如項目一所述，智能制造是通過智能化的感知、人機交互等技術(shù)，實現(xiàn)制造裝備的智能化，是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合與集成。因此，智能制造的發(fā)展是和智能硬件密不可分的。傳統(tǒng)的制造裝備通過應(yīng)用智能硬件技術(shù)而具有了信息采集、分析和執(zhí)行的能力，從而在智能制造的全生命周期中占據(jù)了重要的地位。引言：智能硬件如圖所示，智能制造體系中的智能硬件可以分為三類，分別是高端制造裝備、關(guān)鍵基礎(chǔ)器件和智能產(chǎn)品，各自以工業(yè)機器人、智能傳感器和智能終端為代表。本節(jié)重點講述這三類的代表硬件及其關(guān)鍵技術(shù)。工業(yè)機器人、智能傳感器、3D打印技術(shù)引言：智能硬件任務(wù)一

構(gòu)建工業(yè)機器人系統(tǒng)模型ANNUAL教學(xué)課件01工業(yè)機器人概念02工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)功能03工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù)04工業(yè)機器人分類與參數(shù)05工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)鏈與應(yīng)用模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目一走進工業(yè)制造技術(shù)工業(yè)機器人概念I(lǐng)ndustrialrobotconcepto1工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的現(xiàn)代制造業(yè)智能化裝備，它集機械、電子、控制、計算機、傳感器和人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體，能自動執(zhí)行工作，靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能。它既可以接受人類的指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運行。1、工業(yè)機器人定義工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)功能Industrialrobotstructurefunction02一臺完整的工業(yè)機器人由以下幾部分組成：一般由3個部分、6個子系統(tǒng)組成，如圖所示。工業(yè)機器人的組成1）機械部分機械部分包括工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，是工業(yè)機器人的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)決定了機器人的用途、性能和控制特性①機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。包括基座和執(zhí)行機構(gòu)，有些機器人還具有行走機構(gòu)，是機器人的主要承載體。②驅(qū)動系統(tǒng)。包括工業(yè)機器人動力裝置和傳動機構(gòu)，按動力源分為液壓、氣動、電動和混合動力驅(qū)動，其作用是提供機器人各部位、各關(guān)節(jié)動作的原動力，使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作。工業(yè)機器人的組成包括工業(yè)機器人的感受系統(tǒng)和機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)，是工業(yè)機器人的信息來源，能夠獲取有效的外部和內(nèi)部信息來指導(dǎo)機器人的操作⑵傳感部分①感受系統(tǒng)。感受系統(tǒng)是工業(yè)機器人獲取外界信息的主要窗口，機器人根據(jù)布置的各種傳感元件獲取周圍環(huán)境狀態(tài)信息，對結(jié)果進行分析處理后控制系統(tǒng)對執(zhí)行元件下達相應(yīng)的動作命令。②機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)。機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是工業(yè)機器人與外部環(huán)境中的設(shè)備進行相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。工業(yè)機器人的組成括工業(yè)機器人的人-機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，是工業(yè)機器人的核心，決定了生產(chǎn)過程的加工質(zhì)量和效率，便于操作人員及時準(zhǔn)確地獲取作業(yè)信息，按照加工需求對驅(qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號并進行控制。⑶控制部分①人-機交互系統(tǒng)。人機交互系統(tǒng)是人與工業(yè)機器人進行信息交換的設(shè)備，主要包括指令給定裝置和信息顯示裝置，人機交互技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機器人的示教、監(jiān)控、仿真、離線編程和在線控制等方面②控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號，支配工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)完成規(guī)定動作的系統(tǒng)。工業(yè)機器人的組成工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù)KeyTechnologiesofindustrialrobots03工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)是推動機器人系統(tǒng)不斷發(fā)展和進步的重要支撐，其技術(shù)的研發(fā)和突破能夠提高工業(yè)機器人系統(tǒng)的控制性能、人機交互性能和安全可靠性，提升工業(yè)機器人任務(wù)重構(gòu)、偏差自適應(yīng)調(diào)整的能力，實現(xiàn)工業(yè)機器人的系列化設(shè)計和批量化制造。工業(yè)機器人有3類關(guān)鍵技術(shù)：整機技術(shù)、部件技術(shù)以及集成應(yīng)用技術(shù)工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)⑴整機技術(shù)是指以提高工業(yè)機器人產(chǎn)品的可靠性和控制性能，提升工業(yè)機器人的負(fù)載/自重比，實現(xiàn)工業(yè)機器人的系列化設(shè)計和批量化制造為目標(biāo)的機器人技術(shù)主要有本體優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、機器人系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)、機器人批量化生產(chǎn)制造技術(shù)、快速標(biāo)定和誤差修正技術(shù)、機器人系統(tǒng)軟件平臺等。工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)⑵部件技術(shù)是指以研發(fā)高性能機器人零部件，滿足工業(yè)機器人關(guān)鍵部件需求為目標(biāo)的機器人技術(shù)。主要有高性能伺服電機設(shè)計制造技術(shù)、高性能/高精度機器人專用減速器設(shè)計制造技術(shù)、開放式/跨平臺機器人專用控制(軟件)技術(shù)、變負(fù)載高性能伺服控制技術(shù)等。①伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，能將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信號以驅(qū)動控制對象。②減速器通常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置，起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，一般由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動組成工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)⑶集成應(yīng)用技術(shù)集成應(yīng)用技術(shù)是指以提升工業(yè)機器人任務(wù)重構(gòu)、偏差自適應(yīng)調(diào)整能力，提高機器人人機交互性能為目標(biāo)的機器人技術(shù)，主要有基于智能傳感器的智能控制技術(shù)、遠(yuǎn)程故障診斷及維護技術(shù)、基于末端力檢測的力控制及應(yīng)用技術(shù)、快速編程和智能示教技術(shù)、生產(chǎn)線快速標(biāo)定技術(shù)、視覺識別和定位技術(shù)等。視覺識別定位技術(shù)是其中的代表性技術(shù)。視覺識別和定位技術(shù)是一項涉及人工智能、圖像處理、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等多領(lǐng)域的綜合技術(shù)，與工業(yè)機器人結(jié)合非常緊密，廣泛地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的缺陷檢測、目標(biāo)識別與定位和智能導(dǎo)航等方面。工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)視覺識別和定位技術(shù)在工業(yè)機器人領(lǐng)城的應(yīng)用主要有以下3個方面(1)視覺測量。針對精度要求較高(毫米級甚至為微米級)的零部件，使用人的肉眼無法完成其精度測量，通過引入視覺非接觸測量技術(shù)構(gòu)成機器人柔性在線測量系統(tǒng)，能夠有效獲取零部件表面質(zhì)量和基本尺寸信息。(2)視覺引導(dǎo)。基于機器視覺技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地找到目標(biāo)零件并確認(rèn)其位置，采用模式識別的方式，在三維圖像中獲取目標(biāo)點或目標(biāo)軌跡，引導(dǎo)工業(yè)機器人進行抓取、加工等操作，提高生產(chǎn)智能化程度，實現(xiàn)自動化作業(yè)。(3)視覺檢測。通過機器視覺檢測完成產(chǎn)品的制造工藝檢測、自動化跟蹤、追溯與控制等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，識別零件的存在或缺失以保證部件裝配的完整性，判別產(chǎn)品表面缺陷以保證生產(chǎn)質(zhì)量。工業(yè)機器人的關(guān)鍵技術(shù)工業(yè)機器人分類與參數(shù)Classificationandparametersofindustrialrobots04一、工業(yè)機器人的分類分類方法。工業(yè)機器人的分類方式多種多樣，比較常見的有按作業(yè)用途分類、按運動自由度數(shù)分類以及按控制系統(tǒng)的控制方式分類等。（1）工業(yè)機器人按照具體的作業(yè)用途，可以分為點焊機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人、檢測機器人以及裝配機器人等；點焊機器人噴漆機器人1、按作業(yè)用途分類（1）工業(yè)機器人按照具體的作業(yè)用途，可以分為點焊機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人、檢測機器人以及裝配機器人等；搬運機器人1、按作業(yè)用途分類（1）工業(yè)機器人按照具體的作業(yè)用途，可以分為點焊機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人、檢測機器人以及裝配機器人等；檢測機器人裝配機器人1、按作業(yè)用途分類（1）工業(yè)機器人按照具體的作業(yè)用途，可以分為點焊機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人、檢測機器人以及裝配機器人等；涂膠機器人1、按作業(yè)用途分類工業(yè)機器人的自由度數(shù)一般為2~7個，按運動自由度數(shù)分類可分為簡易型和復(fù)雜型。簡易型的為2~4個自由度，復(fù)雜型的為5~7個自由度。機器人的自由度數(shù)是機器人的一個重要技術(shù)指標(biāo)，指的是操作機各運動部件獨立運動的數(shù)目之和。這種運動只有直線運動和旋轉(zhuǎn)運動兩種形態(tài)。機器人腕部的任何復(fù)雜運動都可由這兩種運動來合成。按照機器人具有的運動自由度數(shù)分類的方式也適用于非工業(yè)機器人，自由度數(shù)越多，機器人的柔性越大，結(jié)構(gòu)和控制也就越復(fù)雜。2、按自由度分類◆連續(xù)軌跡控制機器人：能夠在運動軌跡的任意熱定數(shù)量的點處停留，但不能在這些特定點之間沿某一確定的路線運動。機器人要經(jīng)過的任何一點都必須儲存在機器人的存儲器中。◆點位控制機器人：只能控制從一個特定點移動到另一個特定點，而無法控制其移動路徑的機器人?！艨煽剀壽E機器人：又稱作計算軌跡機器人，其控制系統(tǒng)能夠根據(jù)要求，精確的計算出直線、圓弧、內(nèi)插曲線和其他軌跡。在軌跡中的任何一點，機器人都可以達到較高的運動精度。因此，只要輸入符合要求的起點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)以及指定軌跡的名稱，機器人就可以按指定的軌跡運行?！羲欧团c非伺服型機器人：伺服型機器人可以通過某些方式（比如智能傳感器）感知自己的運動位置，并把所感知的位置信息反饋回來控制機器人的運動；非伺服型機器人則無法確定自己是否已經(jīng)到達指定位置。按照控制系統(tǒng)的控制方式，工業(yè)機器人可分為如下幾類：3、按控制方式分類1）可編程生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性自動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量、多品種且具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)（FMS）中的一個重要組成部分。二、工業(yè)機器人的特點2）擬人化工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的腿部、足部、腰部、大臂、小臂、手腕、手爪等部分。此外，智能化工業(yè)機器人還有許多類似人的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。二、工業(yè)機器人的特點3）通用性除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。二、工業(yè)機器人的特點3）通用性除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。三、工業(yè)機器人的參數(shù)工業(yè)機器人應(yīng)用IndustrialRoboticsapplications05上游的碳纖維原材料和核心零部件，中游的工業(yè)機器人制造，以及下游的機器人系統(tǒng)集成。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游的原材料和核心零部件包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器、芯片等。中游的工業(yè)機器人制造包括搬運機器人、焊接機器人以及機器人等。下游的機器人系統(tǒng)集成負(fù)責(zé)實現(xiàn)機器人與計算機設(shè)備智能協(xié)作工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈●環(huán)境惡劣或有危險的場合。某些領(lǐng)域的作業(yè)因有害健康或有生命危險等因素而不適于人工操作，必須用工業(yè)機器人完成，如核污染、有輻射、高溫高熱等環(huán)境。工業(yè)機器人的應(yīng)用工業(yè)機器人主要被應(yīng)用在三種場合：●特殊作業(yè)場合。某些場合因為空間狹小、環(huán)境真空等原因，只能采用工業(yè)機器人進行作業(yè)，比如衛(wèi)星的回收、地底環(huán)境監(jiān)測等。工業(yè)機器人主要被應(yīng)用在三種場合：工業(yè)機器人的應(yīng)用●自動化生產(chǎn)領(lǐng)域。某些高復(fù)性、高強度、高精度操作的作業(yè)，使用全年無休的工業(yè)機器人，可以有效降低人工成本，降低故障率，提升工作效率。工業(yè)機器人主要被應(yīng)用在三種場合：工業(yè)機器人的應(yīng)用隨著工業(yè)機器人向更深更廣方向的發(fā)展，以及機器人智能化水平的提高，工業(yè)機器人的應(yīng)用范圍在不斷擴大，在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，如無人偵察機、警備機器人、醫(yī)療機器人等。工業(yè)機器人的應(yīng)用智慧工廠整體解決方案和真正的無人工廠實例。在這些應(yīng)用實例中，自動生產(chǎn)線上的機器人不僅具備嫻熟的裝配技藝，相互之間還可以“溝通”——如果前一臺機器人的裝配速度提高，它會通知后一臺機器人提前做好準(zhǔn)備。不僅如此，這些機器人之間的相互溝通和配合，使它們可以脫離人工控制而完成生產(chǎn)任務(wù)。由此可見，在智能制造體系中，工業(yè)機器人是支撐整個系統(tǒng)有序運作必不可少的關(guān)鍵硬件。工業(yè)機器人作為智能裝備智能化的代表，是智能制造的基石，也是智能制造的重點方向。YOURTITLE任務(wù)二

