智能制造技术与数字化工厂应用课件

智能制造技术与数字化工厂应用智能制造技术与数字化工厂应用一、智能制造产业与技术背景二、智能制造基本内涵与关键技术三、基于RFID的智能制造技术与应用一、智能制造产业与技术背景二、智能制造基本内涵与关键技术制造技术发展趋势绿色化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等制造技术的发展需求与趋势

产品全生命周期（设计、制造、运

作等）满足客户个性化需求

全价值链端到端系统工程

个性化提高能源利用效率，实现工业生产“绿色环保”绿色制造柔性化生产线实现多品种产品生产的动态配置资源

定制化制造技术绿色化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造1能源和资源利用效率是竞争力的决定性因素•••更短的创新周期更为复杂的产品更大的数据量•••个性化大规模生产快速变化的市场更高的生产效率提升效率制造业核心竞争力正在发生深刻变化

提升竞争力制造业变化的速度比以往更快32

缩短生产周期提高柔性1能源和资源利用效率•更短的创新周期•个性化大规模生产提升效制造业成为全球经济持续发展的发动机美国

“再工业化”

•国家制造技术创新联盟

•使用本国页岩气和石油德国

保持工业领先地位

•持续创新机制

•高出口量

•工业4.0为新的指导原则中国

发展高端技术实现产品升级

•工资上涨

•质量驱动的自动化需求

•节能立法制造业成为全球经济持续发展的发动机美国德国中国2015年中国长三角地区的制造成本仅比美国低5%全球制造产业正在发生深刻变化2015年中国长三角地区的制造成本仅比美国低5%全球制造产业￥400￥200成都

￥250佛山东莞

惠州

深圳

常熟

昆山

上海

杭州1992年

台湾

￥9501988年富士康下一步迁往何处？

￥410

秦皇岛

天津

大连

烟台

￥320

廊坊

晋城

90年代末

郑州

武汉

重庆

￥12902013年-

贵阳￥1030

￥200印度尼西亚最低￥670￥400￥200成都 ￥250 常熟 台湾富士康下一步迁中国制造业挑战与机遇

哥本哈根中国减排目标产业升级压力

劳动力成本上升

能耗排放压力

中国制造业机遇：发展先进制造技术，实现产业升级低附加值高附加值中国制造业挑战与机遇 哥本哈根中国减排目标低附加值高附第一次浪潮工业革命机器和工厂出现推动规模经济和经济领域扩展第二次浪潮互联网革命计算机技术和

分布式信息网络的崛起制造技术发展：第三次浪潮（美国）

第三次浪潮工业互联网基于机器的分析：物理分析、重点学科的深厚专业知识、自动化、预测第一次浪潮第二次浪潮互联网革命制造技术发展：第三次浪潮（美国第一次工业革命蒸汽动力机械设备应用于生产第二次工业革命电机发明和电能使用，大规模流水线生产第三次工业革命应用IT技术（PLC、NC等）实现自动化生产制造技术发展：第四次工业革命（德国）第四次工业革命应用信息-物理系统（CPS）实现智能化生产第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命制造技术发展：第四制造技术发展：智能制造（中国制造2025）智能制造科技发展“十二五”专项规划☆国家科技重大专项（02专项）极大规模集成电路制造装备及成套工艺☆国家科技重大专项（04专项）高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用☆国家智能制造装备重大专项智能制造关键技术、数字化车间示范应用、智能制造系统等★重点研究数字化设计制造集成技术★做大做强数字制造装备，促进制造业智能化、精密化、绿色化发展国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)“十二五”国家战略性新兴产业发展规划制造技术发展：智能制造（中国制造2025）智能制造科技发展“二、智能制造基本内涵与关键技术二、智能制造基本内涵与关键技术智能制造：应用范围智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设备组、设施和系统网络的

工业世界能够更深入地与连接、大数据和分析所代表的数字世界融合智能制造：应用范围智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设智能制造：大数据循环安装仪器仪表的工业机器专有机器数据流的提取和存储

工业数据系统安全、云计算网络基于机器的算法和数据分析大数据分析与合适的人和机器分享数据

可视化远程

和集中数据

数据流返回机器实体和人际网络智能制造：大数据循环安装仪器仪表专有机器数据流的 工业数据系智能制造：技术目标通过嵌入式互联网技术，离散的信息-物理系统（CPS）进行连接交互•

产品制造过程中包含所有必要信息•

考虑全价值链进行生产设备整合、自组织•

生产过程中按照实际工况灵活决策智能制造：技术目标通过嵌入式互联网技术，离散的信息-物理系统智能制造：技术路线生指通过软件和网络进行产品开发、产和服务沟通机器与产品实时进行信息和指令交互自主控制和优化智能制造：技术路线生指通过软件和网络进行产品开发、2020智能制造：发展阶段

