工业4.0与中国制造2025讲述.pptx

工业 工业4.0与中国制造2025 叶振齐 1630788 同济大学机械与能源工程学院 第四次工业革命 系统基于信息物理融合 第三次工业革命 用电子和IT技术实现 制造流程的进一步 自动化 第二次工业革命 随着基于劳动分工 的、电力驱动的大 规模生产的出现 第一次工业革命 随着蒸汽驱动的机 械制造设备的出现 18世纪末 20世纪初 20世纪70年代 现在 1784年第一台纺织机 1870年第一条生产线 美国辛辛那提屠宰场 1959年第一个可编程逻辑控制器PLC 工业1.0:机器制造，机械化生产； 工业2.0:流水线，批量生产，标准化； 工业3.0:高度自动化，无人/少人化生产； 工业4.0:网络化生产，虚实融合。 德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—Physical System简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。多品种、小批量、个性化定制生产，这就是工业4.0的含义。 工业4.0三大主题 智能生产：主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者； 智能物流：主要通过互联网、物联网、务联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。 智能工厂：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； “智能工厂”的定义相对明确，除了高端机床、热处理设备、机器人、 AGV、测量测试设备等数字化、自动化的硬件生产设施以外，还包括在生产过程中进行管理与控制的软件系统，我们可以称之为MES系统。“以及网 络化分布式生产设施的实现”，这里面的分布式，英文是Distributed。就是将分布在不同地点的数控设备、 机器人等数字化生产设施联成网络，实现互联互通，乃至达到状态感知、实时分析、自主决策、精准执行的自组织生产的最高境界，但基础就是实现数字化设备的联 网通讯、数据采集等网络化分布式管理。(生产环节的管控和执行） 智能工厂 智能生产 原材料 生产设备 管理系统 信息系统 百事可乐的生产车间里，生产线上连续过来了三个瓶子，每个瓶子都自带一个二维码，里面记录着这是为张三、李四和王二麻子定制的可乐。 第一个瓶子走到灌装处时，通过二维码的无线通讯告诉中控室的控制器，说张三喜欢甜一点的，多放糖，然后控制器就告诉灌装机器手，“加二斤白糖！”（张三真倒霉……）。 第二个瓶子过来，说李四是糖尿病，不要糖，控制器就告诉机器手，“这货不要糖！” 第三个瓶子过来，说王二麻子要的是芬达，控制就告诉灌可乐的机械手“你歇会”，再告诉灌芬达的机械手，“你上！” 多品种、小批量、定制生产，每一灌可乐从你在网上下单的那一刻起，他就是为你定制的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。 这就是智能生产。 这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中实时实现车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。目前，初级的应用比较普遍。 智能物流 物流过程可视化智能管理网络系统 物联网 大数据 互联网 提高生产效率降低成本 信 息 化 工 业 化 在未来，生产过程中的每一步都将在虚拟世界被设计、仿真以及优化，为真实的物理世界包括物料、产品、工厂等建立起一个高度仿真的数字“双胞胎” 虚拟与现实世界的完美融合 生产网络 在未来的智能工厂中，产品信息都将被输入到产品零部件本身，他们会根据自身生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出下一道生产工序指令，指挥设备进行自组织生产。这种自主生产模式能够满足每个用户的“定制需求” 制造运行管理系统（MOM）将帮助生产价值链中的供应商获得并交换实时的生产信息。供应商所提供的全部零部件都将在正确的时间以正确的顺序到达生产线。 三大趋势 信息物理融合系统 工业4.0三大趋势 工业4.0特点 生产均具有高度的灵活性 当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性，可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨刷器。 减少能耗 当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的