包郵 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造
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復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 版權(quán)信息
- ISBN:9787030736734
- 條形碼:9787030736734 ; 978-7-03-073673-4
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類(lèi):>
復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 本書(shū)特色
本書(shū)為復(fù)雜產(chǎn)品制造行業(yè)提供了指導(dǎo),提高了產(chǎn)品的研發(fā)效率、制造水平,為重型裝備行業(yè)提供了向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的方向。
復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)以復(fù)雜產(chǎn)品為案例,分析了目前在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維等過(guò)程中存在的問(wèn)題,研究了如何基于網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺(tái)提高產(chǎn)品的研發(fā)和制造效率,提升運(yùn)維水平。本書(shū)從五個(gè)方面進(jìn)行介紹,分別為:網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)的發(fā)展模式、研發(fā)模式、制造模式、服務(wù)模式以及運(yùn)營(yíng)和管理模式。采用平臺(tái)協(xié)同開(kāi)展復(fù)雜重型裝備制造模式是提升復(fù)雜重型裝備的重要途徑,這不僅可以極大地提高我國(guó)的重型裝備制造技術(shù),而且極大地提高了我國(guó)在重型裝備行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。本書(shū)為復(fù)雜產(chǎn)品制造行業(yè)提供了指導(dǎo),提高了產(chǎn)品的研發(fā)效率、制造水平,為重型裝備行業(yè)提供了向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的方向。
復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 目錄
**篇 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)發(fā)展模式
第1章 新技術(shù)推動(dòng)的復(fù)雜重型裝備制造變革 3
1.1 新時(shí)代制造環(huán)境變化 3
1.2 復(fù)雜重型裝備行業(yè)簡(jiǎn)介 8
1.3 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)需求分析 12
1.4 新型制造模式—網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái) 16
1.5 本章小結(jié) 19
參考文獻(xiàn) 20
第2章 支持復(fù)雜重型裝備個(gè)性化定制的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)制造模式 22
2.1 制造模式的演進(jìn) 22
2.2 訂單驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)制造模式 29
2.3 模型驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜重型裝備設(shè)計(jì)/制造/運(yùn)維一體化運(yùn)營(yíng) 43
2.4 本章小結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 55
第3章 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)的演化運(yùn)行機(jī)制 57
3.1 平臺(tái)生命周期演化階段 57
3.2 平臺(tái)盈利模式的演進(jìn)與治理 61
3.3 平臺(tái)演化系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建 64
3.4 本章小結(jié) 68
參考文獻(xiàn) 69
第4章 基于創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜重型裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制 70
4.1 基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)的復(fù)雜重型裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建 70
4.2 復(fù)雜重型裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新模式 73
4.3 復(fù)雜重型裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生態(tài)系統(tǒng)治理機(jī)制 78
4.4 本章小結(jié) 84
參考文獻(xiàn) 85
第二篇 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)研發(fā)模式
第5章 基于平臺(tái)的個(gè)性化定制與異地跨組織的產(chǎn)品研發(fā) 89
5.1 復(fù)雜重型裝備的個(gè)性化定制 89
5.2 異地、跨組織的協(xié)同研發(fā)模式 91
5.3 復(fù)雜重型裝備異地、跨組織協(xié)同設(shè)計(jì)模式 100