構(gòu)建3D打印技術(shù)模型項目一工業(yè)制造技術(shù)模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目一走進工業(yè)制造技術(shù)3D打印技術(shù)概念3D打印技術(shù)原理3D打印材料與設(shè)備3D打印技術(shù)應(yīng)用構(gòu)建3D打印技術(shù)的模型3D打印技術(shù)概念3Dprintingtechnologyconcept013D打印技術(shù)概念3D打印技術(shù)又稱增材制造技術(shù)（additivemanufacturing，AM），是相對于傳統(tǒng)機械加工的減材制造而言的。該技術(shù)是基于三維數(shù)據(jù)模型，通過增加材料逐層制造的方式，來直接制造三維實體模型的一種制造方法。3D打印技術(shù)原理Principleof3Dprintingtechnology02一、3D打印技術(shù)原理3D打印技術(shù)基于離散-堆積原理，將復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加。自由成形制作過程快數(shù)字化驅(qū)動累加式的成型方式無須使用刀具、模具就能制造零部件制造工藝流程短、全自動，并可實現(xiàn)現(xiàn)場制造無論是哪種增材制造工藝，都是由三維數(shù)據(jù)直接或間接地驅(qū)動設(shè)備進行加工的具有較高的復(fù)制性和互換性二、3D打印技術(shù)的優(yōu)勢3D打印材料與設(shè)備3Dprintingmaterialsandequipment03一、3D打印材料材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的核心之一，目前常使用的3D打印材料有金屬粉末、光敏樹脂、熱塑性塑料、高分子聚合物、石膏、紙、生物活性高分子等。而隨著科學(xué)技術(shù)的進步，復(fù)合材料、功能梯度材料、智能材料、納米材料等新型材料已經(jīng)成為目前3D打印材料研究的熱點。光固化打印機采用紫外光在液態(tài)光敏樹脂表面進行掃描選擇性激光燒結(jié)打印機采用高功率的激光，把粉末加熱燒結(jié)在一起形成零件熔融沉積打印機采用熱融噴頭，使塑性纖維材料經(jīng)熔化后從噴頭內(nèi)擠壓而出，并沉積在指定位置后固化成形黏結(jié)劑噴射打印機采用類似噴墨打印機噴頭的工作方式二、3D打印設(shè)備3D打印技術(shù)應(yīng)用Applicationof3Dprintingtechnology043D打印產(chǎn)業(yè)鏈3D打印技術(shù)的應(yīng)用1）設(shè)計方案評審2）制造工藝與裝配檢驗3）功能樣件制造4）模具的快速制造5）建筑總體布局、裝修方案的展示和評價6）科學(xué)計算數(shù)據(jù)實體可視化7）醫(yī)學(xué)與醫(yī)療工程8）首飾和工藝品的快速開發(fā)與個性化定制9）動漫造型設(shè)計的指導(dǎo)和評價10）電子器件和光學(xué)器件的設(shè)計制作3D打印技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建3D打印技術(shù)的模型Buildamodelof3Dprintingtechnology053D打印步驟利用計算機三維軟件對所制作產(chǎn)品進行建模三維建模在三維模型設(shè)計完成以后，沿模型水平面將其切割成一定數(shù)量的二維薄片數(shù)據(jù)分割準(zhǔn)備好打印材料，整個打印過程類似于噴墨打印機。打印一般包括剝離、固化、修整、上色等。對于使用樹脂等材料加工的產(chǎn)品，還需進行光固化，固化后經(jīng)一定的修整和上色等工藝就可以完成打印過程。后處理M3002什么是3D打印智能傳感技術(shù)隨著智能化時代的到來，智能產(chǎn)品、智能工廠、智能家居等概念越來越多的出現(xiàn)在我們生活之中。智能化的實現(xiàn)需要智能傳感器來對生活中的物理世界進行監(jiān)測監(jiān)控，并將所獲得的數(shù)字信號傳遞給計算機進行處理。那么什么是智能傳感器技術(shù)？01傳感器02智能傳感器03智能傳感器的特點04智能傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈及應(yīng)用任務(wù)三

