《電子技術(shù)應(yīng)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(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng),,它在制造過程中能進(jìn)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(jī)器,、機(jī)器與機(jī)器之間的協(xié)同,去擴(kuò)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(jī)械化、自動化信息化應(yīng)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?、能源和信息三種資源為核心的競爭,,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(jī)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(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng),通過3C(Computing,、Communication,、Control)技術(shù)的有機(jī)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(wù),,讓物理設(shè)備具有計算、通信,、精確控制,、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能,從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)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(wù),,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(kuò)展人的智能的理論,、方法、技術(shù)及應(yīng)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(yīng)的智能機(jī)器,該領(lǐng)域的研究包括機(jī)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(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

  AR:即增強(qiáng)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(xué)技術(shù),,模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界,,被人類感官所感知,,從而達(dá)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(qiáng)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(bǔ)充,、疊加。增強(qiáng)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(shè)計,、制造,、產(chǎn)品支持的全部技術(shù)的和業(yè)務(wù)的流程進(jìn)行徹底的改進(jìn)、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(xué)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(shè)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(luò),。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)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(fèi)的模式,這種模式提供可用的,、便捷的,、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問,進(jìn)入可配置的計算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò),,服務(wù)器,,存儲,應(yīng)用軟件,,服務(wù)),,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(wù)供應(yīng)商進(jìn)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(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,,為使將設(shè)備數(shù)據(jù),、活動數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù),、服務(wù)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(wù)過程的連接,,通過新的處理模式,,根據(jù)業(yè)務(wù)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(qiáng)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(qiáng)的專業(yè)性、關(guān)聯(lián)性,、流程性,、時序性和解析性等特點(diǎn)。

 ?。ㄕf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(yù)測與健康管理

  PHM,即預(yù)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(yù)測決策,、保障決策,。

  9、混合制造

  將3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g(shù)與銑削加工(減材制造)技術(shù)有機(jī)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(yīng)用與工業(yè)領(lǐng)域,實現(xiàn)對工廠及產(chǎn)品使用維護(hù)環(huán)節(jié)所涵蓋的系統(tǒng)及終端進(jìn)行安全防護(hù),。所涉及的終端設(shè)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(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及工業(yè)控制系統(tǒng)的運(yùn)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(wù),。

 ?。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(diǎn),,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(jìn)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,。總之,,伴隨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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