《電子技術(shù)應用》
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2016智能制造十大核心技術(shù)

2016-02-04

  所謂智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是指由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等,通過人與人、人與機器、機器與機器之間的協(xié)同,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。

  智能制造是機械化、自動化信息化應用到成熟階段的必然產(chǎn)物。智能制造使得企業(yè)的競爭要素發(fā)生根本性的變化,由之前的材料、能源兩種資源為核心轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧稀⒛茉春托畔⑷N資源為核心的競爭,從而產(chǎn)生了兩種生產(chǎn)力,即以傳統(tǒng)的材料和能源為代表的工業(yè)生產(chǎn)力和以信息為代表的信息生產(chǎn)力,這三種資源、兩種生產(chǎn)力合在一起,形成未來企業(yè)競爭的核心。(引自:李翔等,《企業(yè)信息化評估與規(guī)劃之路》,機械工業(yè)出版社,2015)

  1、賽博物理系統(tǒng)

  CPS:即賽博物理系統(tǒng),Cyber-PhysicalSystems,是一個綜合計算、網(wǎng)絡和物理環(huán)境的多維復雜系統(tǒng),通過3C(Computing、Communication、Control)技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作,實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務,讓物理設備具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能,從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡世界與現(xiàn)實物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起,從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務,并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€智能環(huán)境。

  2、人工智能

  AI:即人工智能(Artificial Intelligence),它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)。它企圖了解智能的實質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器,該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。

  3、增強現(xiàn)實技術(shù)

  AR:即增強現(xiàn)實技術(shù),Augmented Reality,它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù),是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺、聲音、味道、觸覺等信息)通過電腦等科學技術(shù),模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應用到真實世界,被人類感官所感知,從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。增強現(xiàn)實技術(shù),不僅展現(xiàn)了真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來,兩種信息相互補充、疊加。增強現(xiàn)實技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器溶合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術(shù)與新手段。

  4基于模型的企業(yè)

  MBE:即基于模型的企業(yè),Model-BasedEnterprise,是一種制造實體,它采用建模與仿真技術(shù)對其設計、制造、產(chǎn)品支持的全部技術(shù)的和業(yè)務的流程進行徹底的改進、無縫的集成以及戰(zhàn)略的管理;利用產(chǎn)品和過程模型來定義、執(zhí)行、控制和管理企業(yè)的全部過程;并采用科學的模擬與分析工具,在產(chǎn)品生命周期(PLM)的每一步做出最佳決策,從根本上減少產(chǎn)品創(chuàng)新、開發(fā)、制造和支持的時間和成本。

  5、物聯(lián)網(wǎng)

  IoT:即物聯(lián)網(wǎng),InternetofThings,物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng),指通過各種信息傳感設備,實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡的連接,方便識別、管理和控制。

  6、云計算

  CC:即云計算,Cloud Computing,是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡訪問,進入可配置的計算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡,服務器,存儲,應用軟件,服務),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務供應商進行很少的交互。

  7、工業(yè)大數(shù)據(jù)

  IBD,即工業(yè)大數(shù)據(jù),IndustrialBig Data,是將大數(shù)據(jù)理念應用于工業(yè)領(lǐng)域,為使將設備數(shù)據(jù)、活動數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、服務數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)和上下游產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)等原本孤立、海量、多樣性的數(shù)據(jù)相互連接,實現(xiàn)人與人、物與物、人與物之間的連接,尤其是實現(xiàn)終端用戶與制造、服務過程的連接,通過新的處理模式,根據(jù)業(yè)務場景對時實性的要求,實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息與知識的相互轉(zhuǎn)換,使其具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力。

  相比其他領(lǐng)域的大數(shù)據(jù),工業(yè)大數(shù)據(jù)具有更強的專業(yè)性、關(guān)聯(lián)性、流程性、時序性和解析性等特點。

  (說明,因為對工業(yè)大數(shù)據(jù)尚未有成熟的定義,本定義是根據(jù)自己的理解,在綜合Gartner、IBM等對大數(shù)據(jù)的定義及李杰教授《工業(yè)大數(shù)據(jù)》一書的理解,形成本定義,希望各位批評指正)

  8、預測與健康管理

  PHM,即預測與健康管理,Prognostics andHealth Management,是綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的最新研究成果而提出的一種全新的管理健康狀態(tài)的解決方案。一般而言,PHM系統(tǒng)主要有六個部分構(gòu)成:數(shù)據(jù)采集、信息歸納處理、狀態(tài)監(jiān)測、健康評估、故障預測決策、保障決策。

  9、混合制造

  將3D打印(增材制造)技術(shù)與銑削加工(減材制造)技術(shù)有機的結(jié)合起來,形成一種新型的制造模式。通過混合制造可以有效借助增材制造的優(yōu)勢實現(xiàn)全新幾何形狀的加工,同時使增材制造技術(shù)不再只限于加工小型工件,加工效率也大幅得以提升。

  10.工廠信息安全

  工廠信息安全是將信息安全理念應用與工業(yè)領(lǐng)域,實現(xiàn)對工廠及產(chǎn)品使用維護環(huán)節(jié)所涵蓋的系統(tǒng)及終端進行安全防護。所涉及的終端設備及系統(tǒng)包括工業(yè)以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、過程控制系統(tǒng)(PCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等網(wǎng)絡設備及工業(yè)控制系統(tǒng)的運行安全,確保工業(yè)以太網(wǎng)及工業(yè)系統(tǒng)不被未經(jīng)授權(quán)的訪問、使用、泄露、中斷、修改和破壞,為企業(yè)正常生產(chǎn)和產(chǎn)品正常使用提供信息服務。

 ?。ㄕf明,隨著智能制造不斷深入,針對工業(yè)領(lǐng)域的信息安全將面臨全新的挑戰(zhàn),對工廠信息安全尚未有成熟的定義,本定義是根據(jù)自己的理解結(jié)合信息安全的特點,而形成本定義,希望各位批評指正)

  這些技術(shù)有些已經(jīng)成熟,并進入實用階段;有的理論已初步完善,處于攻關(guān)開發(fā)階段;有的還處于理論探討階段??傊殡S智能制造不斷的深入,將會有更多的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。


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