基于能量有效的可持續(xù)制造(新)課件

基于能量有效的可持續(xù)制造報告單位：武漢理工大學(xué)基于能量有效的可持續(xù)制造報告單位：武漢理工大學(xué)1提綱我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)可持續(xù)制造簡介國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀基于能量有效的可持續(xù)制造應(yīng)用前景提綱我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)21.我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1.我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)3我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)我國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還有較大差距，體現(xiàn)在：制造業(yè)大而不強，自主創(chuàng)新能力弱；產(chǎn)品檔次不高，缺乏世界知名品牌；資源能源利用效率低，環(huán)境污染問題較為突出；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高端裝備制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后；信息化水平不高，與工業(yè)化融合深度不夠；產(chǎn)業(yè)國際化程度不高，企業(yè)全球化經(jīng)營能力不足。推進制造強國建設(shè)，必須著力解決以上問題?！吨袊圃?025》我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)我國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還4制造業(yè)綠色改造升級的迫切需求制造業(yè)占據(jù)了90%的工業(yè)能耗；我國的制造業(yè)整體一直未能擺脫高損耗和低效率的困局,這制約著我國制造業(yè)競爭力的提高。我國傳統(tǒng)制造業(yè)已成為能源消耗大戶，并且能源利用率是33%,比發(fā)達國家低約10個百分點。我國每年因環(huán)境污染造成的損失約占GDP的10%左右；目前，我國所有造成環(huán)境污染的排放物中70%來源于制造業(yè)。2008年,我國CO2排量占世界總量的21.8%，已成為世界上排放CO2最多的國家。環(huán)境和能源問題已成為全球制造業(yè)所關(guān)注的焦點！傳統(tǒng)制造業(yè)的困局：高耗能、高污染、高排放制造業(yè)綠色改造升級的迫切需求制造業(yè)占據(jù)了90%的工業(yè)能耗；我5基于能量有效的可持續(xù)制造(新)課件6基于能量有效的可持續(xù)制造(新)課件7國家戰(zhàn)略“中國制造2025”綠色制造工程專欄組織實施傳統(tǒng)制造業(yè)能效提升、清潔生產(chǎn)、節(jié)水治污、循環(huán)利用等專項技術(shù)改造。開展重大節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用、再制造、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范。實施重點區(qū)域、流域、行業(yè)清潔生產(chǎn)水平提升計劃，扎實推進大氣、水、土壤污染源頭防治專項。制定綠色產(chǎn)品、綠色工廠、綠色園區(qū)、綠色企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，開展綠色評價。到2020年，建成千家綠色示范工廠和百家綠色示范園區(qū)，部分重化工行業(yè)能源資源消耗出現(xiàn)拐點，重點行業(yè)主要污染物排放強度下降20%。到2025年，制造業(yè)綠色發(fā)展和主要產(chǎn)品單耗達到世界先進水平，綠色制造體系基本建立。國家戰(zhàn)略“中國制造2025”綠色制造工程專欄到2020年，建8我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求與發(fā)達國家相比，我國汽車裝備制造實力還有較大差距，主要體現(xiàn)在：汽車生產(chǎn)線用成套裝備能力弱；汽車裝備共性技術(shù)與工藝、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)設(shè)備等仍是制約汽車裝備制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素；生產(chǎn)過程中資源能源消耗大、廢棄物排放多。與國外先進汽車制造公司的生產(chǎn)能效對比舉例：為全產(chǎn)業(yè)鏈注入更多的綠色，是當(dāng)前我國汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的有效途徑我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求與發(fā)達國家相比，我國汽9我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求全面推進汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級策略：將汽車生態(tài)設(shè)計理念化為實際行動，貫穿于全產(chǎn)業(yè)鏈；加大先進節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝和裝備的研發(fā)力度，提高制造業(yè)資源利用效率；強化產(chǎn)品全生命周期綠色管理，構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系；從產(chǎn)品設(shè)計階段到報廢回收的全生命周期，充分考慮優(yōu)化各個環(huán)節(jié)資源環(huán)境問題，最大限度實現(xiàn)資源節(jié)約，從