構(gòu)建智能傳感系統(tǒng)模型ANNUAL問題提出模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目一走進工業(yè)制造技術(shù)傳感器Sensors01傳感器是智能傳感器的基礎(chǔ)單元，它的作用主要是感受和測量物理世界的被測量物，將采集量按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成有用輸出：將非電量轉(zhuǎn)換為電量。傳感器的組成原理如圖所示。傳感器的組成其中：01敏感元件，是傳感器的重要組成部分，其作用是感受物理世界的信息并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦畔?，完成非電量的預(yù)變換。02變換器，是將感受的非電量變換為電量的器件。例如電阻變換器和電感變換器，可將位移量直接變換為電容值、電阻值及電感值。變換器也是傳感器不可缺少的重要組成部分。智能傳感器Intelligentsensor02定義智能傳感器（intelligentsensor）是具有信息處理功能的傳感器。它帶有微處理器，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理器相結(jié)合的產(chǎn)物。智能制造把智能傳感器引入工業(yè)生產(chǎn)中，利用它獨有的數(shù)據(jù)采集能力優(yōu)勢打造高度自動化的生產(chǎn)模式。智能傳感器定義智能傳感器中的微處理器可以對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行計算、存儲和處理，也可以通過反饋回路對傳感器進行調(diào)節(jié)。不僅如此，微處理器還可以使智能傳感器具有雙向通信功能，能通過工業(yè)以太網(wǎng)接口或無線接口，將測量的數(shù)據(jù)上傳至傳感器網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端監(jiān)控和校準(zhǔn)等功能。智能傳感器的結(jié)構(gòu)智能傳感器的結(jié)構(gòu)智能傳感器的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：智能傳感器的實現(xiàn)方式包括以下三種：1）非集成化實現(xiàn)是將傳統(tǒng)傳感器、信號調(diào)理電路以及具有數(shù)據(jù)總線接口的微處理器組合為一個整體而構(gòu)成的一個智能傳感器系統(tǒng)。非集成式智能傳感器是對傳統(tǒng)傳感器的二次包裝和開發(fā)，其結(jié)構(gòu)一般如圖4-5所示。智能傳感器的實現(xiàn)方式2）集成化實現(xiàn)是指借助半導(dǎo)體技術(shù)，將傳感器部分與信號放大調(diào)理電路、接口電路和微處理器單元等制作在一塊芯片上，因此又可稱為集成智能傳感器。智能傳感器的實現(xiàn)方式3）混合實現(xiàn)是指根據(jù)需要，將系統(tǒng)各個集成化環(huán)節(jié)如敏感單元、信號調(diào)理電路、微處理器單元、數(shù)字總線接口等，以不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上。混合實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)如圖所示。智能傳感器的實現(xiàn)方式智能傳感器特點Intelligentsensor03在線校準(zhǔn)：操作者輸入零值或某一標(biāo)準(zhǔn)量值后，自動校準(zhǔn)軟件可以自動對傳感器進行在線校準(zhǔn)。自動補償能力：通過微處理器的軟件計算，對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應(yīng)時間等方面的不足進行自動補償。自診斷：接通電源后，可對傳感器進行自檢，檢查傳感器各部分是否正常，并可診斷發(fā)生故障的部件。智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比較具有如下特點：智能傳感器的特點智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比較具有如下特點：智能傳感器的特點雙向通信：微處理器與傳統(tǒng)傳感器之間構(gòu)成閉環(huán)，微處理器不但接收、處理傳感器的數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，對測量過程進行調(diào)節(jié)和控制。數(shù)值處理：可以利用內(nèi)部程序自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理，剔除異常值等。信息存儲和記憶：存儲傳感器的特征數(shù)據(jù)和組態(tài)信息。數(shù)字量輸出：輸出數(shù)字通信信號，可方便地和計算機或現(xiàn)場線路相連。智能傳感器應(yīng)用Intelligentsensor041、智能傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈智能傳感器廣泛應(yīng)用在航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中。特別是高科技的發(fā)展使智能傳感器倍受青睬。例如，智能傳感器在智能機器人領(lǐng)域就有著廣闊的應(yīng)用前景，因為智能傳感器如同人的五官，可以使機器人具備各種人類感知功能。新一代的高級智能傳感器將成為工業(yè)自動化的心臟。以機器人行業(yè)為例，發(fā)展機器智能対人機交互技術(shù)、機器視覺技術(shù)都提出了更高的要求，這些必須依靠傳感器技術(shù)來實現(xiàn)。傳感器技術(shù)的革新和進步，勢必會為機器人和其它自動化行業(yè)帶來相應(yīng)進步。2、智能傳感器應(yīng)用相對于傳統(tǒng)制造業(yè)，以智能工廠為代表的未來制造業(yè)是一種理想的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠智能地編輯產(chǎn)品特性、成本、物流管理、安全、時間以及可持續(xù)性等要素。將智能傳感器應(yīng)用于智能生產(chǎn)線和工業(yè)機器人，并將其采集到的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)等上傳至智能制造系統(tǒng)，可以有效監(jiān)控生產(chǎn)線正常運作，減少人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率。作為現(xiàn)代信息技術(shù)重要支柱之一的智能傳感器技術(shù)，必將成為工業(yè)領(lǐng)域在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個制高點。2、智能傳感器應(yīng)用M3003什么是傳感技術(shù)M3004什么是智能傳感器M3026智能傳感器在智慧城市中“智能垃圾管理”的應(yīng)用M3035智能傳感器在制造業(yè)中的應(yīng)用MM01虛擬制造技術(shù)定義02虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)03數(shù)字化虛擬制造在制造業(yè)中應(yīng)用任務(wù)四

構(gòu)建虛擬制造系統(tǒng)ANNUAL模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目一走進工業(yè)制造技術(shù)虛擬制造技術(shù)定義Definitionofvirtualmanufacturingtechnology01虛擬制造(VirtualManufacturing，簡稱VM)是指以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機仿真和建模技術(shù)為支持，對生產(chǎn)制造過程進行系統(tǒng)化組織與分析，并對整個制造過程建模，在計算機上進行設(shè)計評估和制造活動仿真的技術(shù)。虛擬制造技術(shù)強調(diào)用虛擬制造模型描述制造全過程，在實際的物理制造之前就具有了對產(chǎn)品性能及其可制造性的預(yù)測能力。虛擬制造技術(shù)定義虛擬制造技術(shù)定義虛擬制造集成了三維模型與虛擬仿真的制造活動，從而代替現(xiàn)實世界中的物體與操作，是一種知識與計算機輔助系統(tǒng)技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在生產(chǎn)制造過程中的一種應(yīng)用。虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)KeyTechnologiesofvirtualmanufacturing02可制造性自動分析、分布式制造技術(shù)、決策支持工具、接口技術(shù)、智能設(shè)計技術(shù)、建模技術(shù)、仿真技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。其中，后4項是虛擬制造的核心技術(shù)。虛擬制造關(guān)鍵技術(shù)智能設(shè)計技術(shù)是對傳統(tǒng)計算機設(shè)計技術(shù)（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）的研究和加強，既具有傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)的數(shù)值計算和圖形處理能力，又能滿足設(shè)計過程自動化的要求，對設(shè)計的全過程提供智能化的計算機支持，因此又被稱為智能CAD系統(tǒng)，簡稱ICAD。虛擬設(shè)計與虛擬制造流程如圖4-19所示。1、智能設(shè)計技術(shù)虛擬制造系統(tǒng)(VirtualManufacturingSystem，簡稱VMS)是現(xiàn)實制造系統(tǒng)(RealManufacturingSystem，簡稱RMS)在虛擬環(huán)境下的映射，是RMS的模型化、形式化和計算機化的抽象描述和表示。VMS的建模包括生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型和工藝模型三種類型。如表4-5所示。

2、建模技術(shù)建模類型

仿真，就是應(yīng)用計算機將復(fù)雜的現(xiàn)實系統(tǒng)抽象并簡化為系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運行此模型，從而獲知原系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計性能。仿真是以系統(tǒng)模型為對象的研究方法，不會干擾實際生產(chǎn)系統(tǒng)。而且，利用計算機的快速運算能力，仿真可以用很短時間模擬實際生產(chǎn)中需要很長時間的生產(chǎn)周期，因此可以縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費，并可重復(fù)仿真，優(yōu)化實施方案。3、仿真技術(shù)仿真步驟建立系統(tǒng)模型運行仿真模型輸出結(jié)果并分析研究系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)確定仿真算法建模技術(shù)運行模型驗證結(jié)論建立仿真模型12345仿真分類虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR）是綜合利用計算機圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計算機生成的可交互的三維環(huán)境(稱為虛擬環(huán)境)中提供沉浸感覺的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括操作者、機器和人機接口三個基本要素。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對真實世界進行動態(tài)模擬，通過用戶的交互輸入，及時按輸出修改虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感覺。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。4、虛擬現(xiàn)實技術(shù)數(shù)字化虛擬制造在制造業(yè)中應(yīng)用03應(yīng)用計算機仿真技術(shù)，對零件的加工方法、工序順序、工裝選用、工藝參數(shù)選用，加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、連接件之間的連接性、運動構(gòu)件的運動性等均可建模仿真。建立數(shù)字化虛擬樣機是一種嶄新的設(shè)計模式和管理體系。1、虛擬產(chǎn)品制造虛擬樣機是基于三維CAD（計算機輔助設(shè)計，ComputerAidedDesign）的產(chǎn)物。三維CAD系統(tǒng)是造型工具，能支持“自頂向下”和“自底向上”等設(shè)計方法，完成結(jié)構(gòu)分析、裝配仿真及運動仿真等復(fù)雜設(shè)計過程，使設(shè)計更加符合實際設(shè)計過程。三維造型系統(tǒng)能方便地與CAE（計算機輔助工程，ComputerAidedEngineering）系統(tǒng)集成，進行仿真分析；能提供數(shù)控加工所需的信息，如NC（ComputerNumberControl）代碼，實現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。1、虛擬產(chǎn)品制造一個完整的虛擬樣機應(yīng)包含如下的內(nèi)容：零部件的三維CAD模型及各級裝配體，三維模型應(yīng)參數(shù)化、適合于變形設(shè)計和部件模塊化。與三維CAD模型相關(guān)聯(lián)的二維工程圖。三維裝配體適合運動結(jié)構(gòu)分析、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計分析。形成基于三維CAD的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，ProductDataManagment）結(jié)構(gòu)體系。從虛擬樣機制作過程中，摸索出定制產(chǎn)品的開發(fā)模式及所遵循的規(guī)律。三維整機的檢測與試驗。虛擬企業(yè)是目前國際上一種先進的產(chǎn)品制造方式，采用的是“兩頭在內(nèi)，中間在外”的啞鈴型生產(chǎn)經(jīng)營模式，即“產(chǎn)品開發(fā)”和“銷售”兩頭在公司內(nèi)部進行，而中間的機械加工部分則通過外協(xié)、外購方式進行。2、虛擬企業(yè)●虛擬企業(yè)的特征：企業(yè)地域分散化。虛擬企業(yè)從用戶訂貨、產(chǎn)品設(shè)計、零部件制造，以及裝配、銷售、經(jīng)營管理都可以分別由處在不同地域的企業(yè)聯(lián)作，進行異地設(shè)計、異地制造、異地經(jīng)營管理?！裉摂M企業(yè)的主要基礎(chǔ)建立在先進制造技術(shù)基礎(chǔ)上的企業(yè)柔性化；采用計算機上完成產(chǎn)品從概念設(shè)計到最終實現(xiàn)的全過程模擬的數(shù)字化虛擬制造；計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這三項內(nèi)容是構(gòu)成虛擬企業(yè)不可缺少的必要條件。M3028虛擬制造概念M3005福特公司的虛擬制造M3029智能設(shè)計技術(shù)概念M3030建模技術(shù)概念M3031仿真技術(shù)概念M3032虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念M3033虛擬產(chǎn)品制造M3006虛擬企業(yè)未來的智能工廠將實現(xiàn)高度互聯(lián)與集成，而編碼與識別技術(shù)是企業(yè)實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、信息集成與共享的基礎(chǔ)。工業(yè)識別技術(shù)能夠為生產(chǎn)、物流過程實時提供準(zhǔn)確的信息，助力企業(yè)實現(xiàn)智能制造。工業(yè)識別是實現(xiàn)智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)。引言-工業(yè)識別01

