多媒體教學課件智能制造導論WT制作智能制造導論第1章緒論第2章智能制造的標志性技術第3章智能加工工藝第4章智能制造生產管理第5章智能制造物流管理暨其他管理第6章智能制造案例第7章智能制造的發展前景展望WT制作智能制造物流管理暨其他智能管理

實踐，認識，再實踐，再認識，這種形式，循環往復以至無窮，而實踐和認識之每一循環的內容，都比較地進到了高一級的程度。這就是辯證唯物論的全部認識論，這就是辯證唯物論的知行統一觀。——毛澤東，《實踐論》（1937年7月）第5章1.供應鏈管理（SCM）的含義SCM就是要整合供應商、制造部門、庫存部門和配送商等供應鏈上的諸多環節減少供應鏈的成本，促進物流和信息流的交換，以求在正確的時間和地點，生產和配送適當數量的正確產品，提高企業的總體效益。SCM通過多級環節，提高整體效益。每個環節都不是孤立存在的，這些環節之間存在著錯綜復雜的關系，形成網絡系統。5.1

供應鏈管理系統5.1.1

供應鏈管理（SCM）概述供應鏈管理的范圍實施SCM，應貫徹兩條原則要把企業內部以及節點企業之間的各種業務看作一個整體

在空間上重新規劃企業的供銷廠家分布，以充分滿足客戶需要，并降低經營成本2.SCM的管理思想

目標是實現“6R”：即將顧客所需的正確的產品（RightProduct）能夠在正確的時間（RightTime），按照正確的數量（RightQuantity）、正確的質量（RightQuality）和正確的狀態（RightStatus）送到正確的地點（RightPlace），并使總成本最小。以用戶滿意為最高目標，以市場需求的拉動為原動力企業之間關系更為緊密，共擔風險，共享利益把供應鏈中所有節點企業作為一個整體進行管理3.SCM的特征

對工作流程、實物流程和資金流程進行設計、執行、修正和不斷改進利用信息系統優化供應鏈的運作縮短產品完成時間，使生產盡量貼近實時需求減少采購、庫存和運輸等環節的成本實質方法目標1.供應鏈管理的基本原則5.1.2供應鏈的管理基本原則具

體

內

容以消費者為中心將消費者按照履約要求進行分類，并努力調整業務運營，以滿足消費者的要求。貿易伙伴之間密切合作，共享利益，共擔風險供應鏈企業之間的關系是合作伙伴關系，如果沒有合作伙伴關系，供應鏈的一體化就難以實現。促進信息充分流動整合銷售與運營計劃，確保企業內部銷售部門和運營部門之間、供應鏈合作伙伴之間對于用戶需求的信息的實時溝通。制訂用戶驅動的績效指標引導供應鏈上所有企業的行為，并對每個企業的表現進行評價和跟蹤。2.供應鏈管理的程序分析市場競爭環境，識別市場機會分析用戶價值確定競爭戰略分析本企業的核心競爭力評估、選擇合作伙伴供應鏈企業運作績效評估反饋和學習3.供應鏈管理的基本內容信息管理用戶管理風險管理供應鏈戰略管理庫存管理關系管理物料在供應鏈上的實體流動管理戰略性供應商和用戶合作伙伴關系管理供應鏈產品需求預測和計劃供應鏈的設計（全球網絡的節點規劃與選址）企業內部與企業之間物料供應與需求管理

基于供應鏈管理的產品設計與制造管理、生產集成化計劃、跟蹤和設計基于供應鏈的用戶服務和物流管理企業間資金流管理（匯率、成本等問題）基于Internet/Intranet的供應鏈交互信息管理供應鏈管理的具體內容4.實施供應鏈管理的意義SCM能提高企業間的合作效率SCM可提高用戶滿意度SCM是企業新的利潤源泉SCM模式是順應市場形勢的必然結果，SCM能充分利用企業外部資源快速響應市場需求，同時又能避免自己投資帶來的建設周期長、風險高等問題，贏得產品在成本、質量、市場響應和經營效率等各方面的優勢，增強企業的競爭力。

智能供應鏈是指通過泛在感知、系統集成、互聯互通、信息融合等信息技手段，將工業大數據分析和人工智能技術應用于產品的供銷環節，實現科學的自動化物流智能供應鏈系統，使供銷過程管理智能決策，提升運作效率，并為企業創造新價值。5.1.3

