《智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用》3.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用高等職業(yè)教育“十三五”規(guī)劃教材

*智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用

第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)

第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)第二節(jié)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)第三節(jié)工業(yè)機(jī)器人第四節(jié)3D打印技術(shù)第五節(jié)RFID射頻技術(shù)第六節(jié)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)第七節(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能技術(shù)第一節(jié)概述第八節(jié)智能制造的信息安全技術(shù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)2第二節(jié)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)一、物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)RFID技術(shù)、無(wú)線傳感器技術(shù)以及定位技術(shù)等自動(dòng)識(shí)別、采集和感知獲取物品的標(biāo)識(shí)信息、物品自身的屬性信息和周邊環(huán)境信息，借助各種電子信息、傳輸技術(shù)將物品相關(guān)信息聚合到統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡(luò)中，并利用云計(jì)算、模糊識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及語(yǔ)義分析等各種智能計(jì)算技術(shù)對(duì)物品相關(guān)信息進(jìn)行分析融合處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的高度認(rèn)知和智能化的決策控制。目前物聯(lián)網(wǎng)的傳輸技術(shù)非常豐富，包括：藍(lán)牙、Zigbee、WIFI、超短波數(shù)傳電臺(tái)、GPRS等等。主要可以概括為以太網(wǎng)終端、WIFI終端、2G/3G終端等，當(dāng)然有些智能終端具有上述兩種或兩種以上的接口。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)

感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官,用來(lái)識(shí)別物體，采集信息。感知層包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS等，主要作用是識(shí)別物體，采集信息，與人體結(jié)構(gòu)中皮膚和五官的作用相似。

網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦，進(jìn)行信息傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心和信息處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲取的信息進(jìn)行傳遞和處理，類似于人體結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)中樞和大腦。

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會(huì)分工”，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化，這類似于人的社會(huì)分工，最終構(gòu)成人類社會(huì)。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)三、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程、采集其聲、光、熱、電等各種需要的信息。具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計(jì)算模式、移動(dòng)通信等，不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)四、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)工業(yè)中被動(dòng)的信息收集方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、準(zhǔn)確、及時(shí)地收集生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)采用M2M（MachinetoMachine）的通信模式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器與機(jī)器間的通信。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)ThingstoThings的通信方式實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)器和系統(tǒng)三者之間的智能化、交互式無(wú)縫連接，從而使得企業(yè)與客戶、市場(chǎng)的聯(lián)系更為緊密，企業(yè)可以感知到市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變，大幅提高制造效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)1．制造業(yè)供應(yīng)鏈管理

企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能及時(shí)掌握原材料采購(gòu)、庫(kù)存、銷售等信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析還能預(yù)測(cè)原材料的價(jià)格趨向、供求關(guān)系等，有助于完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系，提高供應(yīng)鏈效率，降低成本。例如，空中客車通過(guò)在供應(yīng)鏈體系中應(yīng)用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供應(yīng)鏈體系。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)空客公司供應(yīng)鏈體系

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)2．生產(chǎn)過(guò)程工藝優(yōu)化

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的泛在感知特性提高了生產(chǎn)線過(guò)程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、材料消耗監(jiān)測(cè)的能力和水平，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)，提高生產(chǎn)力，降低能源消耗。3．生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理

利用傳感技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行健康監(jiān)控，可以及時(shí)跟蹤生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)工業(yè)機(jī)器設(shè)備的使用情況，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)匯聚到設(shè)備生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)分析中心進(jìn)行處理，能有效地進(jìn)行機(jī)器故障診斷、預(yù)測(cè)，快速、精確地定位故障原因，提高維護(hù)效率，降低維護(hù)成本。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)4．環(huán)保監(jiān)測(cè)及能源管理

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在化工、輕工、火電廠等企業(yè)布署傳感器網(wǎng)絡(luò)，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以通過(guò)智能化的數(shù)據(jù)報(bào)警及時(shí)發(fā)現(xiàn)排污異常并停止相應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生。5．工業(yè)安全生產(chǎn)管理

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)把傳感器安裝到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工設(shè)備等危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)人員、設(shè)備機(jī)器以及周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，全方位獲取生產(chǎn)環(huán)境中的安全要素，將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)提升為系統(tǒng)、開(kāi)放、多元的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)。

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)基于物聯(lián)網(wǎng)的公交智能調(diào)控系統(tǒng)

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第三章智能制造關(guān)鍵技術(shù)