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1、 1 智能制造基础与应用 第六章第六章 智能制造过程中人与设备的关系智能制造过程中人与设备的关系第二节第二节 人在智能制造中的作用人在智能制造中的作用 第三节第三节 智能制造条件下的人机交互智能制造条件下的人机交互 第一第一节节 智能制造过程中人的角色和任务智能制造过程中人的角色和任务第一节第一节 智能制造过程中人的角色和任务智能制造过程中人的角色和任务 3 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系智能制造的目的不是“机器代替人”而是将机器的优势和人的智慧融合起来形成新的人机互动系统，产生新的生产力，完成更加复杂和具有创造性的任务。4 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与
2、设备的关系阅读数据、解读数据、分析数据、使用数据、借助于数据进行决策的“数据人”将可能成为技术人员的第一个新角色。5 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系在智能制造系统中巡视数据或监控数据，通在智能制造系统中巡视数据或监控数据，通过实时数据的接受和传送实现生产和设备维护过实时数据的接受和传送实现生产和设备维护管理。管理。“数据巡检员数据巡检员”成为第二个新角色。成为第二个新角色。6 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系当数据通过验收后，可以直接使用，技术人员也可据此迅速做出决策。通过虚拟验证了必要的数据，通过实体完成具体生产任务，而人是“两个“系统的决策者、
3、数据评估者和生产的优化者。因此，决策者、数据评估者、监督者、创新者是第三个新角色。7 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系智能制造过程的角色。（监督和评估数据）8 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第二节第二节 人在智能制造中的作用人在智能制造中的作用 9 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系 一、智能制造是互联网技术在工业领域的应用 二、工业互联网的价值基础是“大数据”三、大数据的利用成为人的重要任务 10 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系图是海尔集团的互联工厂的示意图。通过信息流（大数据）的再分配，建立若干个“创
4、客”，将传统的串联工艺流程转变为相互并联、交互、可视的互联网工厂，也是一个生态化的协同共创的平台。11 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第一个作用：人对智能制造有着基础性的支撑作用；第二个作用：整合有效数据包括：从正在使用的大量数据中选择针对公司不同人员集成有意义的信息；把获得的信息（数据）以合适的方式整合呈现，让员工更正确的理解生产过程的实际状况；为不同的数据终端（手机、平板、电脑显示器）准备不同的数据；为不同企业提供可参考的数据（如供应链管理）；第三个作用是可视化的生产过程中处理故障，质量监督；12 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系技术人员通过3
5、D可视化系统与建模的3D进行对比、评估，及时发现或预判存在的错误，实现实时质量检测等。13 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第4个作用是解决大数据处理中的信息安全。前面已经提到工业互联网的最大问题是信息安全，因为生产的产品是不可逆的，发给其他企业需要协同创新的错误信息也可以导致额外的损失。14 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第5个作用是“叠加信息的处理”。所谓“叠加信息”是指技术人员手里的移动数据终端中可以获取更多的信息，与环境信息实时匹配。比如，技术人员在“数据巡查”中，通过“穿戴设备”（数据眼镜），可获得额外的信息如设备的维修信息、地理数据、导
6、航数据、历史数据和建筑物理信息等 15 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系在工业互联网中这些“叠加数据信息”是实时的过程数据，通过人工的整合这些信息可以发送到云端，成为有价值的数据资源。上图为数据实时采集及数据共享系统。16 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第6个作用是支持工业设备的全球联网。智能制造的主要任务是解决最优化制造、实现制造效率最高、节约成本、个性化定制及环保等，这些目标的实现须基于工业互联网的全球化，只有当单个设备或单独的企业与全球互联网平台对接，发挥全球化优势和经验，才能真正实现智能制造。17 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人
7、与设备的关系四人与机器人“亲密合作”的安全问题 18 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系第三节 智能制造条件下的人机交互一、人机交互是智能制造的核心二、智能制造中人与机器将建立“新关系”三、人与机器人的信息数据交互 19 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系五智能制造中机器人的新应用五智能制造中机器人的新应用1.智能制造要求机器人具有变化能力和工作的灵活性；2.机器人技术为智能制造提供了基础 20 智能制造基础与应用第六章 智能制造过程中人与设备的关系六、综合分析发现，在智能制造领域人的任务重要包括：六、综合分析发现，在智能制造领域人的任务重要包括：1.解
