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2016智能制造十大核心技术

导读: 智能制造是机械化、自动化和信息化应用到成熟阶段的必然产物。

  所谓智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是指由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等,通过人与人、人与机器、机器与机器之间的协同,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。

  智能制造是机械化、自动化和信息化应用到成熟阶段的必然产物。智能制造使得企业的竞争要素发生根本性的变化,由之前的材料、能源两种资源为核心转变为材料、能源和信息三种资源为核心的竞争,从而产生了两种生产力,即以传统的材料和能源为代表的工业生产力和以信息为代表的信息生产力,这三种资源、两种生产力合在一起,形成未来企业竞争的核心。(引自:李翔等,《企业信息化评估与规划之路》,机械工业出版社,2015)

  1、赛博物理系统

  CPS:即赛博物理系统,Cyber-PhysicalSystems,是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computing、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。CPS可以将资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境。

  2、人工智能

  AI:即人工智能(Artificial Intelligence),它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统。它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

  3、增强现实技术

  AR:即增强现实技术,Augmented Reality,它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉、声音、味道、触觉等信息)通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实技术,不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充、叠加。增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。

  4基于模型的企业

  MBE:即基于模型的企业,Model-BasedEnterprise,是一种制造实体,它采用建模与仿真技术对其设计、制造、产品支持的全部技术的和业务的流程进行彻底的改进、无缝的集成以及战略的管理;利用产品和过程模型来定义、执行、控制和管理企业的全部过程;并采用科学的模拟与分析工具,在产品生命周期(PLM)的每一步做出最佳决策,从根本上减少产品创新、开发、制造和支持的时间和成本。

  5、物联网

  IoT:即物联网,InternetofThings,物联网就是物物相连的互联网,指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

  6、云计算

  CC:即云计算,Cloud Computing,是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。

  7、工业大数据

  IBD,即工业大数据,IndustrialBig Data,是将大数据理念应用于工业领域,为使将设备数据、活动数据、环境数据、服务数据、经营数据、市场数据和上下游产业链数据等原本孤立、海量、多样性的数据相互连接,实现人与人、物与物、人与物之间的连接,尤其是实现终端用户与制造、服务过程的连接,通过新的处理模式,根据业务场景对时实性的要求,实现数据、信息与知识的相互转换,使其具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力。

  相比其他领域的大数据,工业大数据具有更强的专业性、关联性、流程性、时序性和解析性等特点。

  (说明,因为对工业大数据尚未有成熟的定义,本定义是根据自己的理解,在综合Gartner、IBM等对大数据的定义及李杰教授《工业大数据》一书的理解,形成本定义,希望各位批评指正)

  8、预测与健康管理

  PHM,即预测与健康管理,Prognostics andHealth Management,是综合利用现代信息技术、人工智能技术的最新研究成果而提出的一种全新的管理健康状态的解决方案。一般而言,PHM系统主要有六个部分构成:数据采集、信息归纳处理、状态监测、健康评估、故障预测决策、保障决策。

  9、混合制造

  将3D打印(增材制造)技术与铣削加工(减材制造)技术有机的结合起来,形成一种新型的制造模式。通过混合制造可以有效借助增材制造的优势实现全新几何形状的加工,同时使增材制造技术不再只限于加工小型工件,加工效率也大幅得以提升。

  10.工厂信息安全

  工厂信息安全是将信息安全理念应用与工业领域,实现对工厂及产品使用维护环节所涵盖的系统及终端进行安全防护。所涉及的终端设备及系统包括工业以太网、数据采集与监控(SCADA)、分布式控制系统(DCS)、过程控制系统(PCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、远程监控系统等网络设备及工业控制系统的运行安全,确保工业以太网及工业系统不被未经授权的访问、使用、泄露、中断、修改和破坏,为企业正常生产和产品正常使用提供信息服务。

  (说明,随着智能制造不断深入,针对工业领域的信息安全将面临全新的挑战,对工厂信息安全尚未有成熟的定义,本定义是根据自己的理解结合信息安全的特点,而形成本定义,希望各位批评指正)

  这些技术有些已经成熟,并进入实用阶段;有的理论已初步完善,处于攻关开发阶段;有的还处于理论探讨阶段。总之,伴随智能制造不断的深入,将会有更多的新技术不断涌现。

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