機器視覺技術(shù)概念02機器視覺系統(tǒng)的組成03機器視覺的應(yīng)用04智能工廠對機器視覺的需求任務(wù)十八

認(rèn)識機器視覺技術(shù)ANNUAL問題提出模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)識別技術(shù)機器視覺技術(shù)概念Technicalconceptsofmachinevision01機器視覺系統(tǒng)是指用計算機實現(xiàn)人的視覺功能，也就是用計算機來實現(xiàn)對客觀的三維世界的識別。機器視覺技術(shù)定義機器視覺系統(tǒng)的組成Thecomponentsofamachinevisionsystem02機器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、圖像的輸出或顯示。機器視覺系統(tǒng)的組成實際上是將被測物體的可視化圖像和內(nèi)在特征轉(zhuǎn)換成能被計算機處理的一系列數(shù)據(jù)，它主要由三部分組成：照明、圖像聚焦形成、圖像確定和形成攝像機輸出信號。1、圖像的獲取2、視覺信息的處理主要依賴于圖像處理技術(shù)，它包括圖像增強、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的提升，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。視覺信息的處理：機器視覺系統(tǒng)主要是利用顏色、形狀等信息來識別環(huán)境目標(biāo)。2、視覺信息的處理機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及應(yīng)用Machinevisionindustrychainandapplication031、機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈廣泛應(yīng)用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)的各個方面。在流水化作業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面，有時需要由工作人員觀察、識別、發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的錯誤和疏漏。若引入機器視覺取代傳統(tǒng)的人工檢測方法，能極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的良品率。同時，機器視覺技術(shù)還能在檢測超標(biāo)準(zhǔn)煙塵及污水排放等方面發(fā)揮作用。利用機器視覺，能夠及時發(fā)現(xiàn)機房及生產(chǎn)車間的火災(zāi)、煙霧等異常情況。利用機器視覺中的面相檢測和人臉識別技術(shù)，可以幫助企業(yè)加強出入口的控制和管理，提高管理水平，降低管理成本。近年來新興行業(yè)的發(fā)展，也為機器視覺拓展了新的市場空間。2、機器視覺的應(yīng)用1）在太陽能領(lǐng)域太陽能電池和模塊生產(chǎn)者可以使用機器視覺，裝配、檢測、識別和跟蹤產(chǎn)品。2）在交通監(jiān)控領(lǐng)域可以利用車牌識別技術(shù)，發(fā)現(xiàn)違章停車、逆行、交通肇事車輛等。3）自然災(zāi)害領(lǐng)域在對地震、山體滑坡、泥石流、火山噴發(fā)的發(fā)現(xiàn)、識別、防范，以及對河流水文狀況的監(jiān)測等領(lǐng)域，機器視覺技術(shù)都有巨大應(yīng)用空間等待發(fā)掘。2、機器視覺的應(yīng)用4）在工業(yè)領(lǐng)域在工業(yè)在線檢測的各個領(lǐng)域，機器視覺技術(shù)都十分活躍，如：印刷電路板的視覺檢查、鋼板表面的自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質(zhì)檢測、機械零件的自動識別分類和幾何尺寸測量等。此外，許多場合使用其它方法難以完成檢測任務(wù)，機器視覺系統(tǒng)則可出色勝任。機器視覺正越來越多地在工業(yè)領(lǐng)域代替人類視覺，這無疑很大程度上提高了生產(chǎn)的自動化水平和檢測系統(tǒng)的智能水平。2、機器視覺的應(yīng)用智能工廠對機器視覺的需求Theneedformachinevisioninintelligentfactories04機器視覺在智能工廠中扮演著重要的角色，可以有效增加產(chǎn)能、提高產(chǎn)品合格率。在選擇小型機器視覺系統(tǒng)時，傳統(tǒng)工業(yè)智能相機的優(yōu)勢是體積小、集成度高、便于開發(fā)使用；嵌入式機器視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢則在于配置相當(dāng)有彈性，可配備較高等級的CPU處理器，支持多通道相機，并具備高擴展性。智能工廠對機器視覺的需求在選用機器視覺系統(tǒng)時，需要考慮以下因素：1）處理器計算性能在機器視覺圖像采集與分析的過程中，處理器的計算能力至關(guān)重要。圖像數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)后，必須通過系統(tǒng)處理器進行計算與圖像質(zhì)量優(yōu)化，因為受限于CPU計算資源，能夠處理的圖像數(shù)據(jù)量也會受到限制。然而，若能通過FPGA的支持，將圖像的矩陣計算在交給CPU計算之前做好過濾以及優(yōu)化處理，則可大幅加速圖像處理的性能，降低CPU負(fù)擔(dān)，一方面，可以把系統(tǒng)資源留給機器視覺系統(tǒng)的核心—圖像算法，另一方面，還可更實時的處理大數(shù)據(jù)量的圖像，讓高速及復(fù)雜的圖像處理與分析得以實現(xiàn)。智能工廠對機器視覺的需求2）圖像傳感器的優(yōu)劣圖像傳感器是機器視覺系統(tǒng)的靈魂，直接影響著圖像的質(zhì)量。如果要將機器視覺應(yīng)用在高端高速的檢測應(yīng)用上，那么傳感器的質(zhì)量和尺寸，就會成為選用系統(tǒng)時必須考慮的要點。3）生產(chǎn)線環(huán)境工廠的環(huán)境通常是較為惡劣的，例如在飲料生產(chǎn)的包裝線，系統(tǒng)可能會直接接觸到液體。而在工具機加工的環(huán)境中，則是充滿切削工件的惡劣環(huán)境。如果機器視覺系統(tǒng)需要就近配置在嚴(yán)苛的生產(chǎn)線環(huán)境中，則應(yīng)根據(jù)需求，確定是否選用具備防水、防塵能力的產(chǎn)品。4）軟件開發(fā)環(huán)境軟件解決方案開發(fā)的難易度與整合度的高低，是所有導(dǎo)入智能化系統(tǒng)的工程人員心中的一大擔(dān)憂，也往往是決定項目成敗的最重要因素。如何縮短開發(fā)時間，降低開發(fā)成本是關(guān)鍵。智能工廠對機器視覺的需求M3007什么是機器視覺技術(shù)M3008機器視覺要掌握哪些技能MMMMMM01

射頻識別技術(shù)概念02射頻識別技術(shù)的基本原理03射頻識別技術(shù)的特征04射頻識別技術(shù)的工作頻率05射頻識別技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用任務(wù)二