8、读理解多样化的数据（大数据），通过标准化处理使其成为能与现实生产对接的有效数据；2.通过调用敏感的重要信息和数据，监管生产过程和质量；3.预先设计标准建模，通过VR技术模拟生产过程；4.采用动态可视化移动终端收集和使用数据，通过数据流检查设备故障或预测故障，需要时对生产过程进行干预，提供实时的人工支撑；5.建立学习型生产组织，在人机交互的平台上不断改进生产效率，满足个性化批量定制，创新生产模式和服务模式等；21 智能制造基础与应用第七第七章章 智能化智能化产品与服务智能化产品与服务智能化第一节第一节智能化家居智能化家居第二节第二节智能化仪器仪表智能化仪器仪表第三节第三节智能化智能化汽车汽车第四
9、节第四节智能化穿戴设备智能化穿戴设备第五节第五节智能化产品的远程服务应用智能化产品的远程服务应用智能化家居智能化家居11第一节第一节 23 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化从个人从个人3D打印设备到智能汽打印设备到智能汽车，各种智能产品在最近几车，各种智能产品在最近几年年份爆发。目前市场上的年年份爆发。目前市场上的智能产品主要有智能工业产智能产品主要有智能工业产品、智能交通产品、智能医品、智能交通产品、智能医疗产品、智能终端产品、智疗产品、智能终端产品、智能家居产品、智能物流、金能家居产品、智能物流、金融产品、智能电网以及其他融产品、智能电网以及其他智能产品等。无论多炫酷的智能
10、产品等。无论多炫酷的科技，最终都是要服务于人科技，最终都是要服务于人类、融入日常生活类、融入日常生活。24 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化重点智能产品市场化进程重点智能产品市场化进程 25 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化一、智能家居基本概念一、智能家居基本概念数字智能家居，又叫智能家居或智能住宅。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、数字智能家居，又叫智能家居或智能住宅。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环
11、保的居住环境。智能家居是在家庭产品自动化，智能化的舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。26 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化二、智能家居国内发展现状二、智能家居国内发展现状1994年-1999年萌芽期萌芽期开创期开创期徘徊期徘徊期融合演融合演变期变期 2011年-2020年 2000年-2005年 2006年-2010年 27 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化三、数字智能家居系统功能简述三、数字智能家居系统功能简述智能家居智能家居系统功能系统功能DHS
12、数字影院系统DHS背景音乐系统DHS安防监控系统DHS智能照明系统DHS电器控制系统DHS电动窗帘控制系统DHS网络中心系统 28 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化四、智能家居系统控制方式四、智能家居系统控制方式智能化仪器仪表智能化仪器仪表2 2第二节第二节 30 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化 在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下，仪器仪表技术不断的在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下，仪器仪表技术不断的进步，相继诞生了进步，相继诞生了PC仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统，微电仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统，微电子学和计算机等现代电
13、子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响的冲击和革命性的影响。对。对智能仪器仪表的结构、特点及应用进行了简单智能仪器仪表的结构、特点及应用进行了简单的介绍。的介绍。31 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化一、智能仪器仪表概述一、智能仪器仪表概述微处理器在微处理器在20世纪世纪70年代初期问世不久，就被引进电子测量和仪器领年代初期问世不久，就被引进电子测量和仪器领域，所占比重在各项计算机应用领域中名列前茅。在这之后，随着微处域，所占比重在各项计算机应用领域中名列前茅。在这之后，随着微处理器在体积
14、小、功能强、价格低等方面的进一步的发展，电子测量与仪理器在体积小、功能强、价格低等方面的进一步的发展，电子测量与仪器和计算机技术的结合就愈加紧密，形成了一种全新的微型计算机化仪器和计算机技术的结合就愈加紧密，形成了一种全新的微型计算机化仪器。由于这种含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑器。由于这种含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑判断、自动化操作及与外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被判断、自动化操作及与外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器，以区别于传统的电子仪器。近年来，智能仪器已开始从称为智能仪器，以区别于传统的电子仪器。近年来，智能仪