智能化产品设计、制造过程中具有感知、分析、决策、执行功能

网络化

利用自组织网络，动态配置

资源，实现研究、设计、生

产和销售各种资源重组

2015

数字化

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

/ERP/RE/RP20112020智能制造：发展阶段产品设计、制造过程中具有 网络网络化生产企业间横向集成产品开发产品生产产品服务制造体系纵向集成

ERPMESPCS设计生产物流营销客户需求智能制造核心特征

产品全生命周期端到端集成网络化生产企业间横向集成产品开发产品生产产品服务制造体系纵向智能制造发展方向：产品智能化

自适应工况：

•工况识别感知

•控制算法及策略人机交互：•多功能感知•智能Agent•语音识别•信息融合自主决策：•环境感知•路径规划•智能识别•自主决策回收信息原材料

信息设计信息制造信息物流信息销售信息

产品全生命周期个性化定制与服务无人机

无人驾驶汽车

智能家电智能制造发展方向：产品智能化 自适应工况：自主决策：回收原材智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中赋予产品制造在线学习和知识进化能力实现自学自律制造

日本Mazak机床

热屏障

主动振动控制智能装备特点：瑞士米克朗机床智能工艺规划大连机床热补偿功能

智能化

智能装备2000—

数字化

数控装备1960—国际

智能制造初露端倪国内智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将专家的知识和经验该生产什么质量管控智能制造发展方向：车间智能化

全局生产管控WhattoproduceStatusofequipment

设备状态OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction

作业指导Productionstatistic

生产统计Qualitycontrol

物料准时配送JITmaterialdelivering

生产防错系统Error-proofing

产品及时发运

Productdelivering该生产什么质量智能制造发展方向：车间智能化Whattopro智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设

备DNC智能化机械手智能刀具管理中央控制室现场Andon现场监视装置智能加工中心与生产线智能化仓储/运输与物流智能化生产执

行过程管控智能化生产控制中心智能化工厂自动化立体仓

库AGV智能小车公共资源定位系

统高级计划排程执行过程调度数字化物流管

控数字化质量检

测智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设DNC智能化机械手智大灯总成动力总成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供应链智能化

主机厂与供应商：物理距离与信息距离

–以江淮汽车为例：

•零部件供应巢建设项目现已有澳大利亚和台湾、香港等7省区在内的260家企业签约入驻

•目前江淮已实施了物料拉动平台

主要方向：以主机厂为核心的全产业链质量控制

仪表台总成

座椅大灯总成动力总成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供应链智能智能制造发展方向：智能制造模式37.11亿美元突破10000亿网络改变沟通：社交服务平台网络改变交易：电子商务平台网络改变生产：智能制造平台物联网+服务网智能制造发展方向：智能制造模式37.11亿美元突破10000•

高速通讯网络协议•

资料共享技术•

信息安全技术智能制造关键技术：数字化制造•

数字化建模•

虚拟设计•

创新设计•

数字样机设计•

面向制造DFM•

智能控制技术•

高速高精度驱动•

嵌入式数字制造•

远程诊断•

智能维护数字控制生产管理•

控制传感技术•

实时信息管理技术

•

信息集成技术•

数字化车间技术•

制造系统建模•

决策控制•高速通讯网络协议•资料共享技术•信2012年中国工业机器人销量为2.7万台；我国达到世界水平时将有380亿工业机器人本体市场空间，1140亿工业机器人系统集成市场空间焊接、装配、喷漆、码垛、搬运世界工业机器人安装总量智能制造关键技术：机器人

全球年增长率9%

中国年增长率17%2012年中国工业机器人销量为2.7万台；我国达到世界水平时智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周期，减少对环境的影响，提高原材料和能源使用效率智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周智能制造关键技术：传感器智能制造关键技术：传感器三、基于RFID的智能制造技术与应用三、基于RFID的智能制造技术与应用RFID技术RFID（RadioFrequencyIdentification）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。20世纪70年代20世纪90年代20世纪70年代20世纪90年代