認(rèn)識射頻識別技術(shù)ANNUAL問題提出模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)識別技術(shù)射頻識別技術(shù)概念ConceptofRFIDtechnology01射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)定義射頻識別技術(shù)的基本原理ThebasicprincipleofRFIDtechnology02射頻識別技術(shù)的基本原理在RFID系統(tǒng)中，射頻識別部分主要由閱讀器和應(yīng)答器兩部分組成，閱讀器與應(yīng)答器之間的通信采用無線的射頻方式進行耦合。其識別過程基本原理如圖所示。12.1射頻識別技術(shù)的基本原理分類標(biāo)準(zhǔn)號說明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC10536密耦合非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC14443近耦合非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC15693疏耦合非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000基于貨物管理的RFID空中接口參數(shù)ISO/IEC18000-1空中接口一般參數(shù)ISO/IEC18000-2低于135kHz頻率的空中接口參數(shù)ISO/IEC18000-313.56MHz頻率下的空中接口參數(shù)ISO/IEC18000-42.45GHz頻率下的空中接口參數(shù)ISO/IEC18000-6860-930MHz的空中接口參數(shù)ISO/IEC18000-7433MHz頻率下的空中接口參數(shù)數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC15424數(shù)據(jù)載體/特征識別符ISO/IEC15418EAN、UCC應(yīng)用標(biāo)識符及ASCMH10數(shù)據(jù)標(biāo)識符ISO/IEC15434大容量ADC媒體用的傳送語法ISO/IEC15459物品管理的唯一識別號（UID）ISO/IEC15961數(shù)據(jù)協(xié)議：應(yīng)用接口ISO/IEC15962數(shù)據(jù)編碼規(guī)則和邏輯存儲功能的協(xié)議ISO/IEC15963射頻標(biāo)簽（應(yīng)答器）的唯一標(biāo)識性能標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18046RFID設(shè)備性能測試方法ISO/IEC18047有源和無源的RFID設(shè)備一致性測試方法ISO/IEC10373-6按ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)對非接觸式IC卡進行測試的方法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC10374貨運集裝箱標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18185貨運集裝箱密封標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11784動物RFID的代碼結(jié)構(gòu)ISO/IEC11785動物RFID的技術(shù)準(zhǔn)則ISO/IEC14223動物追蹤的直接識別數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC17363和17364一系列物流容量（如貨盤、貨箱、紙盒等）識別的規(guī)范ISO/IEC制定的RFID標(biāo)準(zhǔn)可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)4類，如本表所示。射頻識別技術(shù)的特征CharacteristicsofRFIDtechnology03通過電磁耦合方式實現(xiàn)的非接觸自動識別技術(shù)。需要利用無線電頻率資源，并且須遵守?zé)o線電頻率使用的眾多規(guī)范。由于存放的識別信息是數(shù)字化的，因此通過編碼技術(shù)可以方便實現(xiàn)多種應(yīng)用。可以方便地進行組合建網(wǎng)，以完成多規(guī)模的系統(tǒng)應(yīng)用。涉及計算機、無線數(shù)字通信、集成電路、電磁場等眾多學(xué)科。射頻識別技術(shù)的特征射頻識別作為一種特殊的識別技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的條碼、插入式IC卡和生物（例如指紋）識別技術(shù)，具有下述特征：射頻識別技術(shù)的工作頻率WorkingfrequencyofRFIDtechnology04

低頻高頻超高頻微波工作頻率125-134KHz13.56MHz433MHz868~915MHz2.45GHz5.8GHz讀取距離<60cm0~60cm1m~100m1m~100m速度慢快快很快方向性無無部分有有現(xiàn)有的ISO標(biāo)準(zhǔn)11784/85，1422314443/15693EPCC0,C1,C2,G218000-4主要應(yīng)用范圍進出管理、固定設(shè)備管理圖書館、產(chǎn)品跟蹤、公交消費貨架、卡車、拖車跟蹤收費站、集裝箱表RFID主要頻段標(biāo)準(zhǔn)及特性射頻識別技術(shù)的工作頻率射頻識別技術(shù)的應(yīng)用Applicationofradiofrequencyidentificationtechnology05●實現(xiàn)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的自動化和實時化，彌補企業(yè)計劃層與控制層之間的“信息斷層”，及時掌握生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)。●有效跟蹤、管理和控制生產(chǎn)所需資源和在制品，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明化和可視化管理。1、射頻識別技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用優(yōu)勢RFID在數(shù)字化車間中的應(yīng)用主要包括產(chǎn)品管理、設(shè)備智能維護、車間混流制造。采用RFID技術(shù)可實現(xiàn)產(chǎn)品與主機之間的信息交互、產(chǎn)品的可視化跟蹤管理、元器件壽命定量監(jiān)控與預(yù)測。2、RFID技術(shù)的數(shù)字化車間3、基于RFID技術(shù)的智能產(chǎn)品全生命周期管理Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipisicingelit智能化是機電產(chǎn)品的未來發(fā)展的重要方向和趨勢，產(chǎn)品智能化的關(guān)鍵之一，在于如何實現(xiàn)其全生命周期信息的快速獲取和共享。RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)的有效集成能實時、高效地獲取產(chǎn)品在加工、裝配、服役等階段狀態(tài)信息，同時通過網(wǎng)絡(luò)傳輸使生產(chǎn)商及時掌握所生產(chǎn)的產(chǎn)品全生命周期的工況信息，為制造企業(yè)后臺服務(wù)支撐、遠(yuǎn)程指令下達以及用戶的個性化設(shè)計改進提供有力的數(shù)據(jù)支持。將RFID系統(tǒng)與制造企業(yè)自動出入庫系統(tǒng)集成，可實現(xiàn)在制品和貨品出入庫自動化與貨品批量識別。RFID技術(shù)和GPS技術(shù)的集成，可以實現(xiàn)制造企業(yè)在制品精確定位，同時通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)物流信息共享與產(chǎn)品全程監(jiān)控，從而優(yōu)化企業(yè)采購過程。將智能物流系統(tǒng)與企業(yè)ERP（企業(yè)管理軟件）、MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)無縫對接，可以實現(xiàn)快速響應(yīng)訂單并減低產(chǎn)品庫存，提升制造企業(yè)在制品物流管理的智能化水平。LOREM4、基于RFID技術(shù)的制造物流智能化目前，RFID技術(shù)已經(jīng)在車間物流管理、供應(yīng)鏈管理以及物流園管理中得到成功應(yīng)用，可進一步推廣應(yīng)用到制造企業(yè)全物流管理系統(tǒng)中。將RFID技術(shù)應(yīng)用于智能制造領(lǐng)域，將促進智能制造技術(shù)的發(fā)展，拓展智能制造的研究領(lǐng)域，加快智能制造領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，逐步減少高品質(zhì)產(chǎn)品制造對專家的依賴性，徹底改變現(xiàn)有生產(chǎn)方式和制造業(yè)競爭格局。LOREM4、基于RFID技術(shù)的制造物流智能化射頻識別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)06標(biāo)準(zhǔn)的分類：國際標(biāo)準(zhǔn)，是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）制定的。國家標(biāo)準(zhǔn)，是各國根據(jù)自身國情制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)制定的主管部門是工業(yè)和信息化部與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，RFID的國家標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，典型一例是由國際物品編碼協(xié)會（EAN）和美國統(tǒng)一代碼委員會（UCC）制定的EPC標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用與物品識別。射頻識別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)M3009射頻識別技術(shù)MMMMMMM01

人工智能技術(shù)的概念02人工智能技術(shù)的產(chǎn)生03人工智能技術(shù)的發(fā)展04人工智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈及應(yīng)用任務(wù)一

認(rèn)識人工智能技術(shù)ANNUAL教學(xué)課件模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)信息技術(shù)導(dǎo)入除了人工智能技術(shù)，新信息技術(shù)還包括哪些技術(shù)呢？小愛、小度等智能音箱，是目前較受歡迎的家用智能電器。利用智能音箱，人們可以語音點播歌曲、上網(wǎng)購物，或了解天氣預(yù)報等，這一切都是基于人工智能技術(shù)實現(xiàn)的。而人工智能技術(shù)作為新信息技術(shù)的一種，是實現(xiàn)智能制造的重要技術(shù)。人工智能技術(shù)的概念01Theconceptofartificialintelligencetechnology人工智能（artificialintelligence，AI）是計算機科學(xué)的一個分支，旨在使計算機技術(shù)朝著越來越智能的方向發(fā)展。人工智能技術(shù)概念人工智能技術(shù)的產(chǎn)生02Theemergenceofartificialintelligencetechnology人工智能技術(shù)的產(chǎn)生1956年，在由達特茅斯學(xué)院舉辦的夏季研討會上，以約翰·麥卡錫為首的專家學(xué)者們首次提出了“人工智能”這一術(shù)語。后來，這被人們看作是人工智能正式誕生的標(biāo)志，至此人工智能技術(shù)作為一門新興學(xué)科開始茁壯成長。人工智能技術(shù)的發(fā)展03Thedevelopmentofartificialintelligencetechnology人工智能技術(shù)的發(fā)展（1）推理搜索（2）知識庫系統(tǒng)建立（3）機器學(xué)習(xí)（4）深度學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈及應(yīng)用04Industrialchainandapplicationofartificialintelligencetechnology1、人工智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈人工智能技術(shù)的應(yīng)用2、人工智能技術(shù)的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，人工智能的普及度越來越高，應(yīng)用范圍也越來越廣。然而人們對人工智能的看法卻褒貶不一，有人贊成發(fā)展人工智能，因為它會使我們的生活更加方便；有人不贊成繼續(xù)發(fā)展人工智能，認(rèn)為人工智能將會有取代人類的一天。那么人們對人工智能的看法到底是怎樣的呢？

M3010了解人工智能M3011人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用M3012人工智能在制造領(lǐng)域的應(yīng)用M3013人工智能技術(shù)的內(nèi)容引言-信息技術(shù)信息技術(shù)是用于管理和處理信息的各種技術(shù)的總稱，它運用計算機科學(xué)和通信技術(shù)，設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。信息技術(shù)內(nèi)容02云計算技術(shù)01工業(yè)大數(shù)據(jù)04制造信息系統(tǒng)03虛擬制造技術(shù)01工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念02工業(yè)大數(shù)據(jù)的來源03工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點04工業(yè)大數(shù)據(jù)的類型05大數(shù)據(jù)的價值06大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)07大數(shù)據(jù)與新一代智能工廠任務(wù)二

