《智能控制技术》课件 4.1工业4.0概述

项目4智能控制系统集成与装调章节目录12工业4.0概述智能控制系统设计目录3智能控制系统集成4智能控制系统的安装与调试5采集设备数据到后台系统随着全球经济的不断发展和技术进步，无人工厂逐渐在全球范围内普及。工业机器人作为现代制造业的新生力量，受到世界各国的关注和重视。许多国家将发展机器人产业上升为国家战略，机器人技术也成为了衡量国家科技创新和高端制造水平的重要指标。项目引入在制造业领域，智能技术的创新应用催生了无数的智能装备和智能产品。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。项目引入能快速获得学习中所需要的知识。能围绕主题参与小组交流和讨论，并清晰地表达自己的见解。学习目标理解什么是工业4.0。了解工业网络的具体构成。了解数据采集系统的工作流程。掌握工业机器人的工作原理。掌握PLC控制系统的工作原理。了解视觉系统。职业能力目标了解外围设备（自动线）。理解智能控制系统集成。熟悉智能控制系统的安装与调试。提高学生的独立思考能力。培养学生的团队协作能力。提高学生的动手操作能力。提高学生的问题解决能力。职业能力目标知识链接党的二十大报告指出，要“推动制造业高端化，智能化，绿色化发展”“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”。在新一轮科技革命和产业变革中，智能制造是新一轮工业革命的核心技术。知识链接智能控制系统集成与装调是一项复杂而重要的工作，需要综合运用工程技术、信息技术和控制理论等知识。通过对系统设计与规划、硬件集成、软件集成、数据集成等步骤，实现对智能控制系统的全面控制和优化。知识链接在装调过程中，通过对硬件和软件的调试和测试，最终达到系统性能的最佳状态。智能控制系统集成与装调是实现智能制造的重要环节之一，它能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量等。在工业4.0时代，智能控制系统集成与装调将成为制造业转型的重要支撑。知识链接工业自动化是德国启动工业4.0的重要前提之一，主要应用在机械制造和电气工程领域。当前德国和国际制造业广泛采用的“嵌入式系统”，是一种将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部，根据特定应用需求而设计的专用计算机系统。数据显示，这种“嵌入式系统”每年为市场带来高达200亿欧元的经济效益，预计到2020年将增长至400亿欧元。知识链接工业4.0是一个涉及众多不同企业、部门和领域，以不同速度发展的渐进性过程，需要跨行业、跨部门进行协作。在2013年汉诺威工业博览会上，德国机械设备制造业联合会（VDMA）、德国电气和电子工业联合会（ZVEI）以及德国信息技术、通信、新媒体协会（BITKOM）三个专业协会共同建立了工业4.0平台。知识链接2018年9月11日至13日，世界经济论坛东盟会议在越南首都河内举行。东盟及其他一些国家和地区官员、商业领袖等各界代表千余人出席了会议。知识链接

会议主题是“东盟4.0：企业家精神和第四次工业革命”，与会代表围绕这一主题探讨了工业4.0给东盟国家带来的影响和机遇，旨在激发企业和民众在第四次工业革命中的潜力和活力，以推进东盟共同体建设，促进东盟经济发展。知识链接工业4.0具体内容4.1工业4.0概述服务教育成就未来北京新大陆时代教育科技有限公司4.1.1工业4.0基础知识4.1.2工业4.0的特点4.1.3工业4.0的解决方案4.1工业4.0概述“互联网+制造”即为工业4.0。德国所推出的工业4.0，是一种Cyber-PhysicalSystem，美国则将其称为“工业互联网”，而我国则将其命名为“中国制造2025”。4.1.1工业4.0基本知识

尽管这些术语的表述有所不同，但其本质内涵是一致的，均指向一个核心，即智能制造。智能制造是一种基于数字化技术和智能化算法的制造方式，能够根据市场需求和生产条件的变化进行动态调整和优化，从而提高生产效率、降低成本、提升产品质量和服务水平。4.1.1工业4.0基本知识

无论是哪种表述方式，其核心都是推动制造业的数字化转型和创新发展，为全球经济和社会发展注入新的动力。4.1.1工业4.0基本知识工业4.0组成近年来，中国有几个概念备受关注，首先是大众创业、万众创新，其次是工业4.0，第三个则是“互联网+”。“互联网+”是一个极其广泛的概念，其中涵盖了诸多方面的应用。4.1.1工业4.0基本知识“互联网+金融”被称为互联网金融、“互联网+零售”即电子商务。而“互联网+制造”便对应着工业4.0。这一概念将推动中国制造业从制造向创造的转型，因此，有人认为工业4.0象征着中国正经历着具有划时代意义的革命。4.1.1工业4.0基本知识工业1.0时代，人们开始利用蒸汽动力进行机械化生产，这标志着工业生产的开始。随着技术的发展，工业生产逐渐实现了机械化、自动化和规模化。