源頭減少環(huán)境污染綠色生產(chǎn)，清潔、資源利用率高的可持續(xù)發(fā)展我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求全面推進汽車制造業(yè)綠色10我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求汽車制造業(yè)可以從整車設(shè)計、材料選擇、技術(shù)進步和生產(chǎn)管理等各環(huán)節(jié)入手，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低汽車生產(chǎn)過程能耗和全生命周期碳排放，符合政府日趨嚴(yán)格的監(jiān)管要求，最終提高環(huán)境、社會和經(jīng)濟的多重效益，實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求汽車制造業(yè)可以從整車設(shè)11提高汽車企業(yè)能量有效性，能夠提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低單位產(chǎn)品的成本，從而提高企業(yè)的競爭力。西門子公司通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，預(yù)測對于汽車制造中廣泛使用的工業(yè)機器人，有約10%的能耗降低空間，汽車制造企業(yè)在產(chǎn)品制造過程中總體有30%的能耗降低潛能。我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求提高汽車企業(yè)能量有效性，能夠提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低單位產(chǎn)品的122.可持續(xù)制造簡介2.可持續(xù)制造簡介13可持續(xù)制造概念綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響（負作用）最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)?？沙掷m(xù)制造是采用對環(huán)境影響小、能量和資源節(jié)約、安全、經(jīng)濟可行的生產(chǎn)工藝來加工產(chǎn)品的制造模式，滿足環(huán)境、經(jīng)濟、社會的均衡發(fā)展?？沙掷m(xù)制造概念綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代14體系框架網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)濟環(huán)境社會有效性充分性一致性公司層車間層工藝層可持續(xù)制造維度可持續(xù)制造層級可持續(xù)制造策略體系框架網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)濟環(huán)境15主要內(nèi)容可持續(xù)制造包括廢棄物排放最小化、提高材料有效性、提高資源有效性、提高生態(tài)有效性等四個方面?？沙掷m(xù)制造環(huán)境友好制造成本人員健康操作安全能量消耗廢棄物管理主要內(nèi)容可持續(xù)制造包括廢棄物排放最小化、提高材料有效性、提高16支撐可持續(xù)制造的相關(guān)技術(shù)體系主要包括：能耗監(jiān)測、面向環(huán)境可持續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)供應(yīng)鏈設(shè)計（正向供應(yīng)鏈和逆向供應(yīng)鏈）、可持續(xù)生產(chǎn)規(guī)劃和調(diào)度等?？沙掷m(xù)產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)調(diào)度和工藝規(guī)劃能耗監(jiān)測生產(chǎn)加工檢測與拆解正向供應(yīng)鏈產(chǎn)品回收逆向供應(yīng)鏈產(chǎn)品獲取和使用技術(shù)體系支撐可持續(xù)制造的相關(guān)技術(shù)體系主要包括：能耗監(jiān)測、面向環(huán)境可持17能量有效的制造是可持續(xù)制造的一個重要方向，它重點關(guān)注制造系統(tǒng)的資源輸入到制造過程的實施全過程中，更加有效地提高能量利用效率、降低CO2排放。研究內(nèi)容主要包括：制造系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)的獲取、生產(chǎn)制造過程能耗建模、評估與優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度方法等方面。能量有效的制造(Energy-EfficientManufacturing)能量有效的制造是可持續(xù)制造的一個重要方向，它重點關(guān)注制造系統(tǒng)183.國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀3.國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀19歐盟FP7項目

—基于云架構(gòu)的企業(yè)可持續(xù)制造自適應(yīng)服務(wù)SustainableManufacturingAdaptiveServiceswithCloudArchitecturesforEnterprises(SMARTER)為提高制造企業(yè)可持續(xù)競爭力，對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行能耗優(yōu)化，提高制造過程能量有效性，并通過智能云服務(wù)，克服產(chǎn)品設(shè)計和制造階段存在的動態(tài)性和復(fù)雜性。