工业智慧工厂到智能生产培训讲义

-------从“制造”到“智造”新时代的到来引言

12月1日至2日，工业和信息化部部长苗圩一行赴江苏省调研两化融合工作情况。12月5日-8日，以“众创、众包、众需”为主题的第七届全国3D大赛暨3D大会在江苏常州拉开帷幕，持续四天的3D全产业链盛宴，将共谋网络智能智造，共享两化深度融合，共推工业4.0落地，共同呼唤“工业阿里”。

“工业4.0”概念的产生

德国政府提出“工业4.0”战略，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机。4.1工业4.0——从智慧工厂到智能生产Industry4.0——德国高科技战略计划首位“工业4.0”

研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国联邦政府投入达2亿欧元。

Industry4.0Industry4.0“工业4.0”概念的一个比较统一的阐释是继机械化、电气化和信息技术之后，以智能制造为主导的第四次工业革命。主要是指基于信息物理融合技术（CPS），将制造业向智能化转型，实现集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式。

4.1工业4.0——从智慧工厂到智能生产Industry4.0

两大主题：智慧工厂、智能生产智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等4.1工业4.0——从智慧工厂到智能生产Industry4.0两大主题：智慧工厂、智能生产三个设想：产品、设施、管理产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程工业4.0两两个重要的内内涵互联集成虚拟世界实体世界制造设备制造设备产品产品工业4.0两两个重要的内内涵服务传感器传感器传感器传感器工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智能化环境嵌入式计算机机智能工厂智能手机A6188智能卡90%的计算机都是是嵌入式多个计算机：：1个用户1个计算机：1个用户PC中央计算机1个计算机：多多个用户基于物联网与与服务的智能能环境发展过过程工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂的架架构——基于物联联网和服务互互联网物联网服务互联网智能物料APP平台智能产品APP平台信息物理生产产系统智慧工厂APP平台基于语义的PLM、ERP、QMS、ERP工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂的流流程——基于云安安全网络智能物料智能产品云安全网络智慧工厂2…N智慧工厂1智能机床1智能机床2面向机床的APP平台信息物理生产系统…机床间通信工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂的布布局——面向服务务的工厂系统统布局服务库硬件无关抽象服务硬件相关设备控制现场层工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂的车车间——基于无线线、RFID、传感器和和服务的架构构工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂中的的智能装配DFKI研发的抽象产产品记忆系统统用于自适应应抓取和智能能产品装配在头部安装立立体相机，在在手臂靠近物物体的地方安安装3D摄像头机器人利用左左手内部天线线从产品内存存中读取尺寸寸、重量和加加持点，同时时机器人能够够从信息物理理系统中获得得产品装配说说明书工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产工业4.0下下的多模式交交互多模式交互语音图形/视觉手势眼球跟踪面部表情身体语言肢体动作工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产智慧工厂中的的增强现实技技术工业环境佩戴谷歌眼镜镜的工人工具工业4.0———从智慧工工厂到智能生生产以人为中心的的基于信息物物理系统的智智能工厂辅助助系统基于上下文的的自适应故障障诊断辅助工工具基于肢体动作作的物理辅助助移动式个性化化自适应的辅辅助导航系统统多模式的人机机交互基于位置的维维护和规划辅辅助工具基于虚虚拟现现实/增强现现实的的复杂杂工作作流程程辅助助管理理工具具工业4.0———从智智慧工工厂到到智能能生产产工业4.0下的的数据据挖据据与知知识发发现——大大数据据制造业业存储储了超超过其其他工工业部部门的的数据据从2010年以以来新新产品品数据据达到到接近近2艾艾字节节（216）仪器仪仪表产产品供应链链管理理系统统产品全全生命命周期期系统统工业4.0———从智智慧工工厂到到智能能生产产工业4.0下的的产品品特点点——集集成了了信息息存储储、传传感、、无线线通信信功能能产品是是信息息载体体产品在在整个个完整整的供供应链链和生生命周周期中中都一一直带带有自自身信信息产品是是一个个agent产品会会影响响其所所在环环境产品具具有自自监测测功能能产品会会对其其自身身状态态和环环境进进行监监测我生产产于2010年4月30日，5月3日出厂厂请握中中间已经打打开2分钟了了，请请盖上上工业4.0时代发发展机机遇如何把把握工业4.0大趋势势，利利用国国内传传统工工业急急需升升级和和创新新有利利时机机，发发挥作作用，，迎接接工业业智能能化时时代的的到来来？