德国的工业4.0ppt课件
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工业4.0与中国制造2025发展及介绍PPT
数
据
传
有线传输
输
子
系
统
光纤
数据 抽取
关系数据库
数据 抽取
关系数据库
数据共享 交换接口
其他数据库
数据共享 交换接口
其他应用组件
无线传输
McWiLL GPRS/CDMA
…
3G 无线网桥 4G
采
集
与
控
RTU
RTU
RTU
PLC
PAC
DCS
制
子
现场标准信号接入层
系
统
油 套 电 载 温 注水
流
电
压 压 量 荷 度 压力
标准化
科学的科生学生产产观观
生产观 效率、质量、成本、安全 科学的生产观遵循的四项基本原则：
第一、如何提高效率？ 第二、如何降低成本？ 第三、如何提升质量？ 第四、如何保障安全？ 四项基本原则应该从生产力和生产关系两个方面来运作：
以先进的科学技术为技术抓手；以先进的管理科学为管理抓手。
工业4.0最好的满足了科学生产观的四项基本原则
建工业4.0平台
目”缩减为10个（投资84亿
欧元）；“工业4.0”一词
首次出现（投资2亿欧元）
《德国2020高技术战略》发布， 并重点推出11个“未来项目”
工业 4.0 的社会背景
1
2
3 4
老龄化社会带来的劳动力减少 资源匮乏，能效仍需提升 产业转移带来的国内制造业空心化
5 6 7 8
发展中国家技术实力不断增强
监控
生产 环境 自动 监测
生产现场视频监控
异常信息主动报警
有毒有害气体 浓度检测 泄漏检测
物联设备工作状态监控 物联设备入网标识监测 物联设备入网标识监测
最新工业4.0背景.教学讲义ppt课件
工业4.0产生的社会需求
产品个性化需求 随着社会的不断进步，人对产品个性化的需求越来越强 烈。生产高度灵活的工厂可以迎合顾客对产品个性化、多 样化、不断改变的要求，顾客甚至可以参与到在产品生产 过程中去——向工厂输入对产品的要求，以及创造力。 私人定制将成为一种趋势。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
云计算
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
大数据
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0产生的技术背景
人工智能
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业4.0在德国产生的背景
德国人的危机意识 在全球产业创新最活跃的互联网领域，全球市值最大 的20个互联网企业中没有德国企业，甚至没有欧洲企业。
第十一章 车间作业计划（PAC）的编制
11.1 PAC的概念 11.2 PAC的编制步骤 11.3 PAC的监督与控制 11.4 JIT模式
11.1 PAC的概念
11.1.1 什么是车间作业计划 （PAC） 11.1.2 车间作业计划（PAC） 在ERP中的层次关系
11.1.1 什么是车间作业计划（PAC）
德国人的机遇意识 智能制造不仅需要单项技术突破，也需要各种技术的 集成，而这正是德国的优势所在。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
德国核心的工业软件
工业4.0在德国产生的背景
德国人的机遇意识 德国的工业电子、基础材料、基础工艺、基础装备、基础元器 件一直在全球处于领先地位，机械出口占全球16%，居全球首位。
工业4.0产生的社会需求背景
生产人性化需求
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
工业讲解4.0图解
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需 的各种必需信息 设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
仪器仪表产品 供应链管理系统 产品全生命周期系统
第四次工业革命下的多模式交互
语音
图形/视觉
手势
多模式交互
面部表情 身体语言 眼球跟踪 肢体动作
以人为中心的基于信息物理系统的智能工厂辅助系统
基于上下文的自适应 故障诊断辅助工具
基于肢体动作的物理 辅助
移动式个性化自适应 的辅助导航系统
工业 CPS应用 智慧工厂 CPPS
能源 CPS应用 智能电网
…
安全、工程、教育、参考框架、模型
通过价值链实现横向集成
第四次工业革命自动化-信息物理 系统（CPS）
跨整 个价 值链 的工 程
垂直集成与网络化制造
第四次工业革命自动化-信息物理 系统（CPS）
在明天的智慧工厂，生产结构不会是固定的，预定义的。相 反，一组IT配置的 规则将被定义，可以根据具体情况 进行工 厂结构的拓扑结构配置组合，其中包括针对模型，数据，通信 和计算 算法的所有相关要求。
中国制造2025拉开工业互联网序幕 ----走出中国,进军世界.