智能供應鏈智能供應鏈系統功能1.自動化物流技術

自動化、可視化的物流技術以物聯網廣泛應用為基礎，利用先進的信息采集、信息傳遞。信息處理和信息管理技術，通過信息集成技術和物流業務的集成，建立物流信息化系統，配置自動化、柔性化和網絡化的物流設施和設備、可實時定位的運輸車輛等，并采用RFID（射頻識別技術）等物聯網技術，實現物品流動的定位、跟蹤、控制，實現物流全過程優化和資源優化，完成運輸、倉儲、配送、包裝、裝卸等多項物流活動，確保各項物流活動高效運行。2.全球供銷過程集成與協同

通過工業互聯網、大數據等技術，推動整個供銷過程中客戶、供銷商直接全面的互聯互通。利用智能工具監控整個供銷過程，從而通過持續改進，有效地對供銷資源進行監督和配置。建立全球協同的供銷網絡，優化資源配比，建立供銷集成式的共享平臺，最大化降低供銷成本，實現客戶和供銷商的雙贏。3.全球供銷過程集成與協同

在供銷過程中，通過大數據分析等技術，幫助用戶和供銷商更好地分析潛在的風險和制約因素，從而對供銷方案進行有效的篩選和評估，從各種備選供銷方案中選擇最合適的方案。并依托人工智能技術，通過歷史案例學習，實現供銷方案的自動化制定和決策，從而提高決策響應速度，降低人工干預程度。4.客戶關系處理

客戶關系管理（CRM）是指以客戶為核心，企業和客戶之間在品牌推廣、銷售產品或提供服務等場景下所產生的各種關系的處理過程，其最終目標就是吸引新客戶關注并轉化為企業付費用戶、提高老客戶留存率并幫助介紹新用戶，以此來增加企業的市場份額及利潤，嗇企業競爭力（該內容在下一節將有進一步論述，在此從略）。1.用戶關系管理（CRM）的概念CRM是一種以“用戶關系一對一理論”為基礎，旨在改善企業與用戶之間關系的新型管理機制。是一個不斷加強與用戶交流，不斷了解用戶需求，并不斷對產品及服務進行改進和提高，以滿足用戶需求的、連續的過程。CRM的內涵是企業利用信息技術（IT）和互聯網技術實現對用戶的整合營銷，是以用戶為核心的企業營銷的技術實現和管理實現。5.2用戶關系管理系統5.2.1用戶關系管理（CRM）概述CRM主要支持企業的市場營銷、銷售和用戶服務三大核心業務。CRM是一種融合現代管理思想和理念的一整套技術解決方案，是一項涵蓋用戶管理許多方面的系統工程。

CRM是一種管理理念，其核心思想是“以用戶為中心”，視用戶（包括最終用戶分銷商和合作伙伴）為最重要的企業資源，通過完善的用戶服務，深入的用戶分析，保證實現用戶的最大價值。CRM是一種管理軟件和技術，它將最佳的商業實踐與數據挖掘、數據倉庫、銷售自動化、大數據及云計算等信息技術緊密地結合在一起，為企業的銷售、用戶服務和決策支持等提供一個全新業務自動化的解決方案，使企業實現由傳統企業模式向基于互聯網的現代企業模式轉化。CRM的概念可以從系統、理念和軟件三個層面來闡述2.CRM的思想觀念

如何實現“以客戶為中心”的經營模式？CRM為這個問題提供了解決的方案。CRM是遵循客戶導向的發展戰略，對客戶進行系統化的研究，通過改進對客戶的服務水平，提高客戶的忠誠度，不斷爭取新客戶和商機ERP貫徹CRM的思想觀念不僅可以實現企業與顧客之間良好地交流，也為企業與合作伙伴之間共享資源、共同協作提供了基礎，還可以根據不同的客戶提供不同的服務。1.CRM軟件的基本功能可以整合用戶、企業和員工資源，優化業務流程可以提升企業銷售收入可以提升企業、員工對用戶的響應、反饋速度和應變能力可以改善企業服務，提高用戶滿意度

CRM軟件的基本功能包括用戶管理、聯系人管理、時間管理、潛在用戶管理、銷售管理、電話銷售、營銷管理、電話營銷和用戶服務等。實施CRM的價值在于5.2.2CRM的基本功能和特點CRM軟件的功能功