15、器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理方面发展，并具有模糊判断、故障判断、较为成熟的数据处理向知识处理方面发展，并具有模糊判断、故障判断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等功能，使智能仪器向更高的层容错技术、传感器融合、机件寿命预测等功能，使智能仪器向更高的层次发展。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力，目前已成为仪器次发展。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力，目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。技术与科学试验等产生了极其深远的影响。32 智能制造
16、基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化二、智能仪器仪表的结构二、智能仪器仪表的结构智能仪器仪表实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部智能仪器仪表实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电输出通道、人机接口电路、通信接口电路路、通信接口电路.其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入和处理，它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出输出(I/
17、O)接接口电路等组成，或者它本身就是一个单片微型计算机；模拟量输入口电路等组成，或者它本身就是一个单片微型计算机；模拟量输入/输出通输出通道用来输入道用来输入/输出模拟信号，主要由输出模拟信号，主要由A/D转换器、转换器、D/A转换器和有关的模拟转换器和有关的模拟信号处理电路等组成；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系，信号处理电路等组成；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系，主要由仪器面板中的键盘和显示器组成；通信接口电路用于实现仪器与计算主要由仪器面板中的键盘和显示器组成；通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命令，目前生产的智能仪器一机
18、的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命令，目前生产的智能仪器一般都配有般都配有GP-IB等通信接口。等通信接口。33 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化三、智能仪器的主要特点三、智能仪器的主要特点与传统的电子仪器相比较，智能仪器具有以下几个主要特点：与传统的电子仪器相比较，智能仪器具有以下几个主要特点：1.智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮式或琴键式切换开关来实施对仪器智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不在相互限制和牵的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不在相互限制和牵连连。2
19、.微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。3.智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动化测量水平。化测量水平。4.智能仪器具有友好的人智能仪器具有友好的人-机对话能力，使用人员只需通过键盘输入命令，仪器机对话能力，使用人员只需通过键盘输入命令，仪器就能实现某种测量和处理功能。就能实现某种测量和处理功能。5.智能仪器一般都配有智能仪器一
20、般都配有GP-IB或或RS232等通讯接口，使智能仪器具有可程控操等通讯接口，使智能仪器具有可程控操作的能力。作的能力。34 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化四、智能化仪器仪表的应用四、智能化仪器仪表的应用 1.在仪器仪表结构、性能改进中的应用在仪器仪表结构、性能改进中的应用；2.在虚拟仪器结构设计中的应用；在虚拟仪器结构设计中的应用；3.3.仪器仪表网络化中的应用仪器仪表网络化中的应用。智能仪器仪表是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术智能仪器仪表是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合。作为智能仪器核心部件的单片计算机
21、技术是与传统的仪器仪表技术的结合。作为智能仪器核心部件的单片计算机技术是推动智能仪器仪表向小型化、多功能化、人工智能化方向发展的动力。可以推动智能仪器仪表向小型化、多功能化、人工智能化方向发展的动力。可以预见预见,不久的将来不久的将来,各种智能化仪器仪表会应用于社会的各个领域。各种智能化仪器仪表会应用于社会的各个领域。智能化汽车智能化汽车33第三节第三节 36 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人