4.1.1工业4.0基本知识工业2.0时代，电力开始被广泛应用，它极大地提高了生产效率，使得大规模生产成为可能。电力还为机器的运转提供了稳定、高效的能源，进一步推动了工业生产的快速发展。4.1.1工业4.0基本知识工业3.0时代，电子信息技术开始崭露头角，它们的应用使得生产过程自动化成为可能。通过电子信息技术对生产过程的精确控制，生产效率和质量都得到了显著提升，同时也大大降低了人力成本。4.1.1工业4.0基本知识工业4.0时代，人们称之为智能化时代。在这个时代，人工智能、物联网、大数据等先进技术被广泛应用在工业生产中。智能化生产实现了对生产过程的全面优化和控制，提高了生产效率和产品质量的同时，也使得生产过程更加环保和可持续。同时，智能化生产也使得生产更加个性化、定制化，满足了消费者日益增长的个性化需求。4.1.1工业4.0基本知识从工业1.0到工业4.0，每一次技术的突破和应用都推动了工业生产的革新和发展。然而，无论在哪个时代，人们对提高生产效率、降低成本、提升产品质量的追求都是不变的。随着科技的不断发展，未来的工业生产将更加高效、环保和可持续。4.1.1工业4.0基本知识4.1.1工业4.0基本知识工业革命的发展在过去的工业1.0、2.0和3.0时代，生产过程通常被划分为原料、机械设备、工厂、运输和销售五大模块，这些模块是固定且不可或缺的环节。4.1.1工业4.0基本知识然而，随着工业4.0的到来，这种模式发生了转变。这五个模块如今是独立存在的，并具备自己的软件、传感器和通信系统。这种独立性使得每个模块都能够进行动态的调整和优化，从而提高了生产过程的灵活性和效率。4.1.1工业4.0基本知识4.1.1工业4.0基础知识4.1.2工业4.0的特点4.1.3工业4.0的解决方案4.1工业4.0概述1、互联互联工业4.0的核心是将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户等各个要素进行紧密的连接。通过物联网技术和通信系统，将各个要素连接到一个智能网络中，实现数据的高速传输和共享，从而提高了生产过程中的协作效率。这种连接不仅局限于企业内部，还扩展到企业与供应商、客户等外部合作伙伴之间。4.1.2工业4.0的特点1、互联在工业4.0时代，连接已经成为了一个基本要素，它使得企业能够更好地掌握生产过程中的各种信息，从而更好地进行决策和优化。通过连接，企业可以实现与设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户之间的实时信息交流和协同工作，提高生产效率和产品质量的同时，也降低了成本和风险。4.1.2工业4.0的特点1、互联因此，互联工业4.0的核心是连接，这种连接使得企业能够更好地应对市场的变化和客户的需求，同时也促进了整个价值链的协同和创新。4.1.2工业4.0的特点2、数据工业4.0通过连接和集成各种数据，实现了对整个生产过程的全面数字化和智能化。这些数据包括产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据以及消费者数据等。4.1.2工业4.0的特点2、数据产品数据是指与产品相关的各种信息，包括产品的设计、材料、规格、性能等。在工业4.0中，产品数据可以通过数字化建模和仿真等技术进行全面管理和优化，从而提高产品的质量和性能。4.1.2工业4.0的特点2、数据设备数据是指与生产设备相关的各种信息，包括设备的型号、规格、运行状态、维护记录等。通过连接设备并采集设备数据，企业可以实现设备的远程监控和维护，提高设备的运行效率和可靠性。4.1.2工业4.0的特点2、数据研发数据是指与产品研发相关的各种信息，包括研发流程、实验数据、设计文档等。通过将研发数据集成到一个系统中，企业可以实现产品设计和开发的数字化和智能化，缩短产品的研发周期和降低成本。4.1.2工业4.0的特点2、数据工业链数据是指与企业整个生产链相关的各种信息，包括原材料采购、库存管理、生产计划、物流配送等。通过连接和集成工业链数据，企业可以实现生产过程的全面数字化和智能化，提高生产效率和降低成本。4.1.2工业4.0的特点2、数据运营数据是指与企业日常运营相关的各种信息，包括生产进度、质量控制、成本核算等。通过采集和分析运营数据，企业可以实现生产过程的精细管理和优化，提高企业的竞争力和盈利能力。4.1.2工业4.0的特点2、数据管理数据是指与企业管理和决策相关的各种信息，包括财务数据、人力资源数据、市场营销数据等。通过连接和管理数据，企业可以实现管理和决策的数字化和智能化，提高企业的决策效率和准确性。4.1.2工业4.0的特点2、数据销售数据是指与产品销售和市场相关的各种信息，包括销售额、客户满意度、市场需求等。通过采集和分析销售数据，企业可以了解市场需求和趋势，从而制定更加精准的销售策略和产品开发计划。4.1.2工业4.0的特点2、数据消费者数据是指与消费者行为和市场趋势相关的各种信息，包括消费者购买偏好、消费习惯、市场趋势等。通过采集和分析消费者数据，企业可以更加深入地了解消费者的需求和市场趋势，从而开发更加符合市场需求的产品和服务。