RFID技术特点与优势：

适应复杂工况：防雨水、抗污渍、抗油污、可喷涂

读写方便快捷：可读可写，

“盲视”“透视”扫描

批量操作：批量读/写、远距离读写

现场即验即写：对着实物直接写入信息，码物一一对应

读识性能可靠：一次性“盲扫”，识别可靠性达99.8%以上30RFID技术20世纪70年代20世纪90年代20世纪70年代RFID工作原理与分类

标签（TAG）天线(ATENNA)1、读写器通过天线发出无线射频能量信号2.标签通过无线射频信号

获得能量3.电能对电子标签芯片供

电、芯片将数据转换成

电磁波信号发出读写器(READER)信息系统4.读写器接收电

磁波并转换为

数据31RFID工作原理与分类 标签天线1、读写器通过2.标签通过无RFID技术在智能制造中应用RFID

技术智能家电车间物流工程机械物流园

供应链智能维护

混流制造辅具控制32RFID技术在智能制造中应用RFID智能家电车间物流工程机械托盘RFID产品RFID智能制造方案：数字化车间

辅具管控

辅具的可视化跟踪管理

辅具与主机自动信息交互智能维护设备在线监测、设备运行状态评估与风险预警、设备故障智能诊断与专家支持

混流制造

单品级产品智能识别

工艺推送和操作指导

进度监控与质量追溯

辅具寿命定量监控与预测实现多品种混流制造提升生产效率和质量33托盘产品智能制造方案：数字化车间智能维护状态评估与风险预警、运动过程快速识别，不影

响生产节拍工业现场恶劣工况高可靠

识别生产线路径

选择

M2M

通讯机床加工程序

选择零件加工质量

信息记录数字化车间：混流制造

基于RFID的混流制造解决方案价值：实现多品种同时高效制造，完全柔性化混流制造

34运动过程快速识别，不影工业现场恶劣工况高可靠生产线路径机数字化车间：混流制造缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（缸盖）加工、100万台发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一应用效果：实现6种以上缸体混流生产，提升缸体产能10%以上35数字化车间：混流制造缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（数字化车间：混流制造三一重工18号厂房（

泵送车装配

）：亚洲最大的数字化、智能化厂房，精益制造模式，柔性流水线生产应用效果：流水化生产，节拍60分钟，产品，生产，质量信息自动反馈较高质量图片36数字化车间：混流制造三一重工18号厂房（泵送车装配）：亚数字化车间：辅具管控

对刀仪刀具仓库刀具参数将被自动储存在刀库系统中--刀具规划刀具寿命---刀具跟踪仓库清单质量管理刀具刀具磨削机床基于RFID的方案：辅具全生命周期信息交互过程

适应恶劣加工工况

刀具与加工机床/对刀仪M2M

刀具全生命周期管控

提升刀具利用率

提高机床使用率

提高加工零件质量价值37数字化车间：辅具管控刀具仓库-刀具规划-刀具跟踪刀具刀具磨削数字化车间：刀具全生命周期管控国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用效果：降低刀具库存20%，降低刀具成本10%，降低准备时间15%刀具库存和参数显示38数字化车间：刀具全生命周期管控国家特高压、超高压及高压开关设数字化车间：电极全生命周期管控

专注于消费电子领域精密模具及精密机构件，产品供应三星、华

为、中兴、海尔、夏普、联想、OPPO等国际知名消费电子厂商电极坯料电极加工

电极放电

电极回收应用效果：设备效率提升10%，交期缩短10%，综合成本降低15%

39数字化车间：电极全生命周期管控电极坯料电极加工 电极放电供应链智慧物流

物流园智能制造方案：

智慧物流

物料出库

物料分拣组盘

物料配送上线

车间物流

产品运输过程跟踪

运输车辆跟踪定位

产品快速出入库被动告知主动感知透明、安全、高效

车辆共享调度

园区中央监管

快速通行和盘点

物流货柜识别

批量货品分拣

40供应链智慧物流智能制造方案：智慧物流产品运输过程跟踪智能物流：车间物流应用效果：减少库存；提升配送效率和准确率；提高叉车、AGV利用率

零部件出库

物料转移物料出库自动配送

物料分拣组盘

组盘成台套物料托盘RFID识别物料配送上线

AGV调度

AGV智能调度41智能物流：车间物流应用效果：减少库存；提升配送效率和准确率；效率智能物流：车间物流

美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业

，2012年产值达1300亿元

应用效果：AGV实现自动化路径选择、配送物料实现自动识别、提升配送42效率智能物流：车间物流42智能物流：供应链价值：减少库存；提升自动化水平、减少仓库人员；提高叉车利用率；提高作业完成率JIT的供应链模式车辆进出自动识别物料批量识别

自动化叉车调度

智能化

厂区卸货

实时监控零部件备料透明化43智能物流：供应链价值：减少库存；提升自动化水平、减少仓库人员识别，叉车物流资源任务智能调度；智能物流：供应链

美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业

，2012年产值达1300亿元

应用效果：实现送货车辆厂区进出自动识别和卸货资源分配，出入库自动44识别，叉车物流资源任务智能调度；智能物流：供应链44

智慧物流园批量货物分拣中央集群监管货品防盗和追

踪快速通行和盘

点物流车辆货柜

识别车辆地理位置

监控应用效果：实现物流透明化、货物的安全和及时；提高了物流车辆运转的效率和货物进出的效率智能物流：物流园

常平镇是东莞东部经济中心，广东省中心镇，珠三角地区最繁忙的货运

物流枢纽之一45 智慧批量货中央集货品防快速通物流车车辆地应用效果：实现物流解决方案智能制造技术与数字化工厂应用课件机电产品智能化：家电产品智能化解决方案：智能板卡配合RFID技术，实现从设计、生产、销售、巡检、诊断维修-信息统计-报废全周期的信息管理、运行信息记录反馈、诊断与分析等功能。

方案价值：提升产品智能化形象，提高产品设计、生产、销售、售后、维修全程的质量和服务水平，实现产品全生命周期智能化。机电产品智能化：家电产品智能化解决方案：智能板卡配合RFID应用案例：美科智能冷柜