22、工智能及自合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。动控制等技术，是典型的高新技术综合体。37 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化一、一、.无人驾驶汽车技术无人驾驶汽车技术不少国家在开发无人驾驶汽车技术。这样的汽车并非科幻电影中的不少国家在开发无人驾驶汽车技术。这样的汽车并非科幻电影中的道具，英国道具，英国2010年就在部分机场投放这种无人驾驶汽车。在不久的年就在部分机场投放这种无人驾驶汽车。在不久的将来，英国政府将修建专门的无人驾驶汽车公路：或者在一般公路将来，英国政府将修建专门的无人驾驶汽车公路：或者在一般公路上开
23、辟无人驾驶汽车快速通道。有关专家表示，在解决城市交通问上开辟无人驾驶汽车快速通道。有关专家表示，在解决城市交通问题上，无人驾驶汽车因不用司机而成本更低，而且这些汽车采用电题上，无人驾驶汽车因不用司机而成本更低，而且这些汽车采用电力驱动，更加环保。无人驾驶汽车可和城市交通指挥中心联网，选力驱动，更加环保。无人驾驶汽车可和城市交通指挥中心联网，选择最好的路线，有效避免塞车。择最好的路线，有效避免塞车。38 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化英国无人驾驶汽车英国无人驾驶汽车法国法国无人无人驾驶汽车驾驶汽车 39 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化德国无人德国无人驾驶汽车驾
24、驶汽车谷歌无人谷歌无人驾驶汽车驾驶汽车 40 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化二、汽车导航技术二、汽车导航技术1.基本组成基本组成 汽车汽车 GPS 导航系统由两部分导航系统由两部分组成：一部分由安装在汽车上组成：一部分由安装在汽车上的的 GPS 接收机和显示设备组接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星心组成，两部分通过定位卫星进行联系。计算机控制中心是进行联系。计算机控制中心是由机动车管理部门授权和组建由机动车管理部门授权和组建的，它负责随时观察辖区内指的，它负责随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情定监控的汽车的
25、动态和交通情况。况。GPS导航示意图导航示意图 41 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化2.基本功能基本功能 整个汽车导航系统起码有整个汽车导航系统起码有两大功能：两大功能：一个是汽车踪一个是汽车踪迹监控功能，只要将已编码迹监控功能，只要将已编码的的 GPS 接收装置安装在汽接收装置安装在汽车上，该汽车无论行驶到任车上，该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图上指示出制中心的电子地图上指示出它的所在方位。它的所在方位。汽车导航系统框图汽车导航系统框图 42 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化3.GPS工作原理工作原理24颗颗
26、GPS卫星在离地面卫星在离地面1万万2千公里的高空上，千公里的高空上，以以12小时的周期环绕地小时的周期环绕地球运行，使得在任意时球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到点都可以同时观测到4颗以上的卫星。颗以上的卫星。GPS卫星示意图卫星示意图 43 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化三、新能源汽车技术三、新能源汽车技术新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形采用新型车载动力装置），综合
27、车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。电动汽车原理图电动汽车原理图电动汽车电动汽车充电充电 44 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化空气动力汽车空气动力汽车飞行汽车飞行汽车 45 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化 Avrocar AirCarX-HawkPAL-V智能化穿戴设备智能化穿戴设备4 4第四节第四节 47 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化“智能化穿戴设备智能化穿戴设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计
28、、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。48 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化1.iwatch苹果智能手表苹果智能手表iwatch苹果智能手表采用曲面玻璃设计，可以平展或弯曲，内部拥有通信苹果智能手表采用曲面玻璃设计，可以平展或弯曲，内部拥有通信模块，用户可通过它完成多种工作，包括调整播放清单、查看最近通话记录模块，用户可通过它完成多种工作，包括调整播放清单、查看最近通话记录和回复短信等。当然，它内部采用的自然是本家的和回复短信等。当然，它内部采用的自然是本家的iOS系统。系统。49 智能制造基础与应用第七