4.1.2工业4.0的特点3、集成工业4.0通过将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统和通信设施通过信息物理系统（CPS）形成一个智能网络，实现了人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间的全面互联。4.1.2工业4.0的特点3、集成这个智能网络是一种高度集成的互联环境，它不仅在各个生产环节之间建立了有效的沟通渠道，还实现了对生产全过程的实时监控和优化。4.1.2工业4.0的特点3、集成在这个智能网络中，人与人之间的互联得以实现。通过实时数据共享和沟通平台，员工可以在任何时间、任何地点进行协作和交流，从而提高了工作效率和团队合作能力。同时，企业可以更好地了解客户需求和市场趋势，及时调整生产和销售策略。4.1.2工业4.0的特点3、集成人与机器的互联也得到了充分体现。通过智能化操作界面和远程监控技术，员工可以实现对生产设备的实时监控和控制，提高了生产效率和产品质量。同时，机器也可以根据员工的需求进行自我调整和优化，实现了人机协同工作。4.1.2工业4.0的特点3、集成机器与机器之间的互联是工业4.0的核心特点之一。通过物联网技术和通信系统，生产设备之间可以相互连接和沟通，实现了自动化生产和协同作业。这种互联不仅提高了生产效率，还降低了生产成本和风险。4.1.2工业4.0的特点3、集成服务与服务之间的互联也是工业4.0的重要特征。通过云计算、大数据等技术，企业可以将各种服务整合到一个平台上，实现数据共享和协同工作。这种互联可以帮助企业更好地了解市场需求和趋势，提高服务质量和客户满意度。4.1.2工业4.0的特点4、创新工业4.0的实施过程是一个制造业创新发展的过程。在这个过程中，制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新将会不断涌现，形成了一个以技术创新为驱动、产品创新为核心、模式创新为突破、业态创新为升级、组织创新为保障的创新体系。4.1.2工业4.0的特点4、创新首先，技术创新是工业4.0实施的基础。随着物联网、大数据、云计算等技术的不断发展和应用，制造技术将会得到全面的升级和革新。4.1.2工业4.0的特点4、创新智能制造技术将逐渐成为主流，实现生产过程的全面数字化和智能化。在这个过程中，制造技术的创新将会为制造业带来更为高效、灵活和可持续的生产方式。4.1.2工业4.0的特点4、创新其次，产品创新是工业4.0实施的关键。在工业4.0时代，产品的设计和开发将更加注重智能化和个性化。通过数字化建模和仿真等技术，产品的设计和性能将得到全面的优化和创新，满足客户多样化的需求。同时，产品的智能化也将提高产品的附加值和市场竞争力。4.1.2工业4.0的特点4、创新接着，模式创新是工业4.0实施的突破。在工业4.0时代，制造业的模式将会发生深刻的变革。以定制化生产为代表的生产模式将逐渐取代传统的批量生产模式，实现个性化定制和高品质生产。4.1.2工业4.0的特点4、创新同时，以协同创新为代表的合作模式也将成为制造业发展的重要趋势，促进产业链上下游企业的协同合作。4.1.2工业4.0的特点4、创新然后，业态创新是工业4.0实施的升级。在工业4.0时代，制造业的业态将会得到全面的升级和创新。以智能制造为基础的新兴业态将会不断涌现，如智能装备、智能家居、智能交通等。这些新兴业态将为制造业带来更为广阔的市场和发展空间。4.1.2工业4.0的特点4、创新最后，组织创新是工业4.0实施的保障。在工业4.0时代，制造业的组织结构和管理方式也将会发生深刻的变革。以扁平化、网络化为代表的组织结构将逐渐取代传统的层级式组织结构，提高企业的适应能力和创新能力。4.1.2工业4.0的特点4、创新同时，以信息化、数字化为手段的管理方式也将成为制造业发展的重要趋势，促进企业管理的精细化和高效化。4.1.2工业4.0的特点5、转型对于中国的传统制造业来说，转型是一个必然的过程，从传统的工厂，从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂，整个生产形态发生了根本性的变化。从大规模生产到个性化定制，这种转型实际上使得整个生产过程更加柔性化、个性化、定制化。4.1.2工业4.0的特点5、转型在传统的工厂中，生产过程通常是大规模、批量化的，产品种类和款式相对较少，生产线上流转的是相同的产品。这种生产方式虽然能够降低单位成本，但无法满足消费者对于个性化和定制化的需求。4.1.2工业4.0的特点5、转型而在工业4.0的工厂中，生产过程变得更加柔性化和个性化。通过数字化和智能化技术的应用，企业可以实现快速响应市场需求的变化，生产出满足消费者个性化需求的产品。这种生产方式不仅可以提高产品的附加值和市场竞争力，还可以加强企业与客户之间的联系和互动。4.1.2工业4.0的特点5、转型从大规模生产到个性化定制的转型，需要企业从各个方面进行全面的升级