能具

體

內

涵用戶管理

主要功能包括用戶基本信息、與此用戶相關的基本活動和活動歷史聯系人的選擇、訂單的輸入和跟蹤、建議書和銷售合同的生成。潛在用戶管理

主要功能包括業務線索的記錄、升級和分配，銷售機會的升級和分配以及潛在用戶的跟蹤。聯系人管理

主要功能包括聯系人概況的記錄、存儲和檢索;跟蹤同用戶的聯系如時間、類型、簡單的描述和任務等，并可以把相關的文件作為附件;用戶內部機構的設置概況。時間管理主要功能有日歷；設計約會、活動計劃，有沖突時，系統會提示；進行事件安排，如約會、會議、電話、電子郵件和傳真；備忘錄；進行團隊事件安排；查看團隊中其他人的安排，以免發生沖突；把事件的安排通知相關的人；任務表；預告/提示；記事本；電子郵件；傳真。銷售管理

主要功能包括組織和瀏覽銷售信息；對銷售業務給出戰術、策略上的支持；對地域（省市、郵編、地區、行業、相關用戶和聯系人等）進行維護；把銷售員歸入某一地域并授權；地域的重新設置；根據利潤、領域、優先級、時間和狀態等標準，用戶可定制關于將要進行的活動、業務、用戶、聯系人和約會等方面的報告；提供類似BBS的功能，用戶可把銷售秘訣貼在系統上，還可以進行某一方面銷售技能的查詢；銷售費用管理；銷售傭金管理。功

能具

體

內

涵電話營銷和電話銷售

主要功能包括電話本;生成電話列表，并把它們與用戶、聯系人和業務建立關聯；把電話號碼分配到銷售員；記錄電話細節，并安排回電；電話營銷內容草稿；電話錄音，同時給出書寫器，用戶可作記錄；電話統計和報告；自動撥號。營銷管理

主要功能包括產品和價格配置器；在進行營銷活動（如廣告、郵件研討會，網站和展覽會等）時，能獲得預先定制的信息支持；把營銷活動與業務、客戶聯系人建立關聯；顯示任務完成進度；提供類似公告板的功能，可張貼、查找、更新營銷資料，從而實現營銷文件、分析報告等的共享；跟蹤特定事件；安排新事件，如研討會、會議等，并加入合同、用戶和銷售代表等信息；信函書寫、批量郵件，并與合同、用戶、聯系人和業務等建立關聯；郵件合并；生成標簽和信封。用戶服務

主要功能包括服務項目的快速錄入；服務項目的安排；調度和重新分配；事件的升級；搜索和跟蹤與某一業務相關的事件；生成事件報告；服務協議和合同；訂單管理和跟蹤；問題及其解決方法的數據庫。呼叫中心主要功能包括呼入呼出電話處理；互聯網回呼；呼叫中心運行管理；軟電話；電話轉移；路由選擇；報表統計分析；管理分析工具；通過傳真、電話、電子郵件、打印機等自動進行資料發送；呼入呼出調度管理。功

能具

體

內

涵合作伙伴關系管理主要功能包括公司數據庫信息設置存取權限，合作伙伴通過標準的Web瀏覽器以密碼登錄的方式對用戶信息、公司數據庫、與渠道活動相關的文檔進行存取和更新；合作伙伴可以方便地存取與銷售渠道有關的銷售機會信息；合作伙伴通過瀏覽器使用銷售管理工具和銷售機會管理工具，如銷售方法、銷售流程等，并使用預定義的和自定義的報告；產品和價格配置器。知識管理

主要功能包括在站點上顯示個性化信息；把一些文件作為附件貼到聯系人、用戶和事件概況上；文檔管理；對競爭對手的Web站點進行監測，如果發現變化會向用戶報告；根據用戶定義的關鍵詞對Web站點的變化進行監視。商業智能

主要功能包括預定義查詢和報告；用戶定制查詢和報告；可看到查詢和報告的SQL代碼；以報告或圖表形式查看潛在用戶和業務可能帶來的收入；通過預定義的圖表工具進行潛在用戶和業務的傳遞途徑分析；將數據轉移到第三方的預測和計劃工具上；柱狀圖和餅圖工具；系統運行狀態顯示器；能力預警。電子商務

主要功能包括個性化界面、服務；網站內容管理；訂單和業務處理銷售空間拓展；用戶自助服務；網站運行情況的分析和報告。能給中小企業帶來了正面的投資回報大幅改善中小企業的銷售流程，為銷售活動的成功提供了保障為中小企業員工訪問共享知識庫提供了一個絕佳的途徑可讓中小企業了解哪些渠道將會幫助他們提高營收幫助中小企業增進用戶滿意度，打造更多忠誠用戶2.CRM的特點CRM移動化CRM網絡化3.CRM的發展趨勢1.