制造商成员每年参加跨国采购大会
行业制造商突然成了媒体关注的焦点?
成功分享：
拓宽我们的客户渠道，让我们的潜在客户都能在第一时 间找到我们。 为中小企业经营和推广提供了更多可能的渠道，显现了 行业电子商务自身的存在价值。 企业品牌与信用的提高，成为行业的领头羊。 人力、物力成本的降低。 企业销售额的提升。 中国行业的标志性企业。 ……
工业4.0技术路线图(PPT34页)
硬件：硬件架构的体系化与标准化对类Linux的操作 系统形成有力的支撑，使智能硬件的开发环境与运 行环境更接近于PC，从而方便实现复杂的数据处理 与网络通讯功能；同时硬件性能的提升也使图像识 别这种复杂算法变为可能；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
未来的智能工厂
工业4.0技术路线图(PPT34页)培训课件 培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
CPS系统
RFID+PLC，条码+PLC组合将使工厂的 定制化生产成为可能；
条码+智能搬运车，智能货架+智能传 送的组合将明显提高工厂物流的效率；
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
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工业物联网应用场景
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伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
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标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
未来的智能工厂
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CPS系统
RFID+PLC，条码+PLC组合将使工厂的 定制化生产成为可能；
条码+智能搬运车，智能货架+智能传 送的组合将明显提高工厂物流的效率；
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
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工业物联网应用场景
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伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
工业4.0技术路线图(PPT34页)培训课件 培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
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标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
工业4.0技术路线图PPT(34张)
OPC UA-工业4.0技术路线图
工业4.0
工业4.0简介
工业4.0已成为近两年科技领域及财经领域的热门词汇，它是德国人根 据自身的工业基础、生产经验以及已有的科技手段所总结出的一套最 佳实践(Best-Practice)理论体系。
工业4.0 概念源于德国联邦教育部与联邦经济技术部的一份报告，该 报告中提出了一种崭新的“智能制造”模式，从而更加有效的整合生 产过程中的资源，并更加快速的适应来自市场的生产需求。
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台
SCADA系统的功能将向上延伸（更 丰富的业务处理能力及数据管理 能力）；
MES,EMS,WMS系统将向下扩展 （具备更多与底层设备进行通讯 的能力）；
伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
工业物联网应用场景
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
OPC UA简介
OPC UA又称为OPC统一架构，它是一套集信息模型定义， 服务集与通讯标准为一体的标准化技术框架。OPC UA规范 由OPC基金会主导制定，并由多家厂商参与技术层面的设 计、开发与产品化。
OPC UA架构的目的在于为行业内的软、硬件厂商和解决方 案提供商提供一套指导性的技术路线图，从而帮助它们无 缝的融入到工业4.0中的各个体系当中。
工业4.0
工业4.0简介
工业4.0已成为近两年科技领域及财经领域的热门词汇，它是德国人根 据自身的工业基础、生产经验以及已有的科技手段所总结出的一套最 佳实践(Best-Practice)理论体系。
工业4.0 概念源于德国联邦教育部与联邦经济技术部的一份报告，该 报告中提出了一种崭新的“智能制造”模式，从而更加有效的整合生 产过程中的资源，并更加快速的适应来自市场的生产需求。
RFID Reader+信息系统将增强生产各环 节的可追溯能力。
物联网平台
SCADA系统的功能将向上延伸（更 丰富的业务处理能力及数据管理 能力）；
MES,EMS,WMS系统将向下扩展 （具备更多与底层设备进行通讯 的能力）；
伴随着彼此之间的渗透与融合， 工业物联网平台将逐渐形成，并 凭借其标准而灵活的架构，方案 可定制化程度高等优势，将传统 系统取而代之。
工业物联网应用场景
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
OPC UA简介
OPC UA又称为OPC统一架构，它是一套集信息模型定义， 服务集与通讯标准为一体的标准化技术框架。OPC UA规范 由OPC基金会主导制定，并由多家厂商参与技术层面的设 计、开发与产品化。
OPC UA架构的目的在于为行业内的软、硬件厂商和解决方 案提供商提供一套指导性的技术路线图，从而帮助它们无 缝的融入到工业4.0中的各个体系当中。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