美科智能家电全生命周期解决方案研发制造销售

需求订单物流设计组装体验成品测试经销系统出厂售后

效益：家电产品智能化程度提高具有更好的用户体验，使生产制造诸多环节一

体化，实现跨越式的智能产品新价值。应用案例：美科智能冷柜研 需求设计成品系统效益：家电产机床加工程序选择零件加工质量

信息记录数字化车间：混流制造

解决方案：在复杂零件和托盘上安装RFID标签，有效识别身份在加工设备和线体

上安装工业读写器，实现产品和设备的智能通讯，为MES等信息系统有效提供数据

采集和处理。

生产线路径

选择

M2M

通讯

方案价值：实现工艺指导可视化、柔性化，提升多品种批量化生产过程的生产

效率，减少人员，提高数据采集效率，实现制造过程可追溯性。机床加工零件加工质量数字化车间：混流制造方案价值：实现应用案例：上汽通用五菱/美的家用空调产线

缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（缸盖）加工、100万台

发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一家用空调装配混流制造：美的家用空调是全球第二大家用空调制造企业，占据17%市场份额；柔性加工机械手和产品交互加工设备和产品交互柔性装配线工序处装有读写器工板装有RIFD标签应用案例：上汽通用五菱/美的家用空调产线家用空调装配混流制造数字化车间：刀具管理

基于RFID的方案：

辅具全生命周期信息交互过程

适应恶劣加工工况

刀具与加工机床/对刀仪M2M

刀具全生命周期管控

提升刀具利用率

提高机床使用率

提高加工零件质量价值数字化车间：刀具管理适应恶劣加工工况刀具与加国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用案例：武汉某公司

武汉重型机床集团是国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全

的大型骨干企业刀具预调换刀处读写器机床HMI界面刀柄上的RFID刀库自动识别监控界面国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国应用现场管理库存管理配置管理仓库CNC加工CMM测量

跟踪管理EDM放电CNC加工RFID系统电极坯料电极加工电极放电电极回收数字化车间：电极管

解决方案：对每个电极治具上安装RFID电子芯片，对电极的设计延伸到制造、测

量和使用的全过程中实现数据和制造无缝交互，实现全流程的自动化，无人化。

方案价值：打通模具从设计到制造的信息流和制造流，提高CNC加工效率，

减少仓库人员，减少测量人员，提高EDM稼动率20%以上；现场管理库存管理配置管理仓库CNC加工CMM测量 跟踪管理C应用案例：东莞某公司

专注于消费电子领域精密模具及精密机构件，产品供应三星、华为、

等国际知名消费电子厂商

手持RFID管理电极出入库读取电极RFID参数、加工程序电极仓库中带RFID的电极

自动测量CMM车间配有管理系统的CNC加工车间

一键式无人值守EDM车间应用案例：东莞某公司 手持RFID管理电极出入库电极仓库中带智慧物流：供应链车辆引导与卸货管理解决方案：通过RFID、智能交通技术，结合厂区物料供应需求，实现厂区供应商车辆预约、排队、身份识别，厂区卸货资源智能化分配；

方案价值：实现物料拉动式供应链模式，实现厂区物流资源疏导，实现对供应链车辆的入厂时间、卸货资源安排指引、时间控制，提高厂区物流资源利用率。智慧物流：供应链车辆引导与卸货管理解决方案：通过RFID、智智能车辆物流及卸货：美的微波炉马龙基地是亚洲最大的微波炉生产基地，年产量亚洲第一应用案例：美的某部门智能车辆物流及卸货：美的微波炉马龙基地是亚洲最大的微波应用案应用案例：三一重工车间物流