29、章 智能化产品与服务智能化2.智能手环智能手环智能手环是新兴起的一个科智能手环是新兴起的一个科技领域。它可以跟踪用户的技领域。它可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食日常活动、睡眠情况和饮食习惯，将数据与习惯，将数据与iOS/Android设备、云平台设备、云平台同步，帮助用户了解和改善同步，帮助用户了解和改善自己的健康状况，分享运动自己的健康状况，分享运动心得。如动动手环、心得。如动动手环、FashionCommL28-C运动运动手环等皆属该列。手环等皆属该列。50 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化3.谷歌眼镜谷歌眼镜谷歌眼镜本质上属于微型谷歌眼镜本质上属于微型投影仪投影仪+
30、摄像头摄像头+传感器传感器+存储传输存储传输+操控设备的结合操控设备的结合体。它可以将眼镜、智能体。它可以将眼镜、智能手机、摄像机集于一身，手机、摄像机集于一身，通过电脑化的镜片将信息通过电脑化的镜片将信息以智能手机的格式实时展以智能手机的格式实时展现在用户现在用户眼前。眼前。51 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化4.BrainLink智能头箍智能头箍BrainLink是由宏智力专是由宏智力专为为IOS系统研发的配件产系统研发的配件产品，它是一个安全可靠，品，它是一个安全可靠，佩戴简易方便的头戴式脑佩戴简易方便的头戴式脑电波传感器。它可以通过电波传感器。它可以通过蓝牙无线链接手
31、机、平板蓝牙无线链接手机、平板电脑、手提电脑、台式电电脑、手提电脑、台式电脑或智能电视等终端设备。脑或智能电视等终端设备。配合相应的应用软件就可配合相应的应用软件就可以实现意念力互动操控。以实现意念力互动操控。52 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化5.太阳能比基尼太阳能比基尼SolarBikini这款比基尼可以通过装配的光伏薄膜带，吸收太阳光并将能量为电能，然这款比基尼可以通过装配的光伏薄膜带，吸收太阳光并将能量为电能，然后为自己的智能手机或者其他小型数码产品进行充电。而且它并非是一件后为自己的智能手机或者其他小型数码产品进行充电。而且它并非是一件摆设，它也是一件真实的泳衣，女
32、性可以在水中游泳，待她们上岸后将泳摆设，它也是一件真实的泳衣，女性可以在水中游泳，待她们上岸后将泳衣晒干后便能充电。衣晒干后便能充电。53 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化6.社交牛仔裤社交牛仔裤SocialDenimReplay推出了第一款具有社推出了第一款具有社交功能的牛仔裤。这种牛仔裤交功能的牛仔裤。这种牛仔裤支持蓝牙功能，可以将牛仔裤支持蓝牙功能，可以将牛仔裤跟智能手机进行连接，你只需跟智能手机进行连接，你只需要点击前面口袋的小装置就可要点击前面口袋的小装置就可以进行即时通讯，方便用户更以进行即时通讯，方便用户更新新Facebook上的信息，另外上的信息，另外它还可以实
33、时你的情绪，追踪、它还可以实时你的情绪，追踪、分享个人的幸福感。分享个人的幸福感。54 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化7.卫星导航鞋卫星导航鞋绿野仙踪绿野仙踪给英国设计师给英国设计师多米尼克威尔考克斯带来了多米尼克威尔考克斯带来了灵感，发明了这款带有灵感，发明了这款带有GPS功能的皮鞋。这双鞋的脚后功能的皮鞋。这双鞋的脚后跟拥有一个非常先进的无线跟拥有一个非常先进的无线全球定位系统，通过全球定位系统，通过USB来来设定目的地。这款能够的皮设定目的地。这款能够的皮鞋使用起来也非常方面，当鞋使用起来也非常方面，当需要的时候，鞋跟轻轻敲击需要的时候，鞋跟轻轻敲击地面即可。地面即可。
34、55 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化8.可佩戴式多点触控投影机可佩戴式多点触控投影机微软研究院推出了一款新的可佩戴式多点触控投影机，可将任一平面变微软研究院推出了一款新的可佩戴式多点触控投影机，可将任一平面变成可触控显示器。成可触控显示器。智能化产品的远程服务应用智能化产品的远程服务应用5 5第五节第五节图片 57 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化三一重工集团主营混凝土机械、路面机械、桩工机械、履带起重机械等工程三一重工集团主营混凝土机械、路面机械、桩工机械、履带起重机械等工程机械，混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率国内第一，泵车产量世界第机械，混凝土输送泵
35、和全液压压路机市场占有率国内第一，泵车产量世界第一。在全球制造业向工业一。在全球制造业向工业4.0迈进之际，三一重工也在积极谋求向智能制造转迈进之际，三一重工也在积极谋求向智能制造转型，打造本土工业物联网开放平台。三一重工工业物联网发展基本可以分为型，打造本土工业物联网开放平台。三一重工工业物联网发展基本可以分为三个阶段：三个阶段：1.早期物联网探索阶段。早期物联网探索阶段。2.物联网大规模应用阶段。物联网大规模应用阶段。3.大数据和云平台阶段。大数据和云平台阶段。58 智能制造基础与应用第七章 智能化产品与服务智能化三一重工已经形成的三一重工已经形成的5000多个维度、每天多个维度、每天2亿
36、条、超过亿条、超过40TB的大数据资的大数据资源，基于这些数据，开展的大数据应用主要在以下几个方面：源，基于这些数据，开展的大数据应用主要在以下几个方面：一是预测宏观环境。三一重工与清华大学合作，推出了一是预测宏观环境。三一重工与清华大学合作，推出了“挖掘机指数挖掘机指数”，显示设备的施工时长和开工率等数据，根据开工率数据预测下个月固定资显示设备的施工时长和开工率等数据，根据开工率数据预测下个月固定资产投资增量，在一定程度上可以反映中国宏观经济走势。根据每个省数据产投资增量，在一定程度上可以反映中国宏观经济走势。根据每个省数据情况，发现各省固定资产投资走向，实时分析区域市场变化，指导营销。情况
