工业互联网的认识与思考说课讲解
50页1、关于工业互联网的认识与思考 东北大学2016 10 24 内容 工业互联网的由来工业互联网参考架构和层次结构工业互联网关键技术挑战与对策 世界现代化与科技革命的关系18 21世纪 世界的现代化过程两个阶段第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会的转变第二次现代化是从工业经济和工业社会向知识经济和知识社会的转变六次浪潮机械化 电气化 自动化 信息化 仿生化和体验化18 20世纪的科技重点是认识自然 改造自然和满足人类基本需求 21世纪的科技重点是认识人类自己 改变自身以及适应宇宙环境和宇航时代的需要 工业互联网的由来 工业革命第一次工业革命是18世纪晚期制造业的 机械化 所催生的 工厂制 彻底荡涤了家庭作坊式的生产组织方式第二次工业革命是20世纪早期制造业的 自动化 所创造的 福特制 流水生产线使得 大规模生产 成为制造业的主导生产组织方式 产品的同质化程度和产量实现 双高 人类正在迎接的第三次工业革命是制造业的 数字化 以此为基础的 大规模定制 可能成为未来的主流生产方式 发达国家都在推行 再工业化 工业互联网的由来 工业革命第一次工业革命是机械取代人力第二次工业革命是大
2、批量取代单件流第三次工业革命是自动取代手动第四次工业革命将由自动化升级为智能化 工业互联网的由来 德国工业4 0德国政府在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出 目的是为了提高德国工业的竞争力 在新一轮工业革命中占据先机建设一个网络 信息物理系统网络研究两大主题 智能制造 智能工厂实现三项集成企业内部所有生产 运营环节信息的纵向集成企业之间通过价值链以及网络实现资源的横向集成围绕产品全生命周期的价值链的端到端集成 工业互联网的由来 德国工业4 0从互联开始所有的设备 生产线 工厂 供应商 产品和客户实现万物互联 InternetofEverything IoE 推动生产方式大变身物联网和务联网渗透到工业的各个环节 大规模定制 服务型制造 创新驱动成为主流 工业互联网的由来 德国工业4 0工厂里并非空无一人人的体力劳动减少 工作内容集中于创新与决策领域机器和人的分工更新 人行使创新与决策的权力 牢牢把握对机器的指挥权 机器则主要负责自我调节和完善灰领取代蓝领传统蓝领的工作不再重要 员工的职责将从简单的操作 执行层面转为更加复杂而重要的控制和规划等层面 除了编程 灰领还要能解读复杂数据
3、 与管理人员组成团队 协同工作经理和工人的界线趋于模糊 工业互联网的由来 工业互联网美国通用电气公司倡导 强调通过智能机器间的连接并最终将人机连接 结合软件和大数据分析 来重构全球工业智能和互联产品 机器 资源和人有机结合 工业互联网的由来 机器间互相通信 机器设备更加智能 人类世界 数字世界与机器世界融合并存 复杂的物理机械 网络传感器以及软件系统集成 从而提高生产与经营效率 工业互联网通用电气算过一笔账 1 原则假设将燃气发电厂的效率提高1 就可以为全球节省660亿美元的燃油高能耗行业消耗了大约50 的工业能源 通过流程集成 生命周期优化以及电机等设备的高效利用和维护 工业互联网可能将其能耗降低15 到20 通用电气预测 2030年工业互联网将为全球带来15万亿美元的GDP 工业互联网的由来 中国制造2025我们已经有了载人航天 歼20 歼31战机 航空母舰 却不能生产让老百姓满意的马桶盖我们用着进口的装备 雇请外国技术专家和管理者 按照国外的标准生产产品 贴上跨国公司的标签 直接运到国外 随着土地 劳动力 资源 环境等要素成本的迅速提高 这种发展方式已经走到尽头中国制造面临两面夹
4、击发达国家的技术优势发展中国家的成本优势 工业互联网的由来 中国制造2025一条主线体现信息技术与制造技术深度融合的数字化 网络化 智能化制造四个转变 工业互联网的由来 由要素驱动向创新驱动转变由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变由资源消耗大 污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变由生产型制造向服务型制造转变 从世界科技和产业发展的历程看 每次工业革命都是由科技革命引发并推动的信息科技在推动全球新一轮科技革命的同时 也正在推动新一轮工业革命发达国家都在积极布局新兴战略产业 争抢新一轮工业革命的制高点当前工业生产系统越来越复杂 集成度越来越高 网络连接越来越广 互联网与工业融合已经成为必然 工业互联网的由来 我们的思考通用电气主要是从工业发展战略和生产方式革命的角度出发提出的工业互联网 称之为广义的工业互联网我们从互联网研发与应用的角度思考 工业互联网是互联网从信息消费领域走向工业生产领域的必然产物 是指满足工业领域需求的互联网 称之为狭义的工业互联网 工业互联网的由来 工业互联网参考架构和层次结构 工业互联网参考架构 工业互联网通过传输网络实现工业管理网络 控制网络 传感网络与互联网络
5、等的融合 将工业基础设施 工业信息化系统 数据分析决策系统和行业工作者等融为一个整体系统 工业互联网层次结构 感知层从工业物联网中获取网络状态信息和生产相关信息 提供给上层供分析决策 同时执行来自上层的命令 实现对工业生产和网络的管控网络层从感知层获取状态信息 根据用户需求进行路由决策 实现信息流的实时高效可靠传输 通过学习和推理机制 进行网络性能优化 工业互联网层次结构 工业云通过虚拟化技术实现对工业环境中计算资源和存储资源等的动态管理和调配 提供平台 知识和数据等服务 实现生产 管理以及价值链相关业务的动态调度 匹配和组合决策层依据下层提供的信息和上层用户的需求进行智能决策 实现满足工业生产需求的自动控制 工业互联网层次结构 服务层供应链管理 SupplyChainManagement SCM 客户关系管理 CustomerRelationshipManagement CRM 产品数据管理 ProductDataManagement PDM 企业资源计划 EnterpriseResourcePlanning ERP 制造执行系统 ManufacturingExecutionSyst
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