5.4 本章小結(jié) 104
參考文獻(xiàn) 104
第6章 基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)的知識(shí)共享機(jī)制 105
6.1 復(fù)雜重型裝備設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中的知識(shí)增值和加工 105
6.2 面向流程的知識(shí)工程方法 108
6.3 基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)加密技術(shù) 118
6.4 知識(shí)的保護(hù)、共享和激勵(lì)機(jī)制 128
6.5 本章小結(jié) 137
參考文獻(xiàn) 137
第7章 基于用戶參與研發(fā)的平臺(tái)價(jià)值共創(chuàng) 139
7.1 傳統(tǒng)研發(fā)模式及用戶需求分析 140
7.2 用戶參與研發(fā)的動(dòng)因分析及參與方式 142
7.3 產(chǎn)品研發(fā)階段的價(jià)值創(chuàng)造模型 147
7.4 本章小結(jié) 151
參考文獻(xiàn) 151
第三篇 工藝驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式
第8章 工藝驅(qū)動(dòng)復(fù)雜重型裝備生產(chǎn) 155
8.1 復(fù)雜重型裝備工藝驅(qū)動(dòng)相關(guān)概念 155
8.2 基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)的工藝管理 158
8.3 本章小結(jié) 162
參考文獻(xiàn) 162
第9章 基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)的復(fù)雜重型裝備制造協(xié)同 163
9.1 裝備生產(chǎn)進(jìn)度協(xié)同 163
9.2 裝備生產(chǎn)質(zhì)量協(xié)同 179
9.3 區(qū)塊鏈保障下的數(shù)據(jù)協(xié)同 182
9.4 本章小結(jié) 187
參考文獻(xiàn) 187
第10章 基于協(xié)同平臺(tái)的設(shè)備安裝、調(diào)試和運(yùn)輸 189
10.1 基于虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)備安裝 189
10.2 設(shè)備調(diào)試與技術(shù)驗(yàn)收 194
10.3 復(fù)雜重型裝備運(yùn)輸 195
10.4 本章小結(jié) 200
參考文獻(xiàn) 200
第11章 工業(yè)4.0背景下的復(fù)雜重型裝備智能制造 201
11.1 復(fù)雜重型裝備智能制造相關(guān)概念 201
11.2 復(fù)雜重型裝備智能制造實(shí)現(xiàn)路徑 205
11.3 案例分析 208
11.4 本章小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 212
第四篇 需求驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)模式
第12章 基于平臺(tái)的復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)模式 215
12.1 需求交互過(guò)程中的用戶非結(jié)構(gòu)化需求 215
12.2 基于平臺(tái)的設(shè)備用戶需求結(jié)構(gòu)化分析 219
12.3 基于平臺(tái)的用戶服務(wù)需求挖掘 227
12.4 平臺(tái)協(xié)同服務(wù)總體模式 231
12.5 本章小結(jié) 240
參考文獻(xiàn) 240
第13章 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)中的價(jià)值發(fā)現(xiàn) 242
13.1 基于SCP的平臺(tái)價(jià)值發(fā)現(xiàn) 242
13.2 平臺(tái)服務(wù)價(jià)值鏈 247
13.3 平臺(tái)增值服務(wù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真 256
13.4 本章小結(jié) 263
參考文獻(xiàn) 263
第14章 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)運(yùn)維服務(wù) 264
14.1 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同運(yùn)維服務(wù)模式 264
14.2 考慮不完美信息的遠(yuǎn)程運(yùn)維診斷決策問(wèn)題 275
14.3 運(yùn)維服務(wù)之基于機(jī)器視覺(jué)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)案例 293
14.4 本章小結(jié) 300
參考文獻(xiàn) 300
第五篇 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理模式
第15章 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)管理與運(yùn)營(yíng)問(wèn)題分析 305
15.1 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)管理與運(yùn)營(yíng)概述 305
15.2 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)管理與運(yùn)營(yíng)模式 311
15.3 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)管理與運(yùn)營(yíng)分析 323
15.4 本章小結(jié) 333
參考文獻(xiàn) 333
第16章 考慮稀缺服務(wù)與質(zhì)量損失云制造服務(wù)組合問(wèn)題 335
