哲学和逻辑层面是等价和同构的The Network is the Computer .The Network is the Information.网络都是迭加网网络处理信息，网络实现计算。到底

11、什么是互联网？互联网InformationComputerNetwork到底什么是互联网？互联网InformationComputer物理上要通Network到底什么是互联网？互联网InformationComputerNetwork要能处理逻辑关系InformationComputerNetwork到底什么是互联网？互联网对象互动起来InformationComputerNetwork互联网的核心精神和思维网络思维互联网网络思维和精神万物都应该互连万物都可以互连互连的节点应具备计算能力对象建立关系关系产生价值万物互连智能节点交互关系网络思维的价值梅特卡夫定律网络的价值按连接到其中用户数目的呈

12、指数级增长。梅特卡夫定律万物互联的世界无法想像现在的连接度才是0.2%Business and Societal ImpactMore, Faster and Intelligent ConnectionsEmailWeb BrowserSearchWave 1ConnectivityFoundation19903 M UsersNew Breed Apps and InterfacesEmbedded/SeamlessWearable DevicesBig Data WisdomPredictiveEnhance OutcomesNow - 2020 1.5 T + Users/Things

13、Wave 5ConvergenceDigitize SocietySingularityMan/Machine 20102.4 B Users/ThingsWave 4ThingsConnecting theUnconnectedBig Data/AnalyticsSensors EverywhereMachine-to-MachinePervasive IntelligenceData in MotionSecurityWave 3PeopleConnecting,Communities,Sharing, Contributing“Global Brain”2004745 M UsersWe

14、b 2.0SocialMobilityCloudVideoCollaborationWave 2BusinessNetworked EconomyEfficiency/Optimization199776 M UsersE-commerceDigital SupplyChainIOE = People, Process, Data, Things批量产品客户营销体系帕累托制造能力单向企业资源个性产品用户网络直销长尾研发制造服务双向互动社会资源传统制造企业与互联网企业的同异“传统制造企业”“互联网制造企业”追求规模效益的成本领先战略追求执行效率的差异化领先战略融合个性化产品的批量化生产！相互拥抱

15、的互联网与制造业案例/相互拥抱的互联网与制造业案例网络思维下的制造业思科“抓手”互联制造企业互联制造企业需求社交交互端产品和服务交易端智能节点、一网到底联结人、物、数据和流程加大对网络信息属性丰富领域的投入连所能连一网到底，连所未连智能节点横向：互联产业纵向：互联工厂微笑曲线Connected Manufacturing网络思维下的制造业思科“抓手”互联制造企业互联制造企业需求社交交互端产品和服务交易端智能节点、一网到底联结人、物、数据和流程纵向：互联工厂微笑曲线Connected Manufacturing3D设计虚拟工作站解决方案SAP ERP/HANA系统支撑平台解决方案思科工业无线覆盖

16、解决方案 思科智能互联工厂解决方案 思科制造业远程专家解决方案 协作P2P数据分析M2P物联网M2M工厂无线互联自动化设备可视化制造与远程专家协作工厂能源管理流数据分析生产效率和资源综合利用率的大幅度提升研制周期大幅缩短，运营成本和产品不良品率大幅下降两提升三降低New Plant Landscape万物互联万物互联还是相对比较复杂的大多数的客户希望的“万物互联”还是一个集成系统Extreme Edge云安全各种设备应用Data AnalyticsData PrivacyRugged ReliabilityINTERNET OF THINGSApplicationsCloudFogINTERN

17、ET OF THINGSINTERNET OF THINGSApplicationsFog ComputingManagement and AutomationNetwork ConnectivitySecurityCyber and PhysicalData AnalyticsApplication Enablement PlatformApplicationsCloudFog思科提出了IoT System的概念思科制造业IoT/IoE Solution架构FogCloud上传下达标准接口ITEPLCPACWirelessHARTFCSSmart Meter工控设备智能仪表传感器与变送器CA