主要內(nèi)容：制造過程動態(tài)監(jiān)測服務(wù)有效的可持續(xù)設(shè)計評價服務(wù)自適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)劃服務(wù)可持續(xù)的社會網(wǎng)絡(luò)服務(wù)云制造服務(wù)平臺歐盟FP7項目—基于云架構(gòu)的企業(yè)可持續(xù)制造自適應(yīng)服務(wù)Su20歐盟FP7項目—基于創(chuàng)新知識的中小企業(yè)計算機輔助自適應(yīng)規(guī)劃Innovativeknowledge-basedComputerAidedProcessPlanningforSMEs(CAPP-4-SMEs)為了幫助中小企業(yè)應(yīng)對客戶對產(chǎn)品質(zhì)量和交付速度越來越高以及產(chǎn)品可持續(xù)性要求，采用創(chuàng)新知識的計算機輔助自適應(yīng)規(guī)劃方法，提高制造過程的自適應(yīng)性、響應(yīng)速度、魯棒性和可持續(xù)性。主要內(nèi)容：創(chuàng)新和自適應(yīng)的工藝規(guī)劃服務(wù)基于知識的產(chǎn)品全生命周期評估服務(wù)基于功能模塊的自適應(yīng)過程控制服務(wù)裝備能力和使用的實時監(jiān)控服務(wù)基于云和面向服務(wù)的可持續(xù)制造方法歐盟FP7項目—基于創(chuàng)新知識的中小企業(yè)計算機輔助自適應(yīng)21歐盟Horizon2020項目—基于云的快速靈活制造Cloud-basedRapidElasticMAnufacturing(CREMA)使工業(yè)4.0企業(yè)能夠?qū)κ袌鲂枨笞龀鋈嵝皂憫?yīng)，并快速的提供相應(yīng)制造能力，實現(xiàn)制造資源服務(wù)的按需高效使用，包括：1)根據(jù)需求和實用性實現(xiàn)制造資源的發(fā)布和租用；2)通過對租賃的制造資源根據(jù)需求進行可持續(xù)制造規(guī)劃，并實現(xiàn)制造服務(wù)的快速靈活性；3)通過評估度量服務(wù)實現(xiàn)制造資源使用按需付費。主要內(nèi)容：制造虛擬化和互操作云制造過程和優(yōu)化框架云制造協(xié)作、知識和用戶交互歐盟Horizon2020項目—基于云的快速靈活制造C22中美(NSFC-NSF)環(huán)境可持續(xù)性合作研究項目AdvancingEnvironmentalSustainabilitythroughInnovativeDesignandOperationofDigitalManufacturingEquipment面向環(huán)境可持續(xù)性的數(shù)字化制造裝備設(shè)計、制造與運行的基礎(chǔ)理論研究面向設(shè)計、制造、運行、維護到再制造的產(chǎn)品全生命周期，構(gòu)建提高數(shù)字制造裝備資源利用率和能量有效性的創(chuàng)新設(shè)計和運行知識框架，提升數(shù)字制造裝備的環(huán)境可持續(xù)性。主要內(nèi)容：機床級的能量流建模、分析和優(yōu)化數(shù)控機床的可持續(xù)性設(shè)計面向數(shù)字化車間的能量有效性生產(chǎn)調(diào)度數(shù)控加工機床的改裝和再制造中美(NSFC-NSF)環(huán)境可持續(xù)性合作研究項目Advanc23B.Data將過程控制系統(tǒng)和辦公環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有機結(jié)合，能夠完成能源使用及能源費用的采集、計算及分析，以實現(xiàn)對能源監(jiān)控、能源報表、能源趨勢、物料平衡、能耗設(shè)備管理、成本中心管理、能源預(yù)測、能源采購、能源績效等的管理功能。西門子B.Data能源管理系統(tǒng)在德國雷根斯堡寶馬汽車廠的應(yīng)用B.Data將過程控制系統(tǒng)和辦公環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有機結(jié)24主要內(nèi)容能源和物料平衡全廠平衡（綜合考慮熱和電平衡）獲得典型數(shù)據(jù)（公司的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)）內(nèi)部能耗費用分配和統(tǒng)計耗能分析和估算監(jiān)控當(dāng)前和歷史的能量流能量控制（目標(biāo)/實際消耗）效益基于西門子B.Data系統(tǒng)，2012年，雷根斯堡該工廠將耗能量在2004年的基礎(chǔ)上削減了30%，相當(dāng)于每年節(jié)省1.68億度電。德國雷根斯堡寶馬汽車用B.Data實現(xiàn)的能源管理系統(tǒng)主要內(nèi)容德國雷根斯堡寶馬汽車用B.Data實現(xiàn)的能源管理25ABBcpmPlusEnergyManager能源管理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、能量管理服務(wù)器、用戶端組成，能耗數(shù)據(jù)來自自動化采集和監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)的功能包括能耗監(jiān)測、報告，以及根據(jù)能耗目標(biāo)降低生產(chǎn)能耗等。ABBcpmPlusEnergyManager系統(tǒng)在瑞士鋼鐵廠的應(yīng)用能源管理系統(tǒng)幫助瑞士鋼鐵廠每隔15分鐘顯示當(dāng)前電能消耗情況，并根據(jù)生產(chǎn)計劃預(yù)測能耗需求，減少電能過載使用而遭受的處罰，降低電能的使用費用。ABBcpmPlusEnergyManager能源管26該系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層。實現(xiàn)了車間能源消耗數(shù)據(jù)的智能化、自動化、可視化、可量化，發(fā)現(xiàn)可能存在的用能不經(jīng)濟問題，提出改進措施并推動整改，持續(xù)優(yōu)化車間用能，是一個循環(huán)改進逐步提升車間能效水平的綜合能源管理系統(tǒng)。Acrel-5000能源管理系統(tǒng)在上海通用汽車金橋南廠油漆車間應(yīng)用該系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層。