16.1 問(wèn)題描述 336
16.2 DA-PESA2算法 340
16.3 數(shù)值試驗(yàn) 342
16.4 本章小結(jié) 347
參考文獻(xiàn) 348
第17章 復(fù)雜重型裝備定制企業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造利益分配 349
17.1 演化博弈模型基本假設(shè)與構(gòu)建 349
17.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造聯(lián)盟演化博弈模型構(gòu)建 352
17.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造仿真分析 358
17.4 本章小結(jié) 367
參考文獻(xiàn) 367
第18章 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)治理規(guī)則 369
18.1 基于數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)可拓展認(rèn)證管理體系 369
18.2 利益相關(guān)者行為管理模塊 380
18.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)用戶“跳單”行為研究 383
18.4 本章小結(jié) 395
參考文獻(xiàn) 396
復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造 節(jié)選
**篇 復(fù)雜重型裝備網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造平臺(tái)發(fā)展模式 第1章 新技術(shù)推動(dòng)的復(fù)雜重型裝備制造變革 近年來(lái)我國(guó)重型裝備制造業(yè)發(fā)展迅速,已經(jīng)成為世界裝備大國(guó),但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝、產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)理論和方法以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面,還缺乏一定的創(chuàng)新能力。復(fù)雜重型裝備是國(guó)之重器,產(chǎn)品研發(fā)制造周期、制造質(zhì)量和運(yùn)行水平?jīng)Q定著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防發(fā)展。當(dāng)前,新一代移動(dòng)信息技術(shù)、5G、智能制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化、智能化制造技術(shù)在提升產(chǎn)品創(chuàng)新速度和提高產(chǎn)品品質(zhì)方面得到了廣泛應(yīng)用。在此背景下,生產(chǎn)力是決定一切的關(guān)鍵因素,而復(fù)雜重型設(shè)備作為國(guó)之重器又是此次大變革的重要推動(dòng)力,采用平臺(tái)協(xié)同開(kāi)展復(fù)雜重型裝備制造模式是提升我國(guó)復(fù)雜重型裝備協(xié)同研發(fā)水平的重要途徑。 1.1 新時(shí)代制造環(huán)境變化 相比第三次工業(yè)革命,第四次工業(yè)革命是一個(gè)產(chǎn)業(yè)整合的過(guò)程,因?yàn)樾碌腎CT(information communications technology,信息通信技術(shù))能夠整合新的和經(jīng)典的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。當(dāng)前企業(yè)面臨著復(fù)雜的生產(chǎn)實(shí)踐,從引入新的信息物理系統(tǒng)(cyber-physical system,CPS)和智能工廠技術(shù)發(fā)展到調(diào)整或替換核心企業(yè)架構(gòu)、ICT基礎(chǔ)設(shè)施和流程。傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)向工業(yè)4.0過(guò)渡,不僅需要新的ICT,還需要在組織內(nèi)部和組織間開(kāi)發(fā)新的商業(yè)模式。 1.1.1 工業(yè)4.0的興起 工業(yè)4.0象征著第四次工業(yè)革命,即生產(chǎn)系統(tǒng)互聯(lián)互通、工業(yè)生態(tài)廣泛整合、人工智能深度融合的開(kāi)始[1]。工業(yè)4.0的主要目標(biāo)涉及橫向集成、縱向集成和端到端集成三種集成方式的運(yùn)用[2],這意味著需要在企業(yè)架構(gòu)、ICT集成和流程方面進(jìn)行變革[3]。工業(yè)4.0代表了當(dāng)前制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),包括CPS、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等主要使能技術(shù)[4]。在工業(yè)4.0中,嵌入式系統(tǒng)、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、語(yǔ)義機(jī)器對(duì)機(jī)器通信、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈和CPS技術(shù)正在將虛擬空間與物理世界相結(jié)合。此外,智能工廠等新一代工業(yè)系統(tǒng)正在興起,以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)物理環(huán)境中生產(chǎn)的復(fù)雜性。在這場(chǎng)新的ICT驅(qū)動(dòng)的技術(shù)演進(jìn)中,嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、CPS、工業(yè)集成和工業(yè)信息集成發(fā)揮著重要作用。 