OracleCRM2.用友CRM5.2.3常見CRM的軟件1.人機交互工程的定義人——指操作者或使用者機——泛指人操作或使用的物，如工業產品、設備設施、建筑結構、環境規劃、生活用品等5.3人機交互工程5.3.1人機交互工程的起源與發展環境——指人、機所處的周圍環境，如作業場所和空間、物理化學環境和社會環境目前，人機工程學領域公認的關于人、機、環境的具體含義研究角度具體內容系統角度

系統是由發生交互作用的若干子系統結合而成的具有特定功用的有機綜合體。

人機交互并非孤立地以人、機和環境為研究對象，而是從系統化的視角出發．把人、機、環境視為具有交互作用的有機綜合體。人機界面角度

人與機交互關系的接口被定義為人機界面。人機界面的形式與內容取決于想要表達的人機關系，如圖所示。作業效能角度

人的作業效能是指在一定要求下人完成具體任務所體現出的成果與效率。2.人機交互工程的起源與發展人機交互工程主要經歷了發展3個階段發展階段具體表現經驗人機工程（20世紀初至30年代）

該階段機械設計的重點落實在基于力學、電學、熱力學等工程技術的原理設計上，而人機關系的重點是使操作工人培訓后可以快速適應機器的操作。其研究重點是心理學、時間研究和動作研究。

時間研究需要測定和研究作業動作和時間，從而確定最佳工作方法。動作研究也稱為工作研究、工作設計或是方法工程，研究重點是分析得出最佳的操控方法，以保證節約人力、提高效率、充分降低時間成本進而達到提高經濟效益的目的。科學人機工程（20世紀40年代至50年代末）

實驗證明了人的因素對整個體系正常運轉的重要性。因此，對設計師而言，僅有工程技術知識是不夠的，他還必須具備生理學、心理學、人體測量學、生物力學等方面的知識。

這一階段的發展重點是分析工業與工程設計中人的因素，以使機器適應人的安全操作要求。該階段的主要發展成果是人機工程學作為獨立學科開始嶄露頭角，國際工效學協會由此成立。發展階段具體表現現代人機工程（20世紀60年代以來）

軍備競賽和太空競賽促使人機工程開始向民用領域縱深發展。目前，人機工程成果可以指導針對特殊人群的產品設計。

現代人機工程學發展可總結為以下三點：

①

機械設備的設計保證在不超越人的能力極限的前提下完成對機器的操作。

②

在以上基礎上通過科學周密的實驗研究完成具體的機械裝備設計。

③

設計過程中需綜合運用心理學、生理學、功能解剖學、物理學、數學、工程學等各方面的知識。綜上所述，可以發現該階段的研究方向是有機整合人-機-環境，進而使設計的系統具有最高綜合效能。1.虛擬人機工程

虛擬人機工程的主要應用領域為軍事、建筑、汽車工業、計算機網絡、服裝設計、化工、醫學、娛樂等。實現虛擬人機工程的關鍵是技術的自主性、交互性與沉浸性5.3.2虛擬現實中的人機交互人機交互技術應該在計算機具有情感交互感知能力的前提下進行

虛擬人機工程的技術理論基礎是虛擬現實技術。虛擬現實技術實現了人的想象力和電子學理論的有機結合，它基于多媒體計算機仿真技術構成的特殊虛擬環境，使用戶通過傳感系統與虛擬環境發生自然交融，從而獲得比現實世界更加豐富的感受體驗。

未來人機工程數字化計算研究的重點是利用各種傳感器獲取由人的情感所引起的生理及行為特征信號，以建立情感模型，對人類的情感進行感知、識別和理解，并在此基礎上對用戶的情感表現快速合理地做出友好反應，進而縮短人機之間的距離，營造真正和諧的人機環境。

目前，在人臉表情、姿態分析、語音的情感識別和表達方面的相關研究取得了不少進展。2.虛擬現實與人機交互的技術本質

虛擬現實是一種界面。在人和虛擬環境交互過程中，必須滿足以下關鍵技術要求。技術要求具體內容可視性可生成和顯示不同要求的虛擬現實環境。可感知性虛擬環境與人之間可交互感知。可說明性自然界的原則、規則、規范等可數字化、機制化表達。心理學模型人機交互技術研究過程中需基于虛擬現實建立人機交互心理學模型。經典的模型有DESKTOP中的人機交互模型等。