37、，发现各省固定资产投资走向，实时分析区域市场变化，指导营销。二是分析产品结构。建立基于数据分析的研发模式，可以发现哪种型号的二是分析产品结构。建立基于数据分析的研发模式，可以发现哪种型号的产品更受欢迎，对于基于市场定位的产品研发有较强参考价值。产品更受欢迎，对于基于市场定位的产品研发有较强参考价值。三是预测设备故障。在设备出现故障征兆时提前维护，目前在出现故障三是预测设备故障。在设备出现故障征兆时提前维护，目前在出现故障的设备里有的设备里有50%可以事先预测，减少了客户的损失。可以事先预测，减少了客户的损失。四是预测配件需求。通过设备运行状况研究其跟配件消耗之间有什么样的四是预测配件需求。通过
38、设备运行状况研究其跟配件消耗之间有什么样的关联，建立起预测模型，可大大降低企业生产成本。关联，建立起预测模型，可大大降低企业生产成本。59 智能制造基础与应用第八章第八章 智能制造应用智能制造应用应用二：潍柴集团智能工厂建设应用案例应用二：潍柴集团智能工厂建设应用案例应用三：浪潮集团智能化解决方案应用三：浪潮集团智能化解决方案应用一：应用一：西门子（中国）有限公司双星轮胎智能西门子（中国）有限公司双星轮胎智能化技术解决方案化技术解决方案应用四：应用四：离散制造企业实现先进制造的生产作业计划离散制造企业实现先进制造的生产作业计划与调度分析与调度分析应用五：应用五：一体化智能管控提升鲁花集团协同效
39、率一体化智能管控提升鲁花集团协同效率应用六：智能化制造改造案例-以常林机械集团为例应用一：应用一：西门子（中国）有限公司双西门子（中国）有限公司双星轮胎智能化技术解决方案星轮胎智能化技术解决方案 61 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用创立于1847年的西门子股份公司是全球领先的技术企业，西门子公司业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。西门子公司最早在中国开展经营活动可以追溯到1872年。1985年西门子与中国政府签署了合作备忘录，成为第一家与中国进行深入合作的外国企业。62 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 2015年，西门子公司深化与全球领先的铝合金汽车零
40、配件制造商中信戴卡股份有限公司的合作，为其提供完整的数字化企业解决方案（以产品生命周期管理软件（PLM）、制造执行系统（MES）和全集成自动化（TIA）为核心的西门子数字化企业软件套件，以及相关的电气及信息化工程服务和技术支持，以帮助中信戴卡打造真正的数字化工厂。63 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 方案目标：对企业架构层级定义，全面构建各个层级的能力,打造全新的智能工厂。64 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用5.3 建设数字化工厂将涵盖如下20个关键因素：（1）先进工厂管理理念：数字化工厂的建设需要采用先进的生产管理模式，并结合公司自身的生产特点进行突破和创新，实现生产管理的敏
41、捷制造、准时交货、精益高 效和质量至上目标。（2）敏捷制造：要求数字化工厂能够敏捷响应市场需求的多样性变化，具有支持多品种小批量生产的动态调整能力；（3）准时交货：要求数字化工厂能够有效缩短产品的研制、生产周期，做到按照用户要求的交货期保质保量完成任务；（4）精益高效：代表数字化工厂追求精益的生产效率和管理能力，通过精细化管理以最小的投入达到最大的产出；（5）质量至上：要求数字化工厂通过全过程在线质量监控及六西格玛质量管理，实现一次性成功投产并满足用户的质量要求产品；65 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用6）全生命周期管理(PLM)：在数字化工厂内部涵盖产品制造及装配前期评估、工 艺设计
42、、工艺仿真、工厂布局模拟、虚拟产线运行、工艺信息发布到制造运营管理；（7）产品制造及装配前期评估：提前介入参与设计工作，提前进行虚拟工艺验 证和评估工作；（8）工艺设计：体现为基于知识和流程驱动下的的工艺规划及结构化工艺设计、覆盖多种专业工艺设计工作，支撑零件加工工艺、数控工艺、特种工艺、热 处理工艺、装配工艺、大修工艺和试车工艺等方面的全三维工艺设计能力。以工序、工步为对象，直接基于产品模型进行工艺编制、数控加工、质量检 验，实现数字化设计与工艺信息传递，全面实现全三维结构化工艺编制与管理；（9）工艺设计仿真：支持通过工艺仿真进行工艺验证和优化。零件加工仿真主要是数控加工仿真和虚拟机床仿真、
43、装配产品仿真、人机工程仿真等；66 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用（10）三维下厂：基于Web的在线作业指导，直接从 Teamcenter 服务器获取工艺内容，展示内容包括工艺结构、工序流程图（定义了工序/工步的串行并 行）、操作描述、零组件配套表、工艺资源和三维模型。三维模型包含对应的工序组合视图；（11）车间布局及物流优化：建立三维数字化车间或工厂的资源布局，包括工厂中所用的各种资源，通过三维工厂设计能清晰的明了工厂设计、布局与安装过程；具备物流优化，产线评估能力，验证安装操作可达性，装配过程路径分析，物料搬运过程模拟等仿真；（12）虚拟试运行调试：提供虚拟工厂模型同真实的工厂控制
44、器（如 PLC和 HMI）进行连接，以致来自不同领域的工程师（如设计和控制）使用公共模型进行 一起工作，在物理实施完成前，PLC 编程可以虚拟进行测试，达到生产线 的虚拟验证和提前测试能力。工艺知识库：经过验证的典型工艺知识积累，建立典型零件普通加工、NC加工、铸造、锻造、热表、装配、试车、检验工艺知识库；67 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用（13）过程制造执行系统(MEM)：并通过这一层的 MOM 系统实现的自动/柔性化生产线和的PLM和ERP连接和贯通,MES 部分主要包含有智能排程，生产计划、物料管 理，质量管理，设备管理和能源管理等功能模块；（14）制造执行管理：面向制造企业车