工業(yè)4.0的定義因?qū)W科而異。在工程、管理、控制和數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科中,工業(yè)4.0側(cè)重于技術(shù)進(jìn)步、組織設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理發(fā)展和市場(chǎng)轉(zhuǎn)型[5, 6]。從管理學(xué)的角度,工業(yè)4.0是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整合到工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造中,使制造商能夠利用完全數(shù)字化、互聯(lián)、智能和去中心化的價(jià)值鏈,為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提供更大的靈活性和穩(wěn)健性,并使他們能夠建立靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)部進(jìn)化發(fā)展,以應(yīng)對(duì)不斷變化的商業(yè)環(huán)境[7]。從運(yùn)營(yíng)管理的角度,工業(yè)4.0是技術(shù)、組織概念和管理原則的完整體現(xiàn),是經(jīng)濟(jì)高效、響應(yīng)迅速、有彈性和可持續(xù)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ),通過(guò)快速重新安排和重新分配其組成部分,在動(dòng)態(tài)和結(jié)構(gòu)上適應(yīng)供需環(huán)境的變化與能力[8]。 工業(yè)4.0已經(jīng)成為一種很有前途的技術(shù)框架,用于在組織內(nèi)部和組織間層面集成與擴(kuò)展制造流程。工業(yè)4.0的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步將為企業(yè)日益增長(zhǎng)的信息化轉(zhuǎn)型需求提供一套切實(shí)可行的解決方案。相比于傳統(tǒng)的自動(dòng)化框架,工業(yè)4.0更注重端到端的數(shù)字化與數(shù)字產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的融合,并尋找一個(gè)完整的一體化解決方案。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)完全顛覆了現(xiàn)有的生產(chǎn)體系,并被視為未來(lái)先進(jìn)制造業(yè)工業(yè)4.0的主要驅(qū)動(dòng)力[9]。值得注意的是,物聯(lián)網(wǎng)可以創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)以支持工業(yè)4.0中的智能工廠[10],這將大大提高生產(chǎn)部門(mén)的生產(chǎn)效率。現(xiàn)在,工業(yè)4.0將重塑工業(yè)組織的企業(yè)架構(gòu),利用現(xiàn)有的ICT基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)流程,并根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建工業(yè)4.0的CPS功能。在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)整合過(guò)程中,CPS的出現(xiàn)代表了從現(xiàn)有商業(yè)和市場(chǎng)模式的范式轉(zhuǎn)變,革命性的新應(yīng)用、服務(wù)和價(jià)值鏈將會(huì)出現(xiàn)。工業(yè)4.0的到來(lái)以及復(fù)雜工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的深刻變化,需要采用新的架構(gòu)和新的業(yè)務(wù)流程,以幫助工業(yè)組織適應(yīng)現(xiàn)有的企業(yè)架構(gòu)、支持轉(zhuǎn)型的ICT基礎(chǔ)設(shè)施、流程和關(guān)系。 對(duì)于工業(yè)4.0,學(xué)術(shù)界涌現(xiàn)的大量的新概念、新技術(shù)都涉及新型制造模式,但各有側(cè)重。這些新概念、新技術(shù)從第三次工業(yè)革命中的靈活和可重構(gòu)的制造系統(tǒng)與精益制造衍生而來(lái),并向由物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、電動(dòng)汽車(chē)、增材制造、云計(jì)算、人工智能和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的生產(chǎn)環(huán)境演變。例如,“云制造”這個(gè)概念將云計(jì)算的關(guān)鍵特征從ICT轉(zhuǎn)移到工業(yè)領(lǐng)域,描述了制造能力在云中封裝和服務(wù)的模型[11]。Cyber關(guān)注虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間,通常指來(lái)自互連系統(tǒng)的數(shù)據(jù)被處理后輔助運(yùn)營(yíng)決策[10]。社交和智慧城市關(guān)注通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)直接與消費(fèi)者互動(dòng)的機(jī)會(huì)[12]以滿足消費(fèi)者的需求。數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一般強(qiáng)調(diào)對(duì)戰(zhàn)略與商業(yè)模式創(chuàng)新的影響[13]。增材制造、先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)、人工智能、自動(dòng)駕駛車(chē)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)可用于解決工業(yè)4.0時(shí)代的物流問(wèn)題[6]。