心理學模型（MHP）的核心系統為認知系統，包括知覺、認知、運動處理器。典型的認知系統為GOMS認知模型，該模型是早期人機交互領域應用十分廣泛的用戶行為模型，解釋了交互的完整經過，即Goals——目標，指任務最終要達到的結果；Operations——操作，在任務實現過程中所產生的行為；Methods——方法，即實現目標的一系列操作過程；Selectionrules——選擇，是用戶要遵守的判定規則，以確定在特定環境下所使用的方法。這是一個人機交互-信息傳遞框架。人機交互的關鍵技術構架如圖所示。人機交互技術非精確交互技術虛擬現實（VR）三維交互技術多通道交互技術WIMP界面

受交互裝置和交互環境的影響，交互技術無須對用戶輸入進行精確測量，所以本質上屬于一種非精確的人機交互（模糊控制）技術。

三維交互技術是一種需要先在計算機中創建產品的三維模型，然后利用交互設軟件完成交互程序的設定，進而使用戶通過鼠標等交互設備實施人機交互的新興技術。

為適應計算機系統未來長遠發展的需求，人機界面應能通過時變媒體實現三維、非靖確及隱含的人機交互。為達到這一目的，需要使用多通道交互技術。

交互過程中，需要綜合采用視線、語音、手勢等新的交互通道、設備和技術，使用戶利用多個通道以自然、并行、協作的方式進行人機對話。為了高效自然地進行人機交互，需要對來自多個通道的精確和不精確輸入進行整合，以捕捉用戶的交互意圖。3.虛擬現實與人機交互的關鍵技術設備

關鍵設備有立體顯示設備、跟蹤定位設備、虛擬聲音輸出裝置、人機交互設備、3D建模設備、虛擬現實硬件系統的集成設備等。4.人機交互虛擬現實在我國制造業應用中面臨的問題各種資源的整合與協同問題實時三維圖形生成和顯示技術問題全息建模和細節捕捉問題如何在虛擬產品設計、虛擬工藝設計、虛擬生產加工、虛擬裝配、虛擬企業，以及虛擬設備、原料和產品供應鏈中共享和繼承模型數據，以及這些數據的可重用性問題虛擬裝配中的碰撞和零件碰撞變形以及力反饋問題1.虛擬現實技術在作業場所模擬中的應用5.3.3虛擬現實技術在人機工程中的應用

虛擬現實技術可以在開始建設車間之前對車間設計的人機工程學特性進行評估。首先，將工作場所的設計圖樣直接轉換為三維虛擬工作場所，之后在場所中建立虛擬人并通過一定的交互接口對人們在工作場所中的工作情況進行模擬。然后，對虛擬人的工作模擬輸出數據進行分析，以分析工作場所設計中存在的缺陷，進而在設計上游環節對設計方案進行調整，從而節約成本，并獲得使用性良好的設計方案。2.虛擬現實技術在虛擬人中的應用

由于進行人機分析、評價的人體模型極其復雜，是多種生物力學、生理學模型的綜合體，因此除了以人體生物力學以及人體生理學為基本參照外，建模過程還必須考慮人體行為和功效學特性以完成人機分析、評價。在產品生命周期的制造階段，人體仿真可以幫助確定以下問題：頭部和眼睛是否跟蹤同一個物體頭部和眼睛是否保持自己的位置身體軀干位置如何，以及如何彎曲人體如何保持平衡，是否需要調整骨盆的方向如何四肢、膝蓋、腳的位置如何

人體作業過程中某一關節、肌肉的受力如何；人體使用相關產品的疲勞感如何等3.虛擬現實技術在人體運動仿真中的應用

傳統的人機工程學研究中需要利用影像來記錄人們的活動，以便對行為進行分析。目前的動作捕捉技術可以更好地對人的行為進行捕捉。當然，這需要預先完成真實的人-機-環境的構建工作。例如骨科手術過程往往需要對植入的義肢、固定連接骨頭鋼板的受力情況等進行分析評估，由于不可能去找志愿者來完成相關實驗，所以此時虛擬現實技術就為我們提供了極佳的解決方案。1.虛擬制造5.3.4人機工程在數字化設計與制造中的應用

