CIMS基本知識與支撐技術(shù)-物聯(lián)網(wǎng)

CIMS基本知識與支撐技術(shù)-物聯(lián)網(wǎng)匯報(bào)人：AA2024-01-19AAREPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUECIMS概述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)支撐技術(shù)之云計(jì)算支撐技術(shù)之大數(shù)據(jù)支撐技術(shù)之人工智能總結(jié)與展望AAPART01CIMS概述計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSystems，簡稱CIMS）是通過計(jì)算機(jī)硬件和軟件，并綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等，將企業(yè)生產(chǎn)過程中的信息流、物流、資金流、價(jià)值流等進(jìn)行集成和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的整體優(yōu)化和高效運(yùn)行。CIMS定義CIMS起源于20世紀(jì)70年代的美國，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對生產(chǎn)效率的追求，CIMS逐漸在全球范圍內(nèi)得到推廣和應(yīng)用。經(jīng)歷了從單機(jī)自動(dòng)化、局部自動(dòng)化到全局自動(dòng)化的發(fā)展過程，目前已經(jīng)成為制造業(yè)信息化的重要手段之一。發(fā)展歷程CIMS定義與發(fā)展歷程CIMS體系結(jié)構(gòu)CIMS體系結(jié)構(gòu)包括三個(gè)層次和兩個(gè)支撐環(huán)境。三個(gè)層次分別是制造系統(tǒng)控制層、制造執(zhí)行系統(tǒng)層和企業(yè)管理層；兩個(gè)支撐環(huán)境是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫環(huán)境。組成要素CIMS的組成要素包括人、經(jīng)營管理、技術(shù)三要素。其中，人是最活躍的因素，是CIMS成敗的關(guān)鍵；經(jīng)營管理是CIMS的龍頭，必須堅(jiān)持以經(jīng)營管理為中心；技術(shù)是CIMS的基礎(chǔ)和工具，先進(jìn)的生產(chǎn)模式需要先進(jìn)的制造技術(shù)支撐。CIMS體系結(jié)構(gòu)及組成要素CIMS在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀我國自20世紀(jì)80年代開始引進(jìn)和研究CIMS，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)在航空航天、汽車、鋼鐵、石油化工等制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過實(shí)施CIMS，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、智能化和集成化，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀在發(fā)達(dá)國家，CIMS已經(jīng)成為制造業(yè)信息化的重要手段之一。許多跨國公司和大型企業(yè)集團(tuán)都建立了自己的CIMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)、銷售和服務(wù)集成。同時(shí)，一些國際知名的軟件開發(fā)商也推出了自己的CIMS解決方案，為制造業(yè)企業(yè)提供全面的信息化服務(wù)。國外應(yīng)用現(xiàn)狀PART02物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，對任何物體進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳遞和智能處理等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，提供智能化的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)概念及特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)定義感知技術(shù)通信技術(shù)計(jì)算技術(shù)安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)01020304包括傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、二維碼技術(shù)等，用于實(shí)現(xiàn)對物體信息的采集和識別。包括無線通信技術(shù)、有線通信技術(shù)等，用于實(shí)現(xiàn)物體之間的信息交換和通信。包括云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，用于實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析。包括加密技術(shù)、認(rèn)證技術(shù)等，用于保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全。ABCD物聯(lián)網(wǎng)在CIMS中應(yīng)用前景生產(chǎn)過程監(jiān)控通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。能源管理通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對能源使用進(jìn)行監(jiān)控和管理，提高能源利用效率。供應(yīng)鏈管理通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控，提高供應(yīng)鏈管理的透明度和效率。設(shè)備管理通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，提高設(shè)備使用效率和管理水平。PART03支撐技術(shù)之云計(jì)算云計(jì)算定義云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算原理云計(jì)算通過使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲系統(tǒng)。云計(jì)算特點(diǎn)超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)、極其廉價(jià)等。云計(jì)算概述及原理將制造資源虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)建制造資源云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)制造資源的集中管理、按需分配和動(dòng)態(tài)調(diào)度。制造資源云服務(wù)通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)制造過程的協(xié)同，包括設(shè)計(jì)協(xié)同、生產(chǎn)協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同等，提高制造過程的效率和靈活性。制造過程協(xié)同將MES系統(tǒng)部署在云端，實(shí)現(xiàn)制造執(zhí)行過程的集中管理和監(jiān)控，提高生產(chǎn)現(xiàn)場的透明度和可追溯性。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）云服務(wù)利用云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算和存儲能力，對制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，為決策提供支持。