另外,運(yùn)籌學(xué)、工業(yè)工程和控制科學(xué)在工業(yè)4.0環(huán)境被廣泛用于車(chē)間控制[14]、產(chǎn)線設(shè)計(jì)[15]、區(qū)塊鏈智能合約設(shè)計(jì)[16]和彈性供應(yīng)鏈。運(yùn)營(yíng)管理也是工業(yè)4.0的基本要素之一,制造過(guò)程高度透明和數(shù)字技術(shù)成熟的公司能夠更靈活、更靈敏地對(duì)中斷做出反應(yīng)。這清楚地表明并強(qiáng)調(diào)了工業(yè)4.0趨勢(shì)和云制造、先進(jìn)運(yùn)營(yíng)管理和CPS映射的重要性[17]。 在工業(yè)4.0環(huán)境中,集成、整合和協(xié)調(diào)是現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的重點(diǎn)。工廠間的界限會(huì)逐漸消失,不同行業(yè)和不同地理區(qū)域的工廠將相互連接或整合。*有可能的是,企業(yè)將擁有一些可以繼續(xù)使用的現(xiàn)有遺留系統(tǒng),同時(shí),它會(huì)在運(yùn)營(yíng)中添加一組新的應(yīng)用程序。為了解決新應(yīng)用程序和現(xiàn)有應(yīng)用程序的集成問(wèn)題,一種被稱(chēng)為企業(yè)應(yīng)用程序集成[18]的ICT解決方案可以應(yīng)用。該系統(tǒng)采用不同的方法、在不同的平臺(tái)上創(chuàng)建,旨在連接當(dāng)前和新的系統(tǒng)流程,提供靈活便捷的流程集成機(jī)制。 雖然工業(yè)4.0概念已經(jīng)廣為人知,并且在工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深刻的影響,但是工業(yè)4.0依然面臨從工程到技術(shù)領(lǐng)域的廣泛挑戰(zhàn)。 (1)對(duì)于大量中小型制造型企業(yè)而言,現(xiàn)有的ICT基礎(chǔ)設(shè)施尚未完全準(zhǔn)備好支持工業(yè)4.0要求的數(shù)字化轉(zhuǎn)型[2, 19]。 (2)隨著越來(lái)越多的物理對(duì)象連接到制造網(wǎng)絡(luò),制造網(wǎng)絡(luò)需要更廣泛、高速的大量交易數(shù)據(jù)和信息,出現(xiàn)了可擴(kuò)展性問(wèn)題。 (3)為了分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和現(xiàn)有ICT系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),應(yīng)開(kāi)發(fā)和使用數(shù)據(jù)科學(xué)與數(shù)據(jù)分析技術(shù)。構(gòu)建集成來(lái)自大量異構(gòu)源的大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用程序可能是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 (4)隨著物理世界和虛擬空間的融合,工業(yè)4.0生態(tài)系統(tǒng)中的安全問(wèn)題將變得越來(lái)越重要[20]。工業(yè)4.0對(duì)信息安全和隱私保護(hù)的要求越來(lái)越高。現(xiàn)有技術(shù)可用于保護(hù)組織信息安全,但對(duì)于具有自己的安全規(guī)則和要求的工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō),可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 1.1.2 智能制造的發(fā)展 智能制造是一種新興的生產(chǎn)形式,它結(jié)合了以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、面向服務(wù)的計(jì)算、人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)為首的CPS的概念,將當(dāng)今和未來(lái)的生產(chǎn)資料與傳感器、計(jì)算平臺(tái)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)密集型建模、控制、模擬和預(yù)測(cè)工程相結(jié)合。智能制造利用網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、面向服務(wù)的計(jì)算、人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)的概念,提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平。目前,智能制造已經(jīng)引起了工業(yè)界、政府和學(xué)術(shù)界的關(guān)注,已經(jīng)形成了各種聯(lián)盟和討論組來(lái)開(kāi)發(fā)架構(gòu)、路線圖、標(biāo)準(zhǔn)與研究議程。 20世紀(jì)80年代以來(lái),人們使用不同的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述自動(dòng)化制造,從柔性制造單元到柔性制造系統(tǒng)再到計(jì)算機(jī)集成制造直到智能制造。大約在同一時(shí)間,日本開(kāi)始研究智能制造,并于1995年建立了智能制造系統(tǒng)計(jì)劃以支持工業(yè)研究。同時(shí),來(lái)自日本、美國(guó)、韓國(guó)和歐洲國(guó)家的主要公司已就智能制造展開(kāi)合作。近年來(lái),德國(guó)啟動(dòng)了工業(yè)4.0計(jì)劃,該計(jì)劃的名稱(chēng)指的是第四次工業(yè)革命。在這場(chǎng)變革中,德國(guó)專(zhuān)注于廠商的基礎(chǔ)技術(shù),如智能傳感、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及CPS。