構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)模型ANNUAL教學(xué)課件模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)信息技術(shù)工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念Theconceptofindustrialbigdata01工業(yè)大數(shù)據(jù)泛指在工業(yè)領(lǐng)域中，圍繞典型智能制造模式，從客戶需求到銷售，訂單、計劃、研發(fā)、設(shè)計、工藝、制造、采購、供應(yīng)、庫存、發(fā)貨和交付、售后服務(wù)、運維、報廢或回收再制造等整個產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的總稱。工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念工業(yè)大數(shù)據(jù)的來源Sourcesofbigdataforindustry02工業(yè)大數(shù)據(jù)的來源近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)量的暴漲成了許多行業(yè)共同面對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和寶貴機遇。隨著制造技術(shù)的進步和現(xiàn)代化管理理念的普及，制造業(yè)企業(yè)的運營越來越依賴信息技術(shù)。如今，制造業(yè)整個價值鏈、制造業(yè)產(chǎn)品的整個生命周期，都涉及到諸多的數(shù)據(jù)。制造業(yè)企業(yè)需要管理的數(shù)據(jù)種類繁多，涉及到大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的來源主要包括3個方面：企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)信息，企業(yè)外部信息。企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)是指企業(yè)運營管理相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括企業(yè)資源計劃(ERP)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶關(guān)系管理(CRM)和能源管理系統(tǒng)(EMS)等。這些系統(tǒng)中包含企業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)、物流、客戶服務(wù)等數(shù)據(jù)，存在于企業(yè)或者產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部。1、企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)信息包含制造過程中的數(shù)據(jù)，主要是指工業(yè)生產(chǎn)過程中裝備、物料及產(chǎn)品加工過程的工況狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等生產(chǎn)情況數(shù)據(jù)，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實時傳通。2、物聯(lián)網(wǎng)信息企業(yè)外部信息則是指產(chǎn)品售出之后的使用、運營情況的數(shù)據(jù)，同時還包括大量客戶名單、供應(yīng)商名單、外部的互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)。其中產(chǎn)品運營數(shù)據(jù)亦可來自物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。3、企業(yè)外部信息工業(yè)大數(shù)據(jù)的特點Characteristicsofindustrialbigdata03隨著傳感器的普及，以及數(shù)據(jù)采集、存儲技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)數(shù)據(jù)同樣呈現(xiàn)出了大數(shù)據(jù)的基本特性,已經(jīng)具備了典型的“4V”特征(如圖所示)，即規(guī)模性(volume)、多樣性（variety)、高速性(velocity)和價值密度低(value)?工業(yè)大數(shù)據(jù)的4V特點?工業(yè)大數(shù)據(jù)的3M特征multi-source多來源multi-dimension多維度muchnoise多噪聲工業(yè)大數(shù)據(jù)的類型Typesofindustrialbigdata04工業(yè)大數(shù)據(jù)的類型制造業(yè)數(shù)據(jù)類型繁多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)的類型也不盡相同。如圖所示，涉及到大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)：設(shè)計、建模、工藝、加工、測試、維護數(shù)據(jù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件配置關(guān)系、變更記錄等。運營數(shù)據(jù)：組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設(shè)備、市場營銷、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標(biāo)計劃、電子商務(wù)等。價值鏈數(shù)據(jù)：客戶、供應(yīng)商、合作伙伴等。外部數(shù)據(jù)：經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)、競爭對手?jǐn)?shù)據(jù)等。隨著大規(guī)模定制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的發(fā)展，制造業(yè)企業(yè)還需要實時從網(wǎng)上接受眾多消費者的個性化定制數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，配置各方資源、組織生產(chǎn)并管理更多各類有關(guān)數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)的類型工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值Thevalueofbigdatainindustry052改進產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)效率14保障生產(chǎn)安全節(jié)約資源消耗3優(yōu)化銷售服務(wù)5過工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，企業(yè)可以實時監(jiān)控生產(chǎn)過程，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，從而提高生產(chǎn)效率通過對生產(chǎn)過程中的能耗、物耗等數(shù)據(jù)進行分析，企業(yè)可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少資源消耗通過對市場數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)可以更好地了解客戶需求，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和銷售服務(wù)可以幫助企業(yè)對生產(chǎn)過程中的安全隱患進行預(yù)警和控制，從而保障生產(chǎn)安全可以幫助企業(yè)對產(chǎn)品進行全生命周期的管理和監(jiān)控，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)KeyTechnologiesofbigdataprocessing06大數(shù)據(jù)采集技術(shù)通過傳感體系、網(wǎng)絡(luò)通信體系、智能識別體系及軟硬件資源接入系統(tǒng)，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)的智能化識別、跟蹤、接入、傳輸、信號轉(zhuǎn)換、監(jiān)控、初步處理和管理等大數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)大量數(shù)據(jù)接收完畢后，需要對多種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進行分類，將一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單一的數(shù)據(jù)類型，并過濾掉錯誤及無用的信息。大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫并隨時管理和調(diào)用其中數(shù)據(jù)，成為大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的關(guān)鍵。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)指能夠處理多樣化海量規(guī)模數(shù)據(jù)的技術(shù)，利用云平臺等超強計算資源挖掘數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，企業(yè)的每個運行時刻都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)，包括財務(wù)、資產(chǎn)、人事、供應(yīng)商信息等經(jīng)營性數(shù)據(jù)，產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)等生產(chǎn)性數(shù)據(jù)，設(shè)備診斷系統(tǒng)、車間監(jiān)控系統(tǒng)、資源消耗等生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)可以是從傳感器、網(wǎng)絡(luò)社交、論壇等渠道獲得的信息，數(shù)據(jù)類型包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)采集即是通過傳感體系、網(wǎng)絡(luò)通信體系、智能識別體系及軟硬件資源接入系統(tǒng)，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)的智能化識別、跟蹤、接入、傳輸、信號轉(zhuǎn)換、監(jiān)控、初步處理和管理等。LOREM大數(shù)據(jù)采集技術(shù)1、大數(shù)據(jù)采集技術(shù)大量數(shù)據(jù)接收完畢后，需要對多種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進行分類，將一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單一的數(shù)據(jù)類型，并過濾掉錯誤及無用的信息。這種在主要的處理以前對數(shù)據(jù)進行的一些處理叫做大數(shù)據(jù)預(yù)處理。大數(shù)據(jù)預(yù)處理方法：數(shù)據(jù)清理，數(shù)據(jù)集成，數(shù)據(jù)變換和數(shù)據(jù)歸約。這些大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘之前使用，可以提高數(shù)據(jù)挖掘模式的質(zhì)量，降低實際挖掘所需要的時間。2、大數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)面對如此巨大的數(shù)據(jù)量，能否建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫并隨時管理和調(diào)用其中數(shù)據(jù)，成為大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的關(guān)鍵。這需要開發(fā)新型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如鍵值數(shù)據(jù)庫、列存數(shù)據(jù)庫、圖存數(shù)據(jù)庫以及文檔數(shù)據(jù)庫等類型，以解決海量圖文數(shù)據(jù)的存儲及應(yīng)用問題。3、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)大數(shù)據(jù)分析是指對規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進行分析。其中包括：可視化分析。不管對于數(shù)據(jù)分析專家還是普通用戶，數(shù)據(jù)可視化都是數(shù)據(jù)分析工具最基本的功能。數(shù)據(jù)挖掘。從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。預(yù)測性分析。根據(jù)可視化分析和數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果做出一些預(yù)測性判斷。語義引擎。分析語義中隱含的消息，并主動地提取信息。4、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)大數(shù)據(jù)與新一代智能工廠Bigdataandthenextgenerationofsmartfactories071、大數(shù)據(jù)是構(gòu)成新一代智能工廠的重要技術(shù)支撐消費需求的個性化，要求傳統(tǒng)制造業(yè)突破現(xiàn)有的生產(chǎn)方式與制造模式，處理和挖掘消費需求所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)與信息。同時，非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生大量的生產(chǎn)信息與數(shù)據(jù)，需要及時收集、處理和分析，用來指導(dǎo)生產(chǎn)。這兩方面的大數(shù)據(jù)信息流最終會通過互聯(lián)網(wǎng)在智能設(shè)備之間傳遞，由智能設(shè)備來分析、判斷、決策、調(diào)整、控制并繼續(xù)開展智能生產(chǎn)，生產(chǎn)出高品質(zhì)的個性化產(chǎn)品。智能工廠中的大數(shù)據(jù)，是“信息”與“物理”世界彼此交互與融合的產(chǎn)物。大數(shù)據(jù)應(yīng)用將帶來制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時代，在傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)管理信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等感知的物理數(shù)據(jù)，形成智能制造時代的生產(chǎn)數(shù)據(jù)私有云，創(chuàng)新制造業(yè)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷和管理方式，帶給企業(yè)更快的速度、更高的效率和更敏銳的洞察力。2、帶來制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革M3014工業(yè)大數(shù)據(jù)的概念M3015工業(yè)大數(shù)據(jù)來源M3038大數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)M3037大數(shù)據(jù)采集技術(shù)M3036大數(shù)據(jù)分析技術(shù)M3016工業(yè)大數(shù)據(jù)在車間的應(yīng)用01云計算技術(shù)的概念02云計算的架構(gòu)03云計算的模式04云計算的應(yīng)用任務(wù)三