實現(xiàn)了車間能源27廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)包括分布式實時數(shù)據(jù)采集、能源信息網(wǎng)絡(luò)和能源管理應(yīng)用平臺三層，用于主變配電站、空壓站、液氧汽化站和液二氧化碳汽化站等的管理。系統(tǒng)的建設(shè)有效提高了船廠能源管理水平，較系統(tǒng)實施前能源單耗降低了5%，節(jié)能效果顯著。廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)包括分布式實時數(shù)據(jù)采集、能源信息網(wǎng)絡(luò)28現(xiàn)狀分析與對策當(dāng)前國內(nèi)外可持續(xù)制造相關(guān)研究工作涉及到了從產(chǎn)品設(shè)計、加工、維護到回收、再制造等全生命周期的多個環(huán)節(jié)，其中降低制造過程中的能量消耗是最為有效、關(guān)注度最高的研究方向。當(dāng)前已經(jīng)有研究工作通過將可持續(xù)制造與制造服務(wù)等新型制造模式相結(jié)合，基于服務(wù)優(yōu)化的方法達到生產(chǎn)過程能效提升的目的；智能制造策略和技術(shù)的引入，將使得優(yōu)化手段更加豐富，性能提升潛力更大?，F(xiàn)有工程應(yīng)用還主要停留在能耗監(jiān)測層面，通過制造過程的管控優(yōu)化主動實現(xiàn)能效性能提升還不多見。針對汽車制造生產(chǎn)過程領(lǐng)域的可持續(xù)制造工程應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)能耗和效率多目標(biāo)均衡優(yōu)化的工作還比較缺乏。當(dāng)前針對數(shù)控機床這類制造裝備降低能耗的研究工作較多，對于汽車制造業(yè)中的工業(yè)機器人這類核心制造裝備的相關(guān)研究工作還較少?，F(xiàn)狀分析與對策當(dāng)前國內(nèi)外可持續(xù)制造相關(guān)研究工作涉及到了從產(chǎn)品29現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——智能制造智能制造將專家的知識和經(jīng)驗融入感知、決策、執(zhí)行等制造活動中，賦予產(chǎn)品制造在線學(xué)習(xí)和知識進化的能力，涉及到產(chǎn)品全生命周期中的設(shè)計、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等制造活動。智能制造涵蓋智能制造技術(shù)、智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)和智能制造服務(wù)等，衍生各種各樣的智能制造產(chǎn)品。智能制造人工智能腦科學(xué)生物智能認(rèn)知科學(xué)仿生學(xué)材料科學(xué)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)計智能軟件知識庫模型庫科學(xué)內(nèi)涵技術(shù)核心現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——智能制造智能制造人工智能腦科學(xué)30現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——云制造

“云制造”是一種面向服務(wù)的智能化、敏捷化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化制造新模式：融合與發(fā)展了現(xiàn)有信息化制造技術(shù)及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)等新興信息技術(shù)；將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，進行統(tǒng)一的、集中的管理和經(jīng)營；隨時按需獲取制造資源與能力服務(wù)，以完成其制造全生命周期的各類活動。推進制造能力的高度共享、按需使用、動態(tài)協(xié)同；實現(xiàn)制造任務(wù)動態(tài)優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)過程實時管控?，F(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——云制造“云制造”是一種面向31現(xiàn)狀分析與對策以數(shù)字制造為基礎(chǔ)，可持續(xù)制造與多種制造業(yè)新模式有機結(jié)合、相互促進、協(xié)同發(fā)展，形成合力共同推動中國制造由大變強的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字制造智能制造可持續(xù)制造云制造形成合力中國制造由大變強的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化解決方案面向服務(wù)和基于能量有效的可持續(xù)智能制造以服務(wù)為方法，以智能為核心，基于能量有效制造，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀分析與對策以數(shù)字制造為基礎(chǔ)，可持續(xù)制造與多種制造業(yè)新模式324.基于能量有效的可持續(xù)制造4.基于能量有效的可持續(xù)制造33整體架構(gòu)建立自用戶至車間裝備的制造信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)車間裝備能耗狀態(tài)信息的智能采集和處理及其控制；采用制造服務(wù)技術(shù)作為車間執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)的基本方法，將車間能耗監(jiān)測與生產(chǎn)管理服務(wù)化；智能制造的理念貫穿于車間能耗管理和生產(chǎn)管控的始終，制造智能依托制造服務(wù)形式實現(xiàn)；最終通過基于能量有效和面向服務(wù)的可持續(xù)智能制造模式，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。