智能制造服务管理与优化-信息系统与工程研究所

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1、智能制造服务管理与优化陶飞北京航空航天大学自动化学院E-Mail:ftao@buaa.edu.cnTel：138114360202016年11月06日汇报内容从“工业4.0”到“智能制造”智能制造服务管理智能制造服务优化制造服务应用探索工业4.0的进化过程网络-物理系统机器人自动化制造福特T型车装配流水线第四次工业革命珍妮纺纱机借助互联网和无线通信构建网络—物理系统复第三次工业革命杂借助电子和信息技术程实现生产自动化度瓦特第二次工业革命蒸汽机借助电能和流水线进行大批量生产第一次工业革命借助蒸汽机动力实现生产装备机械化18世纪末20世纪初20世纪70年代今天

2、工业4.0、工业互联网、中国制造2025演变路径美国自上而下的美国工业互联网战略（C+P）第一次浪潮工业革命第二次浪潮互联网第三次浪潮聚焦渐进的中国制造2025战略工业互联网中国服务化网络化工业化和两化个性化信息化两化融合中国制造2025深度融合智能制造社会化第四次革命智能化第三次革命CPS信息物理系统信息化德国第二次革命电气化第一次革命机械化C:Cyber赛博的数字、信息、网络等虚拟世界自下而上的德国工业4.0战略（P+C）P:Physical物理的机器、设备、设施等实体世界共同演变与发展目标：智能制造思考：是否可用一个统一框架来描述上述制造战略或模式？汇报内容

3、从“工业4.0”到“智能制造”智能制造服务管理智能制造服务优化制造服务应用探索初探：面向服务的智能制造（SoIM）架构物联化服务化云物联网务联网智能化大数据信息世界(Cyber)物理世界（Phyica）智能物理执行机构：基于互联网/移动互联智能设备和装备、智能机器人自动化数字化接入接出智能制造、制造服务是当前制造业关注和发展重点德国工业4.0美国工业互联网中国制造2025美国：将面向服务的制造技术列为是规划建设面向服务的智慧工厂促进制造业业态转型的重点发展领域生产型向服务型制造转型、发展服务型制造是世界各国制造战略计划的重点建设任务与发展方向之一研究背景物

4、理世界信息世界制造资源制造服务制造协作感知与接入智能化操作互联互通服务化封装智能化操作可视化展现搜索与匹配服务协作制造服务是连接制造物理世界与信息世界的桥梁通过制造服务实现智能制造物理世界与信息世界的互联互通、智能化操作制造服务全生命周期管理制造服务全生命周期管理基础理论与方法用需交户用综业…求需需可多需…易交风故生…管户合务管求求执目求管易险障产理建效管理描解行标预理过评传控模用理述析性工测程估播制与与分艺监与与管目标：探索构建一套建分析规控预鲁理$模解划测棒性智能制造服务管理基础理论与方法主要研究工作•面向服务的智能制造基础理论与方法•基于复杂网络的制造服务按

5、需使用理论与方法•智能感知接入技术与装置•数据驱动的智能生产及精准管理技术/系统•面向服务的智能制造Simulator•基于CPS的智能制造应用系统/服务平台装置仿真服务理论技术应用工具系统平台制造服务管理•制造服务感知接入•制造服务建模与封装•制造服务QoS建模、评估、优化•制造服务搜索与匹配•制造服务供需匹配•制造服务优化调度•制造服务组合•制造服务协作•……制造服务感知接入e.g.,生产线/车间的设备间智能互联设备之间互联智能车间智能工厂设备之间互联的支撑技术：无线射频技术，移动互联网，传感器，物联网。物联化：智能物联是智能制造的前提制造服务感知接入e.g

6、.,设备和产品智能互联设备与产品互联我生产2010年4月30日，5月3日出厂云平台设备与产品互联的支撑技术：已经打开2分钟了，请盖上云平台，移动互联网，传感器，物联网。智能物联意味着智能工厂能够自行运转，零件与机器可以进行交流制造服务感知接入e.g.,基于人-机-物-环境融合的数字车间虚实互联Cyber控制Physical虚拟与现实如何互联：制造虚拟世界反馈制造物理世界挑战：融合、通信、控制制造服务建模e.g.,基于UML-OWL-APP的制造能力服务化封装方法制造服务应用3D打印机服务应用机械臂服务应用雕刻机服务应用数控车床服务应用（类似APP）制造服务的多

7、终端可视化与实例化服务服务服务服务制造服务3D打印机服务机械臂服务雕刻机服务数控车床服务制造能力服务化封装、模型在线解析与服务化制造能力3D打印机能力模型机械臂能力模型雕刻机能力模型数控车床能力模型制造资源异构接入，制造能力多维模型制造资源3D打印机机械臂雕刻机数控车床制造服务搜索与匹配e.g.,三阶段制造服务优化搜索匹配模型与方法精基于制造服务本体和语义相似度的制造服务能力精确匹配优基于非功能服务质量(QoS)的制造服务优化匹配稳基于Event-Condition-Action容错机制的制造服务稳定匹配定义了制造服务操作过程中的4类13种故障设计了基于Event

8、-Cond