45、间执行层的生产信息化管理系统。可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质 量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集 成分解等管理模块；（15）制造智能：主要作为企业技术和制造知识积累和知识优化未来将以知识来驱动数字化工厂，主要依赖于企业管理和执行；智能排程是自动接收 ERP 下发的销售订单，并依据设备产能，物料信息，人员信息，设备日历，工序约束关系等进行智能分析和排程，并将排程结果 传递给MES计划模块，排程结果最终细度到达班组和机台；68 智能制造基础与应用第八章 智能制
46、造应用（15）制造智能：主要作为企业技术和制造知识积累和知识优化未来将以知识来驱动数字化工厂，主要依赖于企业管理和执行；智能排程是自动接收 ERP 下发的销售订单，并依据设备产能，物料信息，人员信息，设备日历，工序约束关系等进行智能分析和排程，并将排程结果 传递给MES计划模块，排程结果最终细度到达班组和机台；（16）生产计划：计划包含有密炼车间，压延车间，成型车间和硫化车间的计划管理，自动接收排程模块的排程结果；（17）物料管理：包含有物料主数据，制造BOM和物料追溯功能，满足轮胎的胶料、半成品和胎胚的追溯要求；69 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用（18）质量管理：包含有质量标准和模
47、板管理，过程质量收集和展示、X 光机、均匀 性、动平衡等质检设备的信息集成工作；（19）设备管理：包含有设备台账、设备基准、设备点/巡检、设备润滑和设备综合 分析等内容，逐渐提高设备预防性能力；（20）能源管理：包含有水、蒸汽、电的数据收集，能能源统计分析；70 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用5.4 全集成自动化（TIA）：（1）设备监控与数据采集（SCADA Supervisory Control And Data Acquisition）:数据采集与监视控制系统,具备实时数据采集，信息显示，设备控制，报警处理，历史数据存储及显示(趋势)等能力；（2）工业网络（Industry Ne
48、twork）：主要是构造整个生产现场工业网络，实现设备互联互通，同时同办公网络连接建立企业整体网络环境，未来根据需要 连接到互联网，建立广义企业网络环境；（3）物流自动化(Logistic)：包括仓储自动化、仓储到车间的物流自动化、车间内物流的自动化等方面内容；71 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用（4）生产线自动化(Automation)：主要是实现各种设备、工装、工具、测量仪器 等自动化、联网和数据的实时采集等，将引入工业控制 PLC，新一代工业机器人、工位终端 HMI、现场总线、现场传感器、物料识别 RFID、全集成自动化（终端监控及数据收集 TIA&WINCC）、先进数控机床和先
49、进生产线等。通过上述组件帮助能源装备制造企业打造软件与软件互联、软件与硬件互联的解决方案。如下图。72 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用（1）企业层&2-管理层（2）3-操作层（3）4-控制层&5-现场层 应用二：潍柴应用二：潍柴智能工厂建设方案智能工厂建设方案 74 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 75 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 76 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 77 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 78 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 79 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 80 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 81 智
50、能制造基础与应用第八章 智能制造应用 82 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 83 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 84 智能制造基础与应用智能制造应用 85 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 86 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 87 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 88 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 89 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 90 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 91 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用 92 智能制造基础与应用第八章 智能制造应用三、浪潮集三、浪潮集团团应用三应用三:青岛德盛机械制造有限公司信息