18、nalyzeNotifyCollectActBiz AppOptimizeCloudBig DataVisualize网联互思科制造业IoT/IoE Solution技术路线概述互联网InformationComputer物理上要通Network主要聚焦在ITE层，实现终端节点设备之间以及与“雾计算”节点之间的互联互通，大致采用两条技术路线：（1）各种工业总线与“雾计算”节点的互联互通实现；（2）实现以802.15.4为基础的各种低功耗网络协议的互联互通，如： 6LoWPAN、Zigbee、ISA100、WirelessHART等。使得终端智能设备可以做到“物理上网络要通”。思科制造业IoT/

19、IoE Solution技术路线概述互联网InformationComputerNetwork建立逻辑关系InformationComputerNetwork主要聚焦在“智能节点”层，是“雾计算”的实现。主要技术路线是采用IOx框架，在具有Guest OS计算能力的思科网络设备上，利用思科IOx实现3个主要功能：（1）与智能终端节点的互联互通；（2）实现基本的一些客户业务逻辑和数据处理；（3）与“云”互联互通。从而使得该思科网络设备具备一定的”业务逻辑网关”能力的“智能节点”的特性。Platforms: CGR, 8x9 Series思科制造业IoT/IoE Solution技术路线概述互联网

20、InformationComputerNetwork互动起来InformationComputerNetwork主要聚焦在“关系互动”层，是利用“云计算”和“大数据”等来完整实现客户业务逻辑和服务。主要技术路线是利用思科已有的云相关的自动化和系统管理系统、数据分析与虚拟化系统、雾计算管理系统、工业安全等IoE相关技术和产品，通过客户化开发和实施，来支撑客户业务逻辑和服务，并实现三个层次的闭环。PrimeIoT Field Network Director Fog DirectorIOx Middleware ServicesCisco Connected Streaming Analytics

21、Fog Data ServicesCisco IoT Solution简化了客户“智能节点”的方案快速原型系统易于复制到其他行业易于扩展 无缝和行业已有方案进行集成制造业电力智慧城市交通公共安全Cisco IoT System国内IoT System 案例 思科企业能源管理RS485 serial line connects to Intelligent SwitchesCreaway will develop this gateway using Cisco connected Grid Endpoint via CDN program(PLC and/or RF mesh uplink)国

22、内IoT System 案例 思科企业能源管理Cisco CGE(RF)Reference DesignCustom made CGE(RF) module from CreawayCustom made CGE(RF) module from Creaway接口类型数量(路)备注SPI1Serial Peripheral InterfaceI2C1InterIntegrated CircuitUART2通信串口、调试串口状态指示3外接LEDRTC1RTC供电VDD1对外部的供电GPIO3General Purpose Input Output麻雀虽小，五脏俱全传输距离2000米发射功率30d

23、Bm传输速率75Kbps节点类型中继、终端节点可设置无线频率915MHz输入电压 5V网络结构网状网峰值电流0.69A发送模式目标地址发送设备天线SMA外置天线接收灵敏度 -109dBm工作温度 -40+85数据协议透明传输/AT指令工作湿度10%-99%不结露调制方式FSK存储温度-55+125信道选择固定/自动扫描接口类型RS232、485、SPI、I2C国内IoT System 案例 思科企业能源管理思科制造业IoE/IoT与思科其他Solution组合制造业服务化工业智造云Self-Organizing Networks工业自组织网络&Big DataIoE/IoT Solution网

24、络思维下的制造业思科“抓手”互联“智”造企业数据是下一个“Intel Inside”核心中的核心，未来属于将数据转换为产品的公司和人们.网络互联制造企业建设和运营的第一个信息产品：海量数据增强洞察能力改进决策过程在不确定的世界获取确定的结果智造: Big Data Now Big Control NextThings and MachinesProcessing and Control控制环路需要极端的确定性IoE思科的物联网技术保障无论什么规模的网络都可以同样的可靠、安全和机密通过数据的收集，管理，挖掘，分析，预测以创造价值通过数据分析的结果来反馈到设备终端控制，形成一个“闭环”而产生的价值Big DataBig Control网络思维下的制造业思科“抓手”互联“创”造企业物质能源信息制造业生产资料三元素新材料以及材料加工方式新能源及能源管理互联网、物联网、泛在网先进材料具有优越特性（例如：强度、重量、导电性）或功能的材料下一代基因组学高效低成本的基因测序、先进的大数据分析技术以及合成生物学