虛擬制造技術基于數字化建模技術、計算機仿真技術和分析優化技術，在產品設計階段或產品制造之前，對產品的未來制造全過程及其關鍵品質影響因素進行實時并行模擬分析，以對產品性能、成本和可制造性進行預測，從而使產品開發周期和成本達到最優，進而促使生產效率最優。無須實物樣機就可對產品性能進行預測，從而節約制造成本并縮短產品開發周期可以在產品開發中盡早發現問題，以便及時進行反饋修正通過軟件模擬完成產品開發可基于Intranet或Internet進行企業管理，以確保制造活動并行進行虛擬制造的特點以設計為中心的虛擬制造

以設計為中心的虛擬制造可為設計者提供產品設計階段所需的制造信息，以保證設計獲得最優結果。

在計算機網絡的支持下，設計部門和制造部門之間可高效協同工作

建立統一制造信息模型，可以對數字化產品模型的仿真分析與優化工作進行有效指導，從而在設計階段對所設計的零件甚至整機進行加工工藝分析、運動學和動力學分析、可裝配性分析等可制造性分析。以生產為中心的虛擬制造以生產為中心的虛擬制造可建立虛擬的制造車間現場環境和設備，輔助工藝人員對生產計劃和生產工藝進行分析改進，從而保證產品制造過程實現最優化。基于此，可以充分高效利用現有的企業資源對產品的可生產性進行分析與評價，進而對制造資源和環境的優化組合提出合理建議，最終生成精確的生產成本信息，為生產計劃與調度合理化決策提供指導。

可提供涵蓋整個設計制造過程的虛擬環境，基于全系統的控制模型，對現實加工過程進行仿真，進而評價產品的設計、生產計劃和控制策略。它以全局最優化控制為目標，通過云計算智慧互聯網完成對不同地域的產品設計、產品開發、市場營銷、加工制造等關鍵環節的精準協調控制。以控制為中心的虛擬制造2.虛擬產品開發

虛擬產品開發基于計算機仿真和產品生命周期建模技術平臺，綜合使用計算機圖形學、人工智能、網絡技術、數據庫技術、并行工程、多媒體技術和虛擬現實技術，完成數字化試驗模型的構建，以取代實物試驗模型進行仿真、分析。通過在計算機虛擬環境中對產品設計、分析、測試、制造等整個開發過程進行相應的映射，使用交互性、沉浸性和想象性技術對產品開發環境進行高度逼真化模擬，讓客戶直接參與到產品開發中來，直接測試和感受產品的使用性能，保證全局一次性最優開發過程成功實現，進而有效提高產品設計制造質量，縮短設計周期，降低設計成本。

虛擬產品開發過程中，需要進行數字化工廠布局設計、工藝規劃和仿真優化。布局設計需要通過人機工程學校驗才算符合要求示。在工藝規劃階段，必須按照相關工藝流程和工序工位工步合理配置相關加工設備、工作人員、機器人、AGV、夾具等。在仿真優化階段，需要根據生產大綱、人機工程學原理和加工裝配單元仿真結果．進行人機工程仿真計算，進而完成人的動作時間、工作姿態、疲勞強度等重要參數的評估工作，最終為生產作業的優化評估奠定重要基礎。1.CPS的基本概念

信息物理系統（CyberPhysicalSystem，CPS），又稱賽博物理系統，是物聯網的升級和發展，CPS中所有的網絡節點、計算、通信模塊和人自身屬于系統中的一部分。

信息物理系統是融合了計算（Computation）、通信（Communication）和控制（Control）技術（又叫作3C技術）的智能化系統5.4信息物理系統5.4.1信息物理系統（CPS）概述CPS從實體空間的對象、環境、活動中進行大數據的采集、存儲、建模；分析、挖掘、評估、預測、優化、協同，并與對象的設計、測試和運行性能表征深度有機融合，是實時交互、相互耦合、相互更新的網絡空間（包括機理空間、環境空間與群體空間），進而通過自感知、自記憶、自認知、自決策、自重構和智能支持。促進工業生產的全面智能化。CPS的概念模型示意圖本質上，信息物理系統是以人-機-物的融合為目標的計算技術，從而實現人在時間、空間等方面控制的延伸，因此人們又將信息物理系統稱為“人-機-物”融合系統。微觀上，信息物理系統通過在物理系統中嵌入計算與通信內核，實現計算進程（ComputationProcesses）與物理進程（PhysicalProcesses）的一體化。計算進程與物理進程通過反饋循環（FeedbackLoops）方式相互影響，實現嵌入式計算機與網絡對物理進程可靠、實時和高效監測、協調與控制。宏觀上，信息物理系統是由運行在不同時間和空間范圍的、分布式的、異構的系統組成的動態混合系統，包括感知、決策和控制等各種不同類型的資源和可編程組件。各個子系統之間通過有線或無線通信技術，依托網絡基礎設施相互協調工作，實現對物理與工程系統的實時感知、遠程協調、精確與動態控制和信息服務。2.CPS的特征特