以服務(wù)為方法，以智能為核心，基于能量有效制造，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展整體架構(gòu)建立自用戶至車間裝備的制造信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)車間裝備34車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)智能電表分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)視頻監(jiān)控多傳感器能耗狀態(tài)&生產(chǎn)狀態(tài)適配接入節(jié)點開發(fā)車間裝備能效狀態(tài)智能感知網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)基于智能電表、視頻監(jiān)控和多類型傳感器的車間裝備能效狀態(tài)智能感知網(wǎng)絡(luò)，感知大數(shù)據(jù)的動態(tài)采集匯聚和存儲。實現(xiàn)：車間制造裝備能耗狀態(tài)的智能感知；

車間生產(chǎn)狀態(tài)的智能感知，輔助車間能耗優(yōu)化；自動化的信息采集和匯聚；

基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的感知數(shù)據(jù)傳輸；感知大數(shù)據(jù)分布式存儲。車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)智能電表分35車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集制造裝備電能嵌入式智能采集裝置無線適配接入節(jié)點與匯聚網(wǎng)關(guān)柔性生產(chǎn)線能耗監(jiān)測大數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集制造裝備電能嵌入式智能36車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析

車間感知大數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模和集成管理，可持續(xù)制造能力綜合指標(biāo)體系和動態(tài)評估分析方法與系統(tǒng)。實現(xiàn)：基于元數(shù)據(jù)的車間數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模；建立車間大數(shù)據(jù)統(tǒng)一視圖，便于不同部門之間共享數(shù)據(jù)；基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的可持續(xù)制造能力動態(tài)評估方法與系統(tǒng)，為可持續(xù)制造能力服務(wù)優(yōu)化提供支持。開發(fā)車間裝備制造大數(shù)據(jù)集成管理和可持續(xù)制造能力動態(tài)評估分析系統(tǒng)車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析車間感知大數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模和集成管37車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析加工質(zhì)量與成本評估基于感知數(shù)據(jù)的制造能力評估結(jié)果制造裝備狀態(tài)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型制造裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析加工質(zhì)量與成本評估基于感知數(shù)據(jù)的38數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備運行控制智能優(yōu)化數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間制造裝備能耗單元級自適應(yīng)優(yōu)化和車間級協(xié)同優(yōu)化。實現(xiàn)：基于能耗模型優(yōu)化工業(yè)機器人軌跡，減小機器人工作能耗；基于車間裝備能耗信息，調(diào)整裝備狀態(tài)，降低生產(chǎn)線能耗；基于分析獲得的車間生產(chǎn)狀態(tài)，對生產(chǎn)計劃進行智能調(diào)度，提高設(shè)備利用效率和能量效率。開發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備能耗智能優(yōu)化技術(shù)以及生產(chǎn)能耗協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備運行控制智能優(yōu)化數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間制造裝備能耗39數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備運行控制智能優(yōu)化基于蜜蜂算法的制造資源智能調(diào)度方法生產(chǎn)調(diào)度過程中基于覓食調(diào)整策略的智能優(yōu)化算法數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備運行控制智能優(yōu)化基于蜜蜂算法的制造資源智能40車間可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺對車間裝備可持續(xù)制造能力進行數(shù)字化和虛擬化，并封裝為制造服務(wù)，支持企業(yè)車間內(nèi)部和外部用戶安全協(xié)同使用。實現(xiàn)：跨車間和跨企業(yè)的制造能力高度共享、按需使用；制造資源服務(wù)組合與重構(gòu)動態(tài)優(yōu)化，提升生產(chǎn)效率；能源管理系統(tǒng)服務(wù)化、模塊化，降低維護成本；