構(gòu)建云計算模型ANNUAL模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)信息技術(shù)云計算技術(shù)的概念Theconceptofcloudcomputingtechnology01云計算，是利用互聯(lián)網(wǎng)將龐大且可伸縮的IT運算能力集合起來，并作為服務(wù)提供給多個客戶的技術(shù)。云計算是新一代的IT模式，它在后端龐大計算中心的支撐下，能為用戶提供更方便的體驗和更低廉的成本。如圖示。云計算技術(shù)概念云計算的架構(gòu)Thearchitectureofcloudcomputing02云計算分為服務(wù)和管理兩大部分，如圖所示云計算的架構(gòu)主要向用戶提供各種基于云的服務(wù)為主，共包含三個層次：SaaS：軟件即服務(wù)（SoftwareasaService），這層的作用是將應(yīng)用以主要基于Web的方式提供給客戶。PaaS：平臺即服務(wù)（PlatformasaService），這層的作用是將一個應(yīng)用的開發(fā)和部署平臺作為服務(wù)提供給用戶。IaaS：基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（InfrastructureasaService），這層的作用是將各種底層的計算（比如虛擬機）和存儲等資源作為服務(wù)提供給用戶。1、服務(wù)方面云管理層是云最核心的部分。云管理層也是前面三層云服務(wù)的基礎(chǔ)，為它們提供多種管理和維護等方面的功能和技術(shù)。如圖所示，云管理層共有九個模塊，這九個模塊可分為三層，它們分別是用戶層、機制層和檢測層。2、云管理層①用戶層顧名思義，這層主要面向使用云的用戶，并通過多種功能來更好地為用戶服務(wù)，共包含四個模塊：用戶管理、客戶支持、計費管理和服務(wù)管理。各模塊的具體功能如表所示。用戶層模塊功能說明用戶管理云方面的用戶管理主要有3種功能。其一是賬號管理，包括對用戶身份及其訪問權(quán)限進行有效地管理，還包括對用戶組的管理；其二是單點登錄，在多個應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)，這個機制可以極大地方便用戶在云服務(wù)之間進行切換；其三是配置管理，對與用戶相關(guān)的配置信息進行記錄、管理和跟蹤，配置信息包括虛擬機的部署、配置和應(yīng)用的設(shè)置信息等?？蛻糁С趾玫挠脩趔w驗對于云而言也是非常關(guān)鍵的，所以幫助用戶解決疑難問題的客戶支持是必需的，并且需要建設(shè)一整套完善的客戶支持系統(tǒng)，以確保問題能按照其嚴(yán)重程度或者優(yōu)先級來依次進行解決，而不是一視同仁。這樣，能提升客戶支持的效率和效果。計費管理利用底層監(jiān)控系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)來對每個用戶所使用的資源（比如所消耗CPU的時間和網(wǎng)絡(luò)帶寬等）和服務(wù)（比如調(diào)用某個付費API的次數(shù)）進行統(tǒng)計，來準(zhǔn)確地向用戶索取費用，并提供完善和詳細(xì)的報表。服務(wù)管理大多數(shù)云都在一定程度上遵守SOA（Service-OrientedArchitecture，面向服務(wù)的架構(gòu)）的設(shè)計規(guī)范。SOA的意思是將應(yīng)用不同的功能拆分為多個服務(wù)，并通過定義良好的接口和契約來將這些服務(wù)連接起來，這樣做的好處是能使整個系統(tǒng)松耦合，從而使整個系統(tǒng)能夠通過不斷演化來更好地為客戶服務(wù)。而一個普通的云也同樣由許許多多的服務(wù)組成，比如部署虛擬機的服務(wù)、啟動或者關(guān)閉虛擬機的服務(wù)等，而管理好這些服務(wù)對于云而言是非常關(guān)鍵的。②機制層這層主要提供各種用于管理云的機制。通過這些機制，能讓云計算中心內(nèi)部的管理更自動化、更安全和更環(huán)保。和用戶層一樣，該層也包括4個模塊：運維管理、資源管理、安全管理和容災(zāi)支持。各模塊具體功能如表所示。

機制層模塊功能說明運維管理云的運行是否出色，往往取決于其運維系統(tǒng)的強健和自動化程度。而和運維管理相關(guān)的功能主要包括三個方面：首先是自動維護，運維操作應(yīng)盡可能地專業(yè)和自動化，從而降低云計算中心的運維成本；其次是能源管理，它包括自動關(guān)閉閑置的資源，根據(jù)負(fù)載來調(diào)節(jié)CPU的頻率以降低功耗并提供關(guān)于數(shù)據(jù)中心整體功耗的統(tǒng)計圖與機房溫度的分布圖等來提升能源的管理，并相應(yīng)地降低浪費。還有就是事件監(jiān)控：它是通過對在數(shù)據(jù)中心發(fā)生的各項事件進行監(jiān)控，以確保在云中發(fā)生的任何異常事件都會被管理系統(tǒng)捕捉到。資源管理資源管理模塊和物理節(jié)點的管理相關(guān)，比如服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，它涉及下面這3個功能：其一是資源池，通過使用資源池這種資源抽象方法，能將具有龐大數(shù)量的物理資源集中到一個虛擬池中，以便于管理；其二是自動部署，就是將資源從創(chuàng)建到使用的整個流程自動化；其三是資源調(diào)度；它將不僅能更好地利用系統(tǒng)資源，而且能自動調(diào)整云中資源來幫助運行于其上的應(yīng)用更好地應(yīng)對突發(fā)流量，從而起到負(fù)載均衡的作用。安全管理安全管理是對數(shù)據(jù)、應(yīng)用和賬號等IT資源采取全面保護，使其免受犯罪分子和惡意程序的侵害，并保證云基礎(chǔ)設(shè)施及其提供的資源能被合法地訪問和使用。容災(zāi)支持在容災(zāi)方面，主要涉及兩個層面：其一是數(shù)據(jù)中心級別。如果數(shù)據(jù)中心的外部環(huán)境出現(xiàn)了類似斷電、火災(zāi)、地震或者網(wǎng)絡(luò)中斷等嚴(yán)重的事故，將很有可能導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)中心不可用，這就需要在異地建立一個備份數(shù)據(jù)中心來保證整個云服務(wù)持續(xù)運行。這個備份數(shù)據(jù)中心會實時或者異步地與主數(shù)據(jù)中心進行同步，當(dāng)主數(shù)據(jù)中心發(fā)生問題的時候，備份數(shù)據(jù)中心會自動接管在主數(shù)據(jù)中心中運行的服務(wù)；其二是物理節(jié)點級別。系統(tǒng)需要檢測每個物理節(jié)點的運行情況，如果一個物理節(jié)點出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會試圖恢復(fù)它或者將其屏蔽，以確保相關(guān)云服務(wù)正常運行。③檢測層檢測層主要監(jiān)控云計算中心的方方面面，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)，以供用戶層和機制層使用。全面監(jiān)控云計算的運行主要涉及3個層面：其一是物理資源層面，主要監(jiān)控物理資源的運行狀況，比如CPU使用率、內(nèi)存利用率和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率等；其二是虛擬資源層面，主要監(jiān)控虛擬機的CPU使用率和內(nèi)存利用率等；其三是應(yīng)用層面，主要記錄應(yīng)用每次請求的響應(yīng)時間和吞吐量，以判斷它們是否滿足預(yù)先設(shè)定的SLA（ServiceLevelAgreement，服務(wù)級別協(xié)議）。云計算的模式Patternsincloudcomputing03為適應(yīng)用戶不同的需求，云計算演變?yōu)椴煌哪Ｊ?。在NIST美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院的名為“TheNISTDefinitionofCloudComputing”的關(guān)于云計算概念的著名文檔中，共定義了云的4種模式，它們分別是：公有云、私有云、混合云和行業(yè)云。云計算的4種模式公有云是目前最流行的云計算模式。它是一種對公眾開放的云服務(wù)，能支持?jǐn)?shù)目龐大的請求，而且成本較低。公有云由云供應(yīng)商運行，為最終用戶提供各種各樣的IT資源。云供應(yīng)商負(fù)責(zé)從應(yīng)用程序、軟件運行環(huán)境到物理基礎(chǔ)設(shè)施等IT資源的安全、管理、部署和維護。1、公有云對許多大中型企業(yè)而言，在短時間內(nèi)很難大規(guī)模地采用公有云技術(shù)，所以引出了私有云這一模式。私有云主要為企業(yè)內(nèi)部提供云服務(wù)，并不對外開放。2、私有云混合云的應(yīng)用沒有公有云和私有云廣泛。顧名思義，混合云是把公有云和私有云結(jié)合到一起的方式，即它是讓用戶在私有云的私密性和公有云的靈活低廉之間做一定權(quán)衡的模式。3、混合云行業(yè)云主要指專門為某個行業(yè)的業(yè)務(wù)設(shè)計的云，并且開放給多個同行業(yè)的企業(yè)。4、行業(yè)云云計算的應(yīng)用Cloudcomputingapplications04云計算是智能制造的重要領(lǐng)域。制造企業(yè)所管理的大量數(shù)據(jù)與云計算平臺相結(jié)合，衍生出了另一個概念——云制造。云制造是先進的信息技術(shù)、制造技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等交叉融合的產(chǎn)品，是制造即服務(wù)理念的體現(xiàn)。云制造依據(jù)包括云計算在內(nèi)的當(dāng)代信息技術(shù)前沿理念，支持制造業(yè)利用當(dāng)下環(huán)境中廣泛的網(wǎng)絡(luò)資源，為產(chǎn)品提供高附加值、低成本和全球化制造的服務(wù)。云制造將實現(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用等全生命周期的相關(guān)資源的整合，提供標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、可共享的制造服務(wù)模式。云計算的應(yīng)用：云制造云制造為制造業(yè)信息化提供了一種嶄新的理念與模式，其應(yīng)用是一個長期的階段性漸進的過程。云制造的未來發(fā)展面臨著眾多關(guān)鍵技術(shù)的挑戰(zhàn)，除了云計算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計算、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)的綜合集成以外，基于知識的制造資源云端化、制造云管理引擎、云制造的應(yīng)用協(xié)同、云制造可視化技術(shù)與用戶界面等技術(shù)均是未來需要攻克的重要技術(shù)。云計算的應(yīng)用：云制造M3017什么是云計算M3040云計算架構(gòu)M3039云計算模式M3041云計算的應(yīng)用MM任務(wù)四