三一重工是全国第三大工程机械集团，本案例实施地在三一

重工18号厂房物料配送出口的

RFID读写器装配线边的RFID

领料装置码垛立库智能识

别应用案例：三一重工车间物流物料配送出口的装配线边的RFID码折叠箱中空箱周转箱大周转箱点料室

投递口货台口

R1

R2货台口

收货口收货口

货台口

R3

R4货台口

车库海思库房RFID感应门应用案例：物料配送周转箱管理

南方工厂物流周转箱识别：120000件周转箱、覆盖华为整个终端

制造工厂；折叠箱中空箱周转箱大周转点料室 投递口 R2收货口 R4海思1、先天下之忧而忧；后天下之乐而乐。——范仲淹

2、捐躯赴国难，视死忽如归。——曹植

3、近乡情更切，不敢问来人。——宋之问

4、气蒸云梦泽；波撼岳阳城。——孟浩然

5、中夜四五叹，常为大国忧。——李白

6、国耻未雪，何由成名？——李白

7、当须徇忠义，身死报国恩。——李希仲

8、科学虽没有国界，但是学者却有他自己的国家。——巴斯德

9、虚荣的人注视着自己的名字，光荣的人注视着祖国的事业。——马蒂

10、爱国主义就是千百年来固定下来的对自己的祖国的一种最深厚的感情。——列宁

11、利于国者爱之，害于国者恶之。——晏婴

12、常思奋不顾身，而殉国家之急。——司马迁

13、爱国如饥渴。——班固

14、一身报国有万死，双鬓向人无再青。——陆游

15、死去原知万事空，但悲不见九州同。王师北定中原日，家祭无忘告乃翁。——陆游

16、人生自古谁无死，留取丹心照汗青。——文天祥

17、天下兴亡，匹夫有责。——顾炎武

18、南北驱驰报主情，江花边草笑平生。一年三百六十日，都是横戈马上行。——戚继光

19、瞒人之事弗为，害人之心弗存，有益国家之事虽死弗避。——吕坤

20、各出所学，各尽所知，使国家富强不受外侮，足以自立于地球之上。——詹天佑

21、做人最大的事情是什么呢？就是要知道怎样爱国。——孙中山

22、我们爱我们的民族，这是我们自信心的泉源。——周恩来

23、为中华之崛起而读书。——周恩来

24、以身许国，何事不敢为？——岳飞

25、夜视太白收光芒，报国欲死无战场！——陆游

26、位卑不敢忘忧国。——陆游

27、寄意寒星荃不察，我以我血荐轩辕。——鲁迅

28、中国自古以来，就有埋头苦干的人，就有拼命硬干的人，就有为民请命的人，就有舍身求法的人。——他们是中国的脊梁。——鲁迅

29、惟有民魂是值得宝贵的，惟有它发扬起来，中国人才有真进步。——鲁迅

30、我们中华民族有同自己的敌人血战到底的气概，有在自力更生的基础上光复旧物的决心，有自立于世界民族之林的能力。——毛泽东

31、与其忍辱生，毋宁报国死。——何香凝

32、锦绣河山收拾好，万民尽作主人翁。——朱德33、人民不仅有权爱国，而且爱国是个义务，是一种光荣。——徐特立

34、爱国的主要方法，就是要爱自己所从事的事业。——谢觉哉

35、中国是古老的民族，也是勇敢的民族。中华民族有两大优点：勇敢，勤劳。这样的民族多么可爱，我们爱我们民族（当然其他民族也有他们可爱之处，我们决不忽视这一点），这是我们自信心的泉源。——周恩来

36、真正的爱国者是爱人类的，爱国决不是排外。——马铁丁

37、爱国主义就是千百年来巩固起来的对自己的祖国的一种最深厚的感情。——列宁

38、必须经过祖国这一层楼，然后更上一层楼，达到人类的高度。——罗曼·罗兰

39、黄金诚然是宝贵的，但是生气蓬勃的勇敢的爱国者却比黄金更为宝贵。——林肯1、先天下之忧而忧；后天下之乐而乐。——范仲淹智能制造技术与数字化工厂应用智能制造技术与数字化工厂应用一、智能制造产业与技术背景二、智能制造基本内涵与关键技术三、基于RFID的智能制造技术与应用一、智能制造产业与技术背景二、智能制造基本内涵与关键技术制造技术发展趋势绿色化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等制造技术的发展需求与趋势

产品全生命周期（设计、制造、运

作等）满足客户个性化需求

全价值链端到端系统工程

个性化提高能源利用效率，实现工业生产“绿色环保”绿色制造柔性化生产线实现多品种产品生产的动态配置资源

定制化制造技术绿色化制造需求：多品种多批量、高质量低成本、柔性制造1能源和资源利用效率是竞争力的决定性因素•••更短的创新周期更为复杂的产品更大的数据量•••个性化大规模生产快速变化的市场更高的生产效率提升效率制造业核心竞争力正在发生深刻变化

提升竞争力制造业变化的速度比以往更快32

缩短生产周期提高柔性1能源和资源利用效率•更短的创新周期•个性化大规模生产提升效制造业成为全球经济持续发展的发动机美国

“再工业化”

•国家制造技术创新联盟

•使用本国页岩气和石油德国

保持工业领先地位

•持续创新机制

•高出口量

•工业4.0为新的指导原则中国

发展高端技术实现产品升级

•工资上涨

•质量驱动的自动化需求

•节能立法制造业成为全球经济持续发展的发动机美国德国中国2015年中国长三角地区的制造成本仅比美国低5%全球制造产业正在发生深刻变化2015年中国长三角地区的制造成本仅比美国低5%全球制造产业￥400￥200成都

￥250佛山东莞

惠州

深圳

常熟

昆山

上海

杭州1992年

台湾

￥9501988年富士康下一步迁往何处？

￥410

秦皇岛

天津

大连

烟台

￥320

廊坊

晋城

90年代末

郑州

武汉

重庆

￥12902013年-

贵阳￥1030

￥200印度尼西亚最低￥670￥400￥200成都 ￥250 常熟 台湾富士康下一步迁中国制造业挑战与机遇

哥本哈根中国减排目标产业升级压力

劳动力成本上升

能耗排放压力

中国制造业机遇：发展先进制造技术，实现产业升级低附加值高附加值中国制造业挑战与机遇 哥本哈根中国减排目标低附加值高附第一次浪潮工业革命机器和工厂出现推动规模经济和经济领域扩展第二次浪潮互联网革命计算机技术和