制造大數(shù)據(jù)分析云計(jì)算在CIMS中應(yīng)用場景010203案例背景某大型制造企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率和降低成本，決定引入基于云計(jì)算的智能制造系統(tǒng)。解決方案該企業(yè)選擇了成熟的云計(jì)算服務(wù)提供商，構(gòu)建了私有云環(huán)境，將原有的制造信息系統(tǒng)遷移到云端。同時(shí)，引入了先進(jìn)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和高級計(jì)劃與排程系統(tǒng)（APS），實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)字化管理和智能化決策。實(shí)施效果通過引入基于云計(jì)算的智能制造系統(tǒng)，該企業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可視化、透明化和可追溯性，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，降低了運(yùn)營成本和維護(hù)成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。典型案例分析：基于云計(jì)算的智能制造系統(tǒng)PART04支撐技術(shù)之大數(shù)據(jù)VS大數(shù)據(jù)是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘方法包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析等步驟，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)科學(xué)等學(xué)科的理論和技術(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的隱藏價(jià)值，為企業(yè)決策提供支持。大數(shù)據(jù)定義大數(shù)據(jù)概述及價(jià)值挖掘方法生產(chǎn)過程監(jiān)控通過實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)備故障預(yù)測通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測設(shè)備的故障時(shí)間和維修需求，提前進(jìn)行維護(hù)，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率。市場趨勢分析通過對市場數(shù)據(jù)的挖掘和分析，發(fā)現(xiàn)市場趨勢和消費(fèi)者需求，為企業(yè)制定營銷策略和產(chǎn)品創(chuàng)新提供支持。大數(shù)據(jù)在CIMS中應(yīng)用場景典型案例分析：基于大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程優(yōu)化解決方案通過采集生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行清洗、整合和分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的瓶頸和問題。針對這些問題，對生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。案例背景某制造企業(yè)生產(chǎn)線存在效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，希望通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)施效果經(jīng)過大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析和優(yōu)化，該企業(yè)生產(chǎn)線效率提高了20%，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了顯著提升。PART05支撐技術(shù)之人工智能人工智能概述及核心技術(shù)人工智能定義研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，旨在讓機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。核心技術(shù)深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等。故障預(yù)測與健康管理通過數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)測和健康管理，減少停機(jī)時(shí)間。供應(yīng)鏈優(yōu)化通過AI技術(shù)對供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈優(yōu)化和庫存管理。質(zhì)量檢測與控制利用計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)檢測和控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。智能調(diào)度利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置和調(diào)度，提高生產(chǎn)效率。人工智能在CIMS中應(yīng)用場景解決方案引入基于人工智能的智能調(diào)度系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置和調(diào)度。實(shí)施效果智能調(diào)度系統(tǒng)顯著提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)等待時(shí)間和資源浪費(fèi)，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。案例背景某大型制造企業(yè)生產(chǎn)線復(fù)雜，涉及多個(gè)車間和工序，傳統(tǒng)調(diào)度方法效率低下，無法滿足生產(chǎn)需求。典型案例分析：基于人工智能的智能調(diào)度系統(tǒng)PART06總結(jié)與展望個(gè)性化定制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)與消費(fèi)者的實(shí)時(shí)互動(dòng)，收集消費(fèi)者需求數(shù)據(jù)并反饋給生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)。供應(yīng)鏈優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)鏈全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，幫助企業(yè)優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，降低庫存和物流成本。智能化制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為CIMS提供了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和傳輸能力，使得制造過程更加智能化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。CIMS與物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展趨勢未來研究方向和挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)成為亟待解決的問題，需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)和政策的研究?？缙脚_集成與標(biāo)準(zhǔn)化物聯(lián)網(wǎng)涉及眾多技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，如何實(shí)現(xiàn)跨平臺集