認(rèn)識數(shù)字孿生技術(shù)ANNUAL教學(xué)課件01數(shù)字孿生技術(shù)概念02產(chǎn)品數(shù)字孿生體03數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)04數(shù)宇孿生在智能制造中的應(yīng)用模塊三智能制造關(guān)鍵技術(shù)項目二走進工業(yè)信息技術(shù)數(shù)字孿生技術(shù)概念01Conceptofdigitaltwinningtechnology數(shù)字孿生技術(shù)概念數(shù)字孿生（digitaltwin）是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。數(shù)字孿生數(shù)字孿生是現(xiàn)實世界中實體或系統(tǒng)的數(shù)字化體現(xiàn)。數(shù)字孿生體數(shù)字孿生體是指與現(xiàn)實世界中的物理實體完全對應(yīng)和一致的虛擬模型，可實時模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為和性能，又稱數(shù)字孿生模型。數(shù)字孿生體數(shù)字孿生五維概念模型數(shù)字孿生模型產(chǎn)品數(shù)字孿生體02ProductDigitalTwin產(chǎn)品數(shù)字孿生體是指產(chǎn)品物理實體的工作狀態(tài)和工作進展在虛擬空間的全要素重建及數(shù)字化映射產(chǎn)品數(shù)字孿生體作用：它可以用來模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測、控制產(chǎn)品在現(xiàn)實環(huán)境中的形成過程、狀態(tài)和行為，并與產(chǎn)品物理實體之間進行數(shù)據(jù)和信息交互，不斷提高自身完整性和精確度，最終完成對產(chǎn)品物理實體的完整和精確描述。產(chǎn)品數(shù)字孿生體產(chǎn)品數(shù)字孿生體的特性1）虛擬性2）唯一性3）多物理性4）多尺度性5）層次性6）集成性7）動態(tài)性8）超寫實性9）可計算性10）概率性11）多學(xué)科性數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)03Digitaltwinning數(shù)字孿生的關(guān)鍵核心技術(shù)數(shù)字孿生技術(shù)建模的目的是將我們對物理世界或問題的理解進行簡化和模型化，數(shù)字孿生的目的或本質(zhì)是通過數(shù)字化和模型化，消除各種物理實體特別是復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性，所以建立物理實體的數(shù)字化模型或信息建模技術(shù)是創(chuàng)建數(shù)字孿生、實現(xiàn)數(shù)字孿生的源頭和核心技術(shù)，也是"數(shù)化"階段的核心。建模建模和仿真是一對伴生體：如果說建模是模型化我們對物理世界或間題的理解，那么仿真就是驗證和確認(rèn)這種理解的正確性和有效性。所以，數(shù)字化模型的仿真技術(shù)是創(chuàng)建和運行數(shù)字孿生體、保證數(shù)字孿生體與對應(yīng)物理實體實現(xiàn)有效閉環(huán)的核心技術(shù)。仿真數(shù)字線程指一種信息交互的框架，能夠打通原來多個豎井式的業(yè)務(wù)視角，連通設(shè)備全生命周期數(shù)據(jù)(也就是其數(shù)字孿生模型)的互聯(lián)數(shù)據(jù)流和集成視圖數(shù)字線程數(shù)字線程與數(shù)字孿生的關(guān)系數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用04Applicationofdigitaltwinningtechnology數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用數(shù)字孿生設(shè)計物料堆放場數(shù)字孿生機床數(shù)字孿生在水泵運行中的應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用M3018什么是數(shù)字孿生M3019數(shù)字孿生體M3042數(shù)字線程M3034數(shù)字孿生案例M3022三一重工背后的故事M01常見智能終端設(shè)備02智能終端結(jié)構(gòu)03智能終端的硬件系統(tǒng)04智能終端的發(fā)展趨勢任務(wù)十七

智能終端技術(shù)直播課堂ANNUAL教學(xué)課件常見智能終端設(shè)備SmartTerminal01智能終端是一類智能化和網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)備。它能夠感知環(huán)境信息，對采集的數(shù)據(jù)進行初步處理和加密，并通過網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器或數(shù)據(jù)平臺。不僅如此，為了向用戶提供最佳的使用體驗，智能終端還應(yīng)當(dāng)具有一定的判斷能力，為用戶選擇最佳的服務(wù)通道。引言-智能終端引言-智能終端引言-智能終端智能終端結(jié)構(gòu)SmartTerminal02智能終端體系結(jié)構(gòu)分為硬件系統(tǒng)和軟件結(jié)構(gòu)。1、硬件系統(tǒng)。智能終端普遍采用的還是計算機的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)——馮?諾依曼結(jié)構(gòu)，即由運算器（Calculator，也叫算術(shù)邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲器（Memory）、輸入設(shè)備（InputDevice）和輸出設(shè)備（OutputDevice）5大部件組成，其中的運算器和控制器構(gòu)成了計算機的核心部件—中央處理器（CenterProcessUnit，簡稱CPU）。如圖所示。智能終端的體系結(jié)構(gòu)由于目前通信協(xié)議棧不斷增多，多媒體與信息處理任務(wù)也越來越復(fù)雜，某些通用的應(yīng)用往往被放在獨立的處理單元中去處理，從而形成一種松耦合的主從式多計算機系統(tǒng)。如圖所示。智能終端的體系結(jié)構(gòu)2、軟件結(jié)構(gòu)。每一個處理單元都可以看作一個單獨的計算機系統(tǒng)，運行著不同的程序。按照其在智能終端硬件中的作用，可分為主處理單元和從處理單元。每個從處理單元（如基帶處理單元、GPS單元和多媒體解碼單元等）通過一定的方式與主處理單元（在圖4-4中應(yīng)用處理單元為主處理單元）通信，接受主處理單元的指令，進行相應(yīng)的操作，并向主處理單元返回結(jié)果。這些特定的處理單元芯片往往是以ASIC（專用集成電路）的形式出現(xiàn)的，但實際上仍然是片上計算機系統(tǒng)。例如，常用的2.5G基帶處理芯片實際上就是依靠內(nèi)置的ARM946內(nèi)核執(zhí)行程序來實現(xiàn)GSM、GPRS等協(xié)議的處理。智能終端的體系結(jié)構(gòu)智能終端的硬件系統(tǒng)SmartTerminal03智能終端硬件系統(tǒng)以主處理器內(nèi)核為核心，可分為3個層次來進行描述，分別是主處理器內(nèi)核，SoC（片上系統(tǒng)）級設(shè)備，板級設(shè)備。主處理器內(nèi)核與SoC級設(shè)備使用片內(nèi)總線互連，板級設(shè)備則一般通過SoC級設(shè)備與系統(tǒng)連接。智能終端的硬件系統(tǒng)智能終端的硬件系統(tǒng)1、主處理器。CPU和內(nèi)部總線構(gòu)成了一個一般的計算機處理器內(nèi)核，提供核心的運算和控制功能。考慮到系統(tǒng)的成本和可靠性，一般而言會把一些常用的設(shè)備和處理器內(nèi)核集成在一個芯片上，例如Flash控制器，MobileDDR控制器，UART（通用異步收發(fā)器）控制器，存儲卡控制器，LCD（液晶顯示器）控制器等等。2、板級設(shè)備。一般通過通信接口與主CPU連接，通常是一些功能獨立的處理單元（如移動通信處理單元，GPS接收器）或者交互設(shè)備（如LCD顯示屏，鍵盤等）。板級設(shè)備是不與處理器內(nèi)核在同一芯片上的其它設(shè)備，稱其為板級設(shè)備，主要是從與主處理器內(nèi)核關(guān)系的角度出發(fā)的，從架構(gòu)上看，其本身可能也是一個完整的計算機系統(tǒng)，例如GPS接收器里也集成了ARM內(nèi)核來通過接收的衛(wèi)星信號計算當(dāng)前的位置。板級設(shè)備通常使用數(shù)據(jù)接口與主處理器連接，例如，GPS接收器一般使用UART接口與主處理器交換數(shù)據(jù)。智能終端的硬件系統(tǒng)存儲類：如內(nèi)存芯片、Flash芯片等。移動通信處理部分：移動通信處理部分主要提供對移動通信的支持，包括基帶處理芯片和射頻芯片。基帶處理芯片用來合成即將發(fā)射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M行解碼，一般是微處理器+數(shù)字信號處理器的結(jié)構(gòu)，使用UAR