分布式信息网络的崛起制造技术发展：第三次浪潮（美国）

第三次浪潮工业互联网基于机器的分析：物理分析、重点学科的深厚专业知识、自动化、预测第一次浪潮第二次浪潮互联网革命制造技术发展：第三次浪潮（美国第一次工业革命蒸汽动力机械设备应用于生产第二次工业革命电机发明和电能使用，大规模流水线生产第三次工业革命应用IT技术（PLC、NC等）实现自动化生产制造技术发展：第四次工业革命（德国）第四次工业革命应用信息-物理系统（CPS）实现智能化生产第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命制造技术发展：第四制造技术发展：智能制造（中国制造2025）智能制造科技发展“十二五”专项规划☆国家科技重大专项（02专项）极大规模集成电路制造装备及成套工艺☆国家科技重大专项（04专项）高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用☆国家智能制造装备重大专项智能制造关键技术、数字化车间示范应用、智能制造系统等★重点研究数字化设计制造集成技术★做大做强数字制造装备，促进制造业智能化、精密化、绿色化发展国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)“十二五”国家战略性新兴产业发展规划制造技术发展：智能制造（中国制造2025）智能制造科技发展“二、智能制造基本内涵与关键技术二、智能制造基本内涵与关键技术智能制造：应用范围智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设备组、设施和系统网络的

工业世界能够更深入地与连接、大数据和分析所代表的数字世界融合智能制造：应用范围智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设智能制造：大数据循环安装仪器仪表的工业机器专有机器数据流的提取和存储

工业数据系统安全、云计算网络基于机器的算法和数据分析大数据分析与合适的人和机器分享数据

可视化远程

和集中数据

数据流返回机器实体和人际网络智能制造：大数据循环安装仪器仪表专有机器数据流的 工业数据系智能制造：技术目标通过嵌入式互联网技术，离散的信息-物理系统（CPS）进行连接交互•

产品制造过程中包含所有必要信息•

考虑全价值链进行生产设备整合、自组织•

生产过程中按照实际工况灵活决策智能制造：技术目标通过嵌入式互联网技术，离散的信息-物理系统智能制造：技术路线生指通过软件和网络进行产品开发、产和服务沟通机器与产品实时进行信息和指令交互自主控制和优化智能制造：技术路线生指通过软件和网络进行产品开发、2020智能制造：发展阶段

智能化产品设计、制造过程中具有感知、分析、决策、执行功能

网络化

利用自组织网络，动态配置

资源，实现研究、设计、生

产和销售各种资源重组

2015

数字化

CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

/ERP/RE/RP20112020智能制造：发展阶段产品设计、制造过程中具有 网络网络化生产企业间横向集成产品开发产品生产产品服务制造体系纵向集成

ERPMESPCS设计生产物流营销客户需求智能制造核心特征

产品全生命周期端到端集成网络化生产企业间横向集成产品开发产品生产产品服务制造体系纵向智能制造发展方向：产品智能化

自适应工况：

•工况识别感知

•控制算法及策略人机交互：•多功能感知•智能Agent•语音识别•信息融合自主决策：•环境感知•路径规划•智能识别•自主决策回收信息原材料

信息设计信息制造信息物流信息销售信息

产品全生命周期个性化定制与服务无人机

无人驾驶汽车

智能家电智能制造发展方向：产品智能化 自适应工况：自主决策：回收原材智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中赋予产品制造在线学习和知识进化能力实现自学自律制造

日本Mazak机床

热屏障

主动振动控制智能装备特点：瑞士米克朗机床智能工艺规划大连机床热补偿功能

智能化

智能装备2000—

数字化

数控装备1960—国际

智能制造初露端倪国内智能制造发展方向：装备智能化制造技术变革将专家的知识和经验该生产什么质量管控智能制造发展方向：车间智能化

全局生产管控WhattoproduceStatusofequipment

设备状态OverallproductionmonitoringandcontrolWorkinstruction

作业指导Productionstatistic

生产统计Qualitycontrol

物料准时配送JITmaterialdelivering

生产防错系统Error-proofing

产品及时发运

Productdelivering该生产什么质量智能制造发展方向：车间智能化Whattopro智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设

备DNC智能化机械手智能刀具管理中央控制室现场Andon现场监视装置智能加工中心与生产线智能化仓储/运输与物流智能化生产执

行过程管控智能化生产控制中心智能化工厂自动化立体仓

库AGV智能小车公共资源定位系

统高级计划排程执行过程调度数字化物流管

控数字化质量检

测智能制造发展方向：工厂智能化智能化加工设DNC智能化机械手智大灯总成动力总成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供应链智能化

主机厂与供应商：物理距离与信息距离

–以江淮汽车为例：

•零部件供应巢建设项目现已有澳大利亚和台湾、香港等7省区在内的260家企业签约入驻

•目前江淮已实施了物料拉动平台

主要方向：以主机厂为核心的全产业链质量控制

仪表台总成

座椅大灯总成动力总成悬架总成底盘轮胎智能制造发展方向：供应链智能智能制造发展方向：智能制造模式37.11亿美元突破10000亿网络改变沟通：社交服务平台网络改变交易：电子商务平台网络改变生产：智能制造平台物联网+服务网智能制造发展方向：智能制造模式37.11亿美元突破10000•