工业4.0时代发发展机机遇自身学学习和和掌握握技术术方面面万物互互联的的时代代意味味着知知识的的积累累变得得更加加重要要，学学习的的范围围要更更加广广泛智能制制造的的产品品要求求我们们学习习和掌掌握知知识的的深度度也要要加强强工业4.0新时时代的的到来来，对对嵌入入式系系统的的要求求也不不一样样，需需要我我们在在学习习和科科研的的过程程中要要有创创新思思维，，要有有大局局观工业4.0时代发发展机机遇在德国国联邦邦教育育研究究部工工业4.0工作作组的的“实实施工工业4.0攻攻略的的建议议”的的报告告中：“功能能强大大的、、自主主的微微型计计算机机(嵌嵌入式式系统统)正正越来来越多多地相相互间间或与与互联联网以以无线线方式式互联联。这这正在在导致致引起起实体体物理理世界界与虚虚拟网网络世世界(cyberspace)以以虚拟拟网络络—实实体物物理系系统(CPS)的方方式相相融合合。工业4.0时代发发展机机遇工业4.0概念念下的的智能能工业业系统统中有有大量量的电电子控控制装装置，，它们们都是是嵌入入式系系统，，比如如今天天我们们谈论论得很很多的的工业业机器器人，，其中中的高高性能能控制制器就就是一一个很很复杂杂的嵌嵌入式式系统统，工工厂自自动化化中大大量使使用的的PLC也也是一一种嵌嵌入式式系统统。工业4.0时代发发展机机遇智能工工业设设备中中的嵌嵌入式式系统统与消消费电电子产产品有有很大大的不不同，，一个个重要要标志志是智能工工业设设备对对实时时性和和可靠靠性的的严格格的要要求。工业4.0时代发发展机机遇嵌入式式系统适应智智能工工业产产品的的高可可靠性性要求求，要要做好好开发发和验验证周周期长长的思思想准准备，，脚踏踏实地地的做做好产产品的的可靠靠性认认证工工作是是将来做好嵌嵌入式式工业业产品品的关关键。。工业4.0时代发发展机机遇如何使使嵌入入式产产品实实现智智能，，它又又会在在什么么时间间，以以什么么样的的方式式实现现智能能互联联成为为一个个智能能产品品？工业4.0时代发发展机机遇德国在在工业业4.0方方面已已经开开展了了好多多工作作，尤尤其是是软件件方面面，软软实力力在工工业4.0时期期比硬硬实力力更加加重要要。9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。13:01:2413:01:2413:0112/29/20221:01:24PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2213:01:2413:01Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。13:01:2413:01:2413:01Thursday,December29,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2213:01:2413:01:24December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20221:01:24下下午13:01:2412月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月221:01下下午午12月月-2213:01December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2913:01:2513:01:2529December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。1:01:25下午午1:01下午午13:01:2512月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。13:01:2513:01:2513:0112/29/20221:01:25PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。12月-2213:01:2513:01Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。13:01:2513:01:2513:01Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2213:01:2513:01:25December29,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。29十二二月20221:01:25下下午13:01:2512月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月221:01下下午午12月月-2213:01December29,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2022/12/2913:01:2513:01:2529December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。1:01:25下下午1:01下下午13:01:2512月-229、杨柳柳散和和风，，青山山澹吾吾虑。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、阅读一切好好书如同和过过去最杰出的的人谈话。13:01:2513:01:2513:0112/29/20221:01:25PM11、越是没没有本领领的就越越加自命命不凡。。12月-2213:01:2513:01Dec-2229-Dec-2212、越是无无能的人人，越喜喜欢挑剔剔别人的的错儿。。13:01:2513:01:2513:01Thursday,December29,202213、知知