征具

體

表

述學科融合CPS的產生涉及傳感網絡、物聯網和嵌入式系統等多個工程學科的融合以及諸如汽車航空航天、生物醫療、能源控制等各個不同領域的技術，要時刻關注這些相關學科和領域的最新動態和技術變革可能會對系統設計造成的影響，最終實現物理世界和信息世界的深度融合。異構性CPS系統包括地理位置隔離、功能結構各異的異構子系統，這些系統都是獨立自治的，同時也互相通信。安全性CPS系統具有分布式、大規模等特點，在許多重要特殊領域都有應用，比如在智能電網中，如果信息世界出現了問題，有可能導致電能的過度損耗甚至整個電網的癱瘓。因此要提高CPS系統的安全性，這不僅需要考慮系統的復雜性，還要對系統自身在不回場景下的防御機制和應對策略進行綜合考慮。特

征具

體

表

述深度嵌入性隨著嵌人式技術的深入應用和發展

分布式系統的終端設備會兼具執行和傳感兩大功能。同時，微型計算機終端也將計算融人其中，終端設備就具備了基本的自治力，會使信息世界和物理世界融合得更密切。實時性物理世界出現的一些事件決定了CPS系統必須在限定的時間內快速響應，否則可能出現災難性后果，如地震預警。所以在很多的應用領域，實時性是影響系統可靠運行的關鍵。數據為中心CPS各個層級的組件與子系統都圍繞數據融合向上層提供服務，數據沿著從物理世界接口到用戶的路徑一路不斷提升抽象級，用戶最終得到全面的、精確的事件信息。高度自主性組件與子系統都具備自組織、自配置、自維護、自優化和自保護能力，可以支持CPS完成自感知、自決策和自控制。可靠性CPS在檢測和感知物理世界中的動態對象時，隨時會出現不可預見的狀況，這就需要

CPS有較強的自適應能力和自學習能力，以保證系統的正常運行，同時保證系統的可靠性和魯棒性。CPS的結構體系的一般形式如圖所示，它由決策層、網絡層和物理層組成：

決策層通過語義邏輯計算，實現用戶、感知和控制系統之間的邏輯耦合

網絡層通過網絡傳輸計算，連接CPS在不同空間與時間的子系統

物理層體現的是感知與控制計算，是CPS與物理世界的接口5.4.2CPS的結構體系1.CPS結構體系的一般形式

在現實環境中，大量的傳感器以無線通信方式自組織成網絡，協同完成對物理環境或物理對象的監測感知，傳感器網絡對感知數據做進一步的數據融合處理，并將得有的信息通過網絡基礎設施傳遞給決策控制單元，決策控制單元與執行器通過網絡分別實現協同決策與協同控制。CPS的基本組件包括傳感器（Sensor）、執行器（Actuator）和決策控制單元（DeeisionnakingControlUnit）。2.CPS的基本組件基本組件結合反控制機制讓地球互聯涵蓋物聯網1.CPS與智能制造5.4.3CPS的應用2.CPS的機遇與挑戰

CPS的應用，小到智能家居等家用級系統，大到工業控制系統、智能交通系統等國家級、世界級系統，其市場規模難以估量。更重要的是，CPS廣泛應用的目標不僅僅是要簡單地將諸如家電等產品連在一起，還要催生出眾多具有計算、通信、控制、協同和自治性能的設備。下一代工業將建立在CPS之上CPS既昭示著無限前景，又帶來了極大的挑戰，這些挑戰很大程度上來自控制與計算之間的差異。1.LP的來歷