高速通讯网络协议•

资料共享技术•

信息安全技术智能制造关键技术：数字化制造•

数字化建模•

虚拟设计•

创新设计•

数字样机设计•

面向制造DFM•

智能控制技术•

高速高精度驱动•

嵌入式数字制造•

远程诊断•

智能维护数字控制生产管理•

控制传感技术•

实时信息管理技术

•

信息集成技术•

数字化车间技术•

制造系统建模•

决策控制•高速通讯网络协议•资料共享技术•信2012年中国工业机器人销量为2.7万台；我国达到世界水平时将有380亿工业机器人本体市场空间，1140亿工业机器人系统集成市场空间焊接、装配、喷漆、码垛、搬运世界工业机器人安装总量智能制造关键技术：机器人

全球年增长率9%

中国年增长率17%2012年中国工业机器人销量为2.7万台；我国达到世界水平时智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周期，减少对环境的影响，提高原材料和能源使用效率智能制造关键技术：3D打印3D打印技术：增材工艺，缩短生产周智能制造关键技术：传感器智能制造关键技术：传感器三、基于RFID的智能制造技术与应用三、基于RFID的智能制造技术与应用RFID技术RFID（RadioFrequencyIdentification）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。20世纪70年代20世纪90年代20世纪70年代20世纪90年代

RFID技术特点与优势：

适应复杂工况：防雨水、抗污渍、抗油污、可喷涂

读写方便快捷：可读可写，

“盲视”“透视”扫描

批量操作：批量读/写、远距离读写

现场即验即写：对着实物直接写入信息，码物一一对应

读识性能可靠：一次性“盲扫”，识别可靠性达99.8%以上30RFID技术20世纪70年代20世纪90年代20世纪70年代RFID工作原理与分类

标签（TAG）天线(ATENNA)1、读写器通过天线发出无线射频能量信号2.标签通过无线射频信号

获得能量3.电能对电子标签芯片供

电、芯片将数据转换成

电磁波信号发出读写器(READER)信息系统4.读写器接收电

磁波并转换为

数据31RFID工作原理与分类 标签天线1、读写器通过2.标签通过无RFID技术在智能制造中应用RFID

技术智能家电车间物流工程机械物流园

供应链智能维护

混流制造辅具控制32RFID技术在智能制造中应用RFID智能家电车间物流工程机械托盘RFID产品RFID智能制造方案：数字化车间

辅具管控

辅具的可视化跟踪管理

辅具与主机自动信息交互智能维护设备在线监测、设备运行状态评估与风险预警、设备故障智能诊断与专家支持

混流制造

单品级产品智能识别

工艺推送和操作指导

进度监控与质量追溯

辅具寿命定量监控与预测实现多品种混流制造提升生产效率和质量33托盘产品智能制造方案：数字化车间智能维护状态评估与风险预警、运动过程快速识别，不影

响生产节拍工业现场恶劣工况高可靠

识别生产线路径

选择

M2M

通讯机床加工程序

选择零件加工质量

信息记录数字化车间：混流制造

基于RFID的混流制造解决方案价值：实现多品种同时高效制造，完全柔性化混流制造

34运动过程快速识别，不影工业现场恶劣工况高可靠生产线路径机数字化车间：混流制造缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（缸盖）加工、100万台发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一应用效果：实现6种以上缸体混流生产，提升缸体产能10%以上35数字化车间：混流制造缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（数字化车间：混流制造三一重工18号厂房（

泵送车装配

）：亚洲最大的数字化、智能化厂房，精益制造模式，柔性流水线生产应用效果：流水化生产，节拍60分钟，产品，生产，质量信息自动反馈较高质量图片36数字化车间：混流制造三一重工18号厂房（泵送车装配）：亚数字化车间：辅具管控

对刀仪刀具仓库刀具参数将被自动储存在刀库系统中--刀具规划刀具寿命---刀具跟踪仓库清单质量管理刀具刀具磨削机床基于RFID的方案：辅具全生命周期信息交互过程

适应恶劣加工工况

刀具与加工机床/对刀仪M2M

刀具全生命周期管控

提升刀具利用率

提高机床使用率

提高加工零件质量价值37数字化车间：辅具管控刀具仓库-刀具规划-刀具跟踪刀具刀具磨削数字化车间：刀具全生命周期管控国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用效果：降低刀具库存20%，降低刀具成本10%，降低准备时间15%刀具库存和参数显示38数字化车间：刀具全生命周期管控国家特高压、超高压及高压开关设数字化车间：电极全生命周期管控

