智能制造基礎與應用高等職業教育“十三五”規劃教材

*智能制造基礎與應用

第三章智能制造關鍵技術

第三章智能制造關鍵技術第二節工業物聯網第三節工業機器人第四節3D打印技術第五節RFID射頻技術第六節云計算與大數據第七節虛擬現實與人工智能技術第一節概述第八節智能制造的信息安全技術工業物聯網2第二節

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第三章智能制造關鍵技術一、物聯網的定義物聯網是通過RFID技術、無線傳感器技術以及定位技術等自動識別、采集和感知獲取物品的標識信息、物品自身的屬性信息和周邊環境信息，借助各種電子信息、傳輸技術將物品相關信息聚合到統一的信息網絡中，并利用云計算、模糊識別、數據挖掘以及語義分析等各種智能計算技術對物品相關信息進行分析融合處理，最終實現對物理世界的高度認知和智能化的決策控制。目前物聯網的傳輸技術非常豐富，包括：藍牙、Zigbee、WIFI、超短波數傳電臺、GPRS等等。主要可以概括為以太網終端、WIFI終端、2G/3G終端等，當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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第三章智能制造關鍵技術物聯網的體系結構

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第三章智能制造關鍵技術

感知層是物聯網的皮膚和五官,用來識別物體，采集信息。感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等，主要作用是識別物體，采集信息，與人體結構中皮膚和五官的作用相似。

網絡層是物聯網的神經中樞和大腦，進行信息傳遞和處理。網絡層包括通信與互聯網的融合網絡、網絡管理中心和信息處理中心等。網絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理，類似于人體結構中的神經中樞和大腦。

應用層是物聯網的“社會分工”，與行業需求結合，實現廣泛智能化。應用層是物聯網與行業專業技術的深度融合，與行業需求結合，實現行業智能化，這類似于人的社會分工，最終構成人類社會。

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第三章智能制造關鍵技術三、工業物聯網中的關鍵技術

工業物聯網通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實現在工業現場采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程、采集其聲、光、熱、電等各種需要的信息。具有環境感知能力的各類終端、基于泛在技術的計算模式、移動通信等，不斷融入到工業生產的各個環節，從而大幅提高制造效率，改善產品質量，降低產品成本和資源消耗，將傳統工業提升到智能工業的新階段。

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第三章智能制造關鍵技術工業物聯網中的關鍵技術

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第三章智能制造關鍵技術四、工業物聯網應用前景工業物聯網的應用改變了傳統工業中被動的信息收集方式，實現自動、準確、及時地收集生產過程參數。傳統的工業生產采用M2M（MachinetoMachine）的通信模式，實現了機器與機器間的通信。而工業物聯網通過ThingstoThings的通信方式實現了人、機器和系統三者之間的智能化、交互式無縫連接，從而使得企業與客戶、市場的聯系更為緊密，企業可以感知到市場的瞬息萬變，大幅提高制造效率、改善產品質量、降低產品成本和資源消耗，將傳統工業提升到智能工業的新階段。

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第三章智能制造關鍵技術

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第三章智能制造關鍵技術

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第三章智能制造關鍵技術基于物聯網的現代工業系統體系結構

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第三章智能制造關鍵技術1．制造業供應鏈管理

企業利用物聯網技術，能及時掌握原材料采購、庫存、銷售等信息，通過大數據分析還能預測原材料的價格趨向、供求關系等，有助于完善和優化供應鏈管理體系，提高供應鏈效率，降低成本。例如，空中客車通過在供應鏈體系中應用傳感網絡技術，構建了全球制造業中規模最大、效率最高的供應鏈體系。

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第三章智能制造關鍵技術空客公司供應鏈體系

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第三章智能制造關鍵技術2．生產過程工藝優化

工業物聯網的泛在感知特性提高了生產線過程檢測、實時參數采集、材料消耗監測的能力和水平，通過對數據的分析處理可以實現智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護，提高生產力，降低能源消耗。3．生產設備監控管理

利用傳感技術對生產設備進行健康監控，可以及時跟蹤生產過程中各個工業機器設備的使用情況，通過網絡把數據匯聚到設備生產商的數據分析中心進行處理，能有效地進行機器故障診斷、預測，快速、精確地定位故障原因，提高維護效率，降低維護成本。

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第三章智能制造關鍵技術4．環保監測及能源管理

工業物聯網與環保設備的融合可以實現對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理環節關鍵指標的實時監控。在化工、輕工、火電廠等企業布署傳感器網絡，不僅可以實時監測企業排污數據，而且可以通過智能化的數據報警及時發現排污異常并停止相應的生產過程，防止突發性環境污染事故發生。5．工業安全生產管理

工業物聯網技術通過把傳感器安裝到礦山設備、油氣管道、礦工設備等危險作業環境中，可以實時監測作業人員、設備機器以及周邊環境等方面的安全狀態信息，全方位獲取生產環境中的安全要素，將現有的網絡監管平臺提升為系統、開放、多元的綜合網絡監管平臺。

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第三章智能制造關鍵技術基于物聯網的公交智能調控系統

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