智能工厂的必要技术
•传感器网络 •数据互操作性 •大规模动态建模与仿真 •智能化自动控制 •可伸缩的、多层次的信 息安全
智能工厂带来的收益
• 降低产品上市周期 • 推动动态的、基于需求的生产模式 • 带来全局性的竞争力优势 • 使过程向零事故和零排放方向发展 • 利用能耗管理与智能电网集成的优势 • 快速响应消费者需求的变化
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智能制造系统控制技术3633
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智能制造内涵
制造智能：随着互联网、物联网、大数据、云制造等技术的发展，使制造装 备和过程与信息技术深度融合，制造具有概念、判断、推理以及自诊断、自 维护，自恢复等能力。 如：德国推出工业4.0、美国提出智能制造、日本提 出的“智能制造系统计划”等 。
解决四个关键技术：
• 开放的感知、控制和驱动 一体化控制技术是系统控 制技术的新特点
• 多种信息有效集成和管理 为制造过程智能化提供技 术基础；
• 统一数据描述、一致性、 互操作性标准化技术体系 是技术发展趋势
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汇报提纲-2
1、智能制造控制技术与问题
2、系统控制技术与趋势
3、突破几个关键技术
汇报提纲-3
1、智能制造控制技术与问题
2、系统控制技术与趋势
3、突破几个关键技术
4、应用案例
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智能工厂的定义
智能工厂：面向产品全产业链环节，综合应用现代传感技术、网络技术、 自动化技术、智能化技术和管理技术等先进技术，与现有生产过程的工艺 和设备运行技术高度集成的新型工厂，以实现复杂环境下生产运营的高效 、节能和可持续为目标。
控制网络和信息网络融合日趋明显
• 1）网络功能无处不在（移动互联）
有线无线通信技术已经成熟 现场总线、控制总线、互联网、移动终端可以混合使用
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• 2）硬件软件化趋势日益明显
+
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系统控制技术趋势
+
=
仪表功能集成到控制器中，测量功能做成软件功能块 执行器中具有可编程控制功能，执行器就是一个可编程序控制器
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系统控制技术趋势
• 3）可编程控制系统，嵌入式系统（板级，芯片级）和MEMS （微机电系统）等多种形态的统一
(1)符合工业应用环境， (2)具有可编程功能，(3)支持网络功能
仪表、控制器和驱动器统一成整体 控制系统形式多样化
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4、应用案例
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智能制造系统控制技术组成
智能制造控制系统组成:
1）单元控制技术——解决特种仪表、控制器和执行器中的关键单元技术 2）系统控制技术——用可编程系统解决制造高效/安全/绿色等关键技术 3）开发平台技术——程序开发、组态监控和信息集成等开发平台技术 4）智能控制技术——对数据进行分析和处理，实现系统的智能化（知识自动化） 5）网络互联技术——解决不同系统的信息互通和统一理解（不同系统的集成）
1）数据智能采集技术
支持设备、条码、IC卡以及视频等 信息集成；信息自动获取。
2）全互联网络集成技术
各种生产过程数据全集成，消除各 种信息壁垒。
3）协同自动化技术
实时数据和数据库多种信息集成， 实现监控（HMI）、制造执行（MES）、 企业资源管理（ERP）以及产品全生命 周期管理（PLM）。
4）制造全信息化技术
DCCE NEAS 组件
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大数据的智能控制技术
智能技术
信息开发平台（HMI/MES/ERP) 开发平台
网络化程序开发平台
技术
软PLC控制系统
可编程控制器（PLC/NC/DCS）
系统控制 技术
嵌入式可编程序控制器
关键控制单元
单元控制
EPA/WIA + 其它网络
网络集成
智能制造控制系统
智能制造系统控制技术3633
智能制造系统控制技术3-633
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2020/11/16
智能制造系统控制技术3633
汇报提纲-1
1、智能制造控制技术与问题
2、系统控制技术与趋势
3、突破几个关键技术
4、应用案例
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智能制造控制系统
流程制造(DCS/大型PLC)
离散制造(PLC/ECU) 汽车
智能工厂当前的潜在应用
• 利用嵌入操作员工具和服务信息系 统的数字化控制系统，优化生产操 作和提高安全性 • 利用预防性维护、统计评价和度量 进行资产管理，提高工厂的可靠性 • 利用智能传感器检测异常，避免非 正常和灾难性事件 • 智能系统、能耗管理系统、外部智 能电网集成，进行实时能源优化
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关键技术1）监控管理开发平台
• 像生产汽车一样生产软件，像搭积木一样构建系统。 • 由用户自己开发所需要的软件，修改、维护和升级
业务使用统一模型描述。 业务系统按统一组件化 标准开发。
统一标准的组件可以 快速装配出适合业务 需要的系统。
开发团队1 开发团队2
业务系统A
业务变化时，业务 系统可以快速重组， 适应变化。
高铁
原
然油等
飞机
油
有机材料
家电
微机
通信
纺织
煤
电力等
轻工
炭
能源动力
食品
矿
金属等
石
无机材料
高效、绿色、安全、智能
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工程 机械
工业机器人 服务机器人 特种机器人
无人制造(MC/NC/Robot)
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德国工业4.0的内涵
• 德国工业4.0
德国工业 4.0的特性
信息技术深度融合制造 过程
全产业链能够自组织集 成
通过信息技术改变制造模式 实现产业工人与制造过程分
离
制造具有个性化制造特 征
实现用户对制造过程的深度 参与
德国工业 4.0的重点是创造智能产品、程序和过程
人、机器、资源如同在一个社交网络里自然的相互沟通协
作
智能产品和制造过程与用户密切结合，产品功能和服务能
力得到较大提高
人、机器、资源如同在一个社交网 路络漫漫里其自悠远然的相互沟通协作
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智能装备和智能产品
ห้องสมุดไป่ตู้路漫漫其悠远
嵌入式可编程控制器，具 有视觉测量、距离测量、 环境测量、输出驱动、运 行执行和网络通信等功能 。
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智能制造控制系统要解决问题
• 网络由现场总线、控制总 线、车间级管理总线组成 ，多种网络集成技术是控 制系统要解决的问题