专注于消费电子领域精密模具及精密机构件，产品供应三星、华

为、中兴、海尔、夏普、联想、OPPO等国际知名消费电子厂商电极坯料电极加工

电极放电

电极回收应用效果：设备效率提升10%，交期缩短10%，综合成本降低15%

39数字化车间：电极全生命周期管控电极坯料电极加工 电极放电供应链智慧物流

物流园智能制造方案：

智慧物流

物料出库

物料分拣组盘

物料配送上线

车间物流

产品运输过程跟踪

运输车辆跟踪定位

产品快速出入库被动告知主动感知透明、安全、高效

车辆共享调度

园区中央监管

快速通行和盘点

物流货柜识别

批量货品分拣

40供应链智慧物流智能制造方案：智慧物流产品运输过程跟踪智能物流：车间物流应用效果：减少库存；提升配送效率和准确率；提高叉车、AGV利用率

零部件出库

物料转移物料出库自动配送

物料分拣组盘

组盘成台套物料托盘RFID识别物料配送上线

AGV调度

AGV智能调度41智能物流：车间物流应用效果：减少库存；提升配送效率和准确率；效率智能物流：车间物流

美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业

，2012年产值达1300亿元

应用效果：AGV实现自动化路径选择、配送物料实现自动识别、提升配送42效率智能物流：车间物流42智能物流：供应链价值：减少库存；提升自动化水平、减少仓库人员；提高叉车利用率；提高作业完成率JIT的供应链模式车辆进出自动识别物料批量识别

自动化叉车调度

智能化

厂区卸货

实时监控零部件备料透明化43智能物流：供应链价值：减少库存；提升自动化水平、减少仓库人员识别，叉车物流资源任务智能调度；智能物流：供应链

美的集团是全球第二大的白色家电企业，中国家电龙头企业

，2012年产值达1300亿元

应用效果：实现送货车辆厂区进出自动识别和卸货资源分配，出入库自动44识别，叉车物流资源任务智能调度；智能物流：供应链44

智慧物流园批量货物分拣中央集群监管货品防盗和追

踪快速通行和盘

点物流车辆货柜

识别车辆地理位置

监控应用效果：实现物流透明化、货物的安全和及时；提高了物流车辆运转的效率和货物进出的效率智能物流：物流园

常平镇是东莞东部经济中心，广东省中心镇，珠三角地区最繁忙的货运

物流枢纽之一45 智慧批量货中央集货品防快速通物流车车辆地应用效果：实现物流解决方案智能制造技术与数字化工厂应用课件机电产品智能化：家电产品智能化解决方案：智能板卡配合RFID技术，实现从设计、生产、销售、巡检、诊断维修-信息统计-报废全周期的信息管理、运行信息记录反馈、诊断与分析等功能。

方案价值：提升产品智能化形象，提高产品设计、生产、销售、售后、维修全程的质量和服务水平，实现产品全生命周期智能化。机电产品智能化：家电产品智能化解决方案：智能板卡配合RFID应用案例：美科智能冷柜

美科智能家电全生命周期解决方案研发制造销售

需求订单物流设计组装体验成品测试经销系统出厂售后

效益：家电产品智能化程度提高具有更好的用户体验，使生产制造诸多环节一

体化，实现跨越式的智能产品新价值。应用案例：美科智能冷柜研 需求设计成品系统效益：家电产机床加工程序选择零件加工质量

信息记录数字化车间：混流制造

解决方案：在复杂零件和托盘上安装RFID标签，有效识别身份在加工设备和线体

上安装工业读写器，实现产品和设备的智能通讯，为MES等信息系统有效提供数据

采集和处理。

生产线路径

选择

M2M

通讯

方案价值：实现工艺指导可视化、柔性化，提升多品种批量化生产过程的生产

效率，减少人员，提高数据采集效率，实现制造过程可追溯性。机床加工零件加工质量数字化车间：混流制造方案价值：实现应用案例：上汽通用五菱/美的家用空调产线

缸体缸盖加工生产线：30万件发动机缸体（缸盖）加工、100万台

发动机缸体（缸盖）毛坯铸造生产能力，位居国内同行第一家用空调装配混流制造：美的家用空调是全球第二大家用空调制造企业，占据17%市场份额；柔性加工机械手和产品交互加工设备和产品交互柔性装配线工序处装有读写器工板装有RIFD标签应用案例：上汽通用五菱/美的家用空调产线家用空调装配混流制造数字化车间：刀具管理

基于RFID的方案：

辅具全生命周期信息交互过程

适应恶劣加工工况

刀具与加工机床/对刀仪M2M

刀具全生命周期管控

提升刀具利用率

提高机床使用率

提高加工零件质量价值数字化车间：刀具管理适应恶劣加工工况刀具与加国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国电力工业和世界各地用户提供大量高压开关设备应用案例：武汉某公司

武汉重型机床集团是国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全

的大型骨干企业刀具预调换刀处读写器机床HMI界面刀柄上的RFID刀库自动识别监控界面国家特高压、超高压及高压开关设备的研发和生产基地，为中国应用现场管理库存管理配置管理仓库CNC加工CMM测量

跟踪管理EDM放电CNC加工RFID系统电极坯料电极加工电极放电电极回收数字化车间：电极管

解决方案：对每个电极治具上安装RFID电子芯片，对电极的设计延伸到制造、测

量和使用的全过程中实现数据和制造无缝交互，实现全流程的自动化，无人化。