物联网平台系统在国内又称为两化融合系统，它是以 监控、管理及业务为导向的信息化系统。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网应用场景
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0概念体系
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网应用场景
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
大数据：作为工业大数据中的数据仓库层，负责将监控信 息，生产追溯信息与业务信息进行存档与汇总，并对外提 供历史查询服务及简单的数据分析服务。
标准而系统化的服务：实时数据服务，历史查询与分析服 务，事件与报警服务，事务与操作服务，会话与审计等；
软件: 软件工程的体系化，软件人才的充裕，以及底 层开发模块的开源与共享大大降低了工业软件的开 发周期与成本，同时丰富了工业软件的功能。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0体系的复杂性
众多专业领域：机械，电子，自动化，IT，工程管 理；
多样性应用技术：信息技术，感知技术，控制器， 人工智能，仓储物流。
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0技术路线图(PPT34页)
工业4.0概念体系
物理信息系统（Cyber-Physic System） 工业物联网（Industry Internet Of Things） 互联网服务（Internet Of Service）
工业4.0技术路线图(PPT34页)
OPC UA-工业4.0技术路线图(培训)(课堂PPT)
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2020/5/10
工业物联网应用场景
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2020/5/10
工业物联网特性
集中监控：与生产中各环节（生产，库存，能耗等）底层 设备进行通讯，并将它们的数据进行集中管理、实时监控 和统一分析；
信息化及SOA：将晦涩的感知信号变为简单易懂的数据； 将具体的控制指令转化为直观的操作方法；将零散的过程 化数据汇总为有价值的业务信息；
Prosys OPC提供OPC UA Java SDK和OPC UA Web API OPC基金会是OPC UA规范的制定者及OPC UA协议栈的提供者
2020/5/10
谢谢
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2
UA Server是由OPC UA框架(OPC UA SDK)二次开发生成的服务端程序，该 程序即可以是CPS体系中的CPS设备： PLC, RFID Reader或传感器，也可 以是物联网体系中的应用平台：MES，SCADA，EMS, WMS等。
UA Client负责与UA Server进行通讯，并访问UA Server中的数据与服务。 由UA Client开发的程序可以是界面应用（HMI、报表和报警中心），企 业管理与决策平台（ERP和大数据平台），物联网系统（与CPS设备进 行通讯的MES或SCADA）或是CPS设备（与RFID Reader进行协同的PLC）。
通用公司的工业互联网平台采用OPC UA框架，该产品已在能源管理系统，智能制造领 域得到应用。
SAP的智能制造管理系统能够无缝的与OPC UA对接
PLCopen与OPC UA的融合构成了新的行业标准-IEC 61131-3
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最新智能电网规约IEC 61970将OPC UA纳入其标准体系
Unified Automation是OPC UA Ansi C, C++和.NET SDK的供应商，同时也是UA客户端 UA Expert的提供者
工业4.0学习材料(PPT 40页)
应用场景
减少能耗
当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能 耗占总能耗的12%。工业4.0之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅 减少间歇期能耗
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。
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
工业4.0简介
工业4.0的概念
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未 有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。“工业4.0”概念包含了由集中 式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数 字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各 种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组 。
国际金融危机，凸显实体经济的重要性
美国、德国、英国等发达国家纷纷 提出以重振制造业为核心、以信息网络 技术、数字化制造技术应用为重点，旨 在依靠科技创新，抢占制造业新的制高 点的“再工业化”战略。
人口红 利消失
劳动力 供给减少
人口成 本上升
从事制造业 意愿降低
中国的“世界工厂”面临双重挑战
发达国家正在进行“再工业化”运动 东盟国家、印度和拉美国家则拥有更 低的劳动力和资源成本。
工业4.0学习材料
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战