美國(guó)通用電氣公司引入了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的三大組成部分是智能設(shè)備、智能系統(tǒng)和智能決策[21]。2015年,中國(guó)國(guó)務(wù)院公布了一項(xiàng)提升國(guó)家制造能力的十年計(jì)劃,以趕上德國(guó)和美國(guó)等生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。中國(guó)工業(yè)和信息化部牽頭制定了“中國(guó)制造2025”倡議[22]。中國(guó)政府還制定了若干支持制造業(yè)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略計(jì)劃。在智能制造的某些特定領(lǐng)域,如高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能儀器和增材制造領(lǐng)域,中國(guó)做出了重大貢獻(xiàn),并初步建立了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。此外,云制造作為智能制造新形態(tài)的首次嘗試,*早在中國(guó)提出[23]。其成果已被許多學(xué)術(shù)著作廣泛引用和應(yīng)用。 智能制造是一種以新模式、新形式、新方法為基礎(chǔ)的,將傳統(tǒng)制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苤圃煜到y(tǒng)的新一代生產(chǎn)體系。智能制造系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)互通使用面向服務(wù)的架構(gòu),為終端用戶提供協(xié)作、可定制、靈活和可重構(gòu)的服務(wù),這是一種高度集成的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng),目的是在智能制造系統(tǒng)中構(gòu)建與生產(chǎn)相關(guān)的各個(gè)生產(chǎn)要素,使組織、管理、技術(shù)三個(gè)層次實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。人工智能通過(guò)提供學(xué)習(xí)、推理和行動(dòng)等典型特征,在智能制造系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)使用人工智能技術(shù),可以*大限度地減少人的參與[24]。隨著技術(shù)研發(fā)的不斷深入,自主感知、智能互聯(lián)、智能學(xué)習(xí)分析、智能決策等都將成為可能。 目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的關(guān)于智能制造的定義。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)表示,智能制造是一個(gè)完全集成的協(xié)同生產(chǎn)體系,能夠滿足工廠、供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和顧客的需要并根據(jù)不斷變化的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)。智能制造的本質(zhì)體現(xiàn)在五個(gè)方面,即新制造技術(shù)、制造大數(shù)據(jù)、可持續(xù)性、基于CPS的互聯(lián)互通和資源共享[25]。傳感器的部署、無(wú)線技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)分析的進(jìn)步都引發(fā)了對(duì)智能制造大數(shù)據(jù)分析的關(guān)注,這些數(shù)據(jù)來(lái)自材料特性、工藝參數(shù)、過(guò)程參數(shù),以及客戶和供應(yīng)商的各種來(lái)源,是保存和提煉與制造相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)及新知識(shí)的*佳資源。可持續(xù)性在智能制造領(lǐng)域至關(guān)重要,當(dāng)產(chǎn)品和流程的開(kāi)發(fā)以可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)*大的可持續(xù)性收益。可持續(xù)性不是關(guān)于制造什么,而是關(guān)于如何執(zhí)行。它是為再制造、翻新和再利用與制造提供平等地位的主要力量。由于可持續(xù)性,制造和服務(wù)之間的界限將保持模糊。在智能制造的背景下,CPS可看作一種機(jī)制,通過(guò)CPS,物理對(duì)象和軟件緊密交織在一起,使不同的組件能夠以多種方式相互交互以交換信息[26]。隨著制造業(yè)越來(lái)越數(shù)字化和虛擬化,許多創(chuàng)意和決策活動(dòng)將在數(shù)字空間中進(jìn)行。制造業(yè)已經(jīng)采用服務(wù)和合同模式,生產(chǎn)在第三方運(yùn)營(yíng)的設(shè)施中進(jìn)行。共享資源模式已經(jīng)取得成功,智能制造可能會(huì)受益于這些概念,以共享制造設(shè)備、軟件、專(zhuān)業(yè)知識(shí),尤其是協(xié)作建模和創(chuàng)意空間。運(yùn)輸也可能成為智能制造不可或缺的一部分,由于制造的分布式特性,材料、組件、產(chǎn)品和人員的運(yùn)輸很可能成為生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要成本項(xiàng)目。與制造資源類(lèi)似,人力資源可能會(huì)被大量共享。運(yùn)輸材料、組件的效率,產(chǎn)品和人員將影響制造成本。顧客服務(wù)的質(zhì)量與庫(kù)存水平、制造響應(yīng)時(shí)間和運(yùn)輸狀況密切相關(guān)
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