精益管理（LeanProduction，LP）一詞來源于外界對日本豐田汽車公司20世紀60年代以來優秀管理模式的描述。

起初人們用“準時化的JIT生產”來總結該公司在生產管理方面的特殊優點，后來歐美的企業管理研究人員又將這種生產管理模式稱為“LeanProduction“，即精益生產。隨著在這方面的深入研究，人們突破原來僅僅涉及的生產領域，逐步擴大到企業其他職能管理當中去，形成了不少以精益思想為基礎的通用精益管理理論要點。5.5精益管理5.5.1精益管理（LP）的含義2.LP的定義

LP是一系列有效的綜合管理活動。它包括受精益思想、精益意識支配的人事組織管理、現場管理、流程管理與結果控制管理等活動。

LP可以這樣定義：LP是企業樹立持續追求高效及最大價值流的思想與意識，并自始至終優化人事組織、運作流程、現場狀態、結果控制的一系列管理活動。

LP是一系列有效的綜合管理活動。它包括受精益思LP的本質特點是精益思想貫穿始終。精益思想是與企業價值流密切相關的思維體系。LP的起點應該是從企業管理實踐未開始之前，就按照精益思想來設計企業流程和運作，當然也需要在過程中的持續改善。精益生產的技術體系項目精益生產精

益

管

理應用領域方面企業內部面向環境、面向客戶、面向服務、面向投資、面向供應鏈的企業內部和外部結合實現目標方面消除生產過程中的浪費消除管理浪費，提升管理效率，創造更好的質量、更快的靈活度

應用方式方面強調一線員工要形成隊，參與改善強調激發從高層管理者到一線員工，從職能人員到輔助人員的工作熱情。在持續改進過程中，挖掘和發揮全體員工而不僅是專業隊伍的創造性關注范圍方面生產過程整個業務處理過程精益生產與LP的對比1.LP對企業管理的重要作用

在競爭日益激烈的市場環境中，提升效率、降低成本和增強創新能力是企業管理的目標，LP正是支持企業管理目標實現的重要技術手段，是現代IE發展的高級表現形式，對提升企業管理效果有著重要的作用。LP不只是一種工作方法，更是一種管理思想體系，對提升企業管理創新能力具有重要作用5.5.2LP的實施LP要求企業在生產現場、人員組織、系統結構、運行方式等方面進行不斷規范、改善和提升LP要求績效考核指標必須直接或間接承接企業整體目標與愿景，績效考核應該更加注重對于團隊的考核2.LP實施的可行性分析

LP在世界上很多國家的大型企業都得到了應用并取得很好的效果，不少大型制造企業都遵循LP理念對企業推行優化方案。

企業實施LP的管理改善需要有一定的企業文化、人員素質、培訓體系、企業目標等作為支撐。每個企業都有自己獨特的文化思想，LP必須根據企業的不同而靈活改變。員工的文化水平、工作能力參差不齊，使得LP實施時間拉長。企業的外部環境企業的內部環境LP的實施是一個緩慢的循盡漸進的過程，受群眾積極性影響。3.實施LP的目標

主要是幫助企業實現零缺陷、零故障、零浪費、高效率、優質量生產管理效果。建立LP領導小組加強班組建設LP是一項高端的綜合管理技術，它具有一個完整全面的結構體系總體目標優化組織管理完善LP結構1.明確LP的核心職能LP的人事組織管理，可以為企業提供適應企業現狀和未來發展的組織結構和員工隊伍。人是企業中最活躍的因素，也是決定性的因素，LP的人事組織管理是企業LP是否能夠得以順利開展的關鍵之一。

LP的人事組織管理是其他職能優化的保證。LP的現場管理是目前我國企業最熱門的優化職能，它主要由5S現場管理方法優化而來。現場管理的優化是企業實施LP的先導，其表現出的人人參與、時時檢點、持續改善等特點將企業的LP實踐逐步引向深入。人事組織管理運作現場管理5.5.3LP的關鍵環節LP的流程管理，是企業LP最重要的內容。如果不對流程持續優化，那么要想讓企業的價值流變得更高效、更大流量，那將只能是一紙空談。企業流程再造應該貫徹到企業平常的管理當中，企業人員應當在流程管理方面持續追求精益。運作流程管理LP要達到精益目標，必須對企業管理的結果控制加強優化。這些結果包括階段性成果和最終結果。TOC管理就是一種比較成熟的結果控制方法。結果控制LP方法是指為使LP職能達到精益目標的實踐途徑

按照解決的職能內容不同，5S管理標準、