企業(yè)制造信息安全管理機制。開發(fā)具有服務(wù)發(fā)布、查詢、調(diào)用和管理功能的車間可持續(xù)智能制造服務(wù)平臺車間可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺對車間裝備可持續(xù)制造能力進行41車間可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺制造服務(wù)管理平臺裝備資源本體描述模型裝備資源的虛擬化制造服務(wù)系統(tǒng)角色權(quán)限管理車間可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺制造服務(wù)管理平臺裝備資源本體425.應(yīng)用前景5.應(yīng)用前景43生產(chǎn)過程狀態(tài)實時感知與可視化呈現(xiàn)應(yīng)用前景：車間級生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測包括：制造裝備能耗狀態(tài)數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和加工狀態(tài)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)線任務(wù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，車間供應(yīng)鏈和倉儲狀態(tài)數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)信息的實時傳遞和基于位置的工況信息主動推送生產(chǎn)異常的實時預(yù)警和生產(chǎn)能力信息的實時反饋生產(chǎn)信息的多維度可視化呈現(xiàn)和多途徑人機交互預(yù)期目標(biāo)：提升生產(chǎn)信息掌控能力和響應(yīng)變化能力提升生產(chǎn)溝通效率和部門協(xié)作溝通滿意度降低產(chǎn)品不良品率為生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)效率管理水平提升提供數(shù)據(jù)來源支持生產(chǎn)過程狀態(tài)實時感知與可視化呈現(xiàn)應(yīng)用前景：44生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成管理與智能分析應(yīng)用前景：企業(yè)各部門生產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效集成和統(tǒng)一管理感知大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和智能推理面向工位和人員的能力建模和評估以及績效分析面向生產(chǎn)任務(wù)的制造服務(wù)能力評估預(yù)期目標(biāo)：提升企業(yè)信息共享能力和數(shù)據(jù)一致率提升企業(yè)部門協(xié)同能力提升人均產(chǎn)能、降低生產(chǎn)操作產(chǎn)錯率建立科學(xué)、綜合的質(zhì)量管理和績效評價體系為生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)效率管理水平提升提供決策支持裝配工人質(zhì)檢人員分揀人員生產(chǎn)信息共享協(xié)同計劃人員管理人員生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成管理與智能分析應(yīng)用前景：裝配工人質(zhì)檢人員分揀人員45基于能量有效的制造服務(wù)動態(tài)優(yōu)化應(yīng)用前景：車間工業(yè)機器人等制造裝備資源的虛擬化和服務(wù)化基于能量有效的工業(yè)機器人運行控制動態(tài)優(yōu)化基于能量有效的制造裝備服務(wù)調(diào)度動態(tài)優(yōu)化車間生產(chǎn)能耗和效率的多目標(biāo)均衡優(yōu)化預(yù)期目標(biāo)：降低工業(yè)機器人單體運行能耗降低車間生產(chǎn)線系統(tǒng)能耗實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時管控提升車間能源利用率和生產(chǎn)效率提升車間可持續(xù)制造能力感知數(shù)據(jù)驅(qū)動控制、調(diào)度動態(tài)優(yōu)化智能分析與決策單體機器人車間生產(chǎn)線基于能量有效的制造服務(wù)動態(tài)優(yōu)化應(yīng)用前景：感知數(shù)據(jù)驅(qū)動控制、調(diào)46企業(yè)可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺應(yīng)用前景：面向服務(wù)的企業(yè)制造資源集成管理服務(wù)于制造全生命周期、跨階段的全程可持續(xù)智能制造跨域、跨部門的制造任務(wù)協(xié)同和安全互操作對于市場需求的交互和快速響應(yīng)預(yù)期目標(biāo)：提升企業(yè)制造資源利用率和生產(chǎn)效率提升企業(yè)各部門協(xié)同能力降低企業(yè)運營成本提升市場需求響應(yīng)能力和滿意度企業(yè)可持續(xù)智能制造服務(wù)管理云平臺應(yīng)用前景：47總結(jié)通過建設(shè)基于能量有效和面向服務(wù)的可持續(xù)智能制造模式及系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)制造產(chǎn)品、生產(chǎn)過程、車間管理等數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平有效提升，可持續(xù)制造標(biāo)準(zhǔn)化體系初步建成。通過工作開展，在運營成本降低、生產(chǎn)效率提高、產(chǎn)品不良品率降低、能源利用率提高等方面取得顯著成果。中國制造業(yè)的發(fā)展之路：走向可持續(xù)制造總結(jié)通過建設(shè)基于能量有效和面向服務(wù)的可持48謝謝指正！謝謝指正！49基于能量有效的可持續(xù)制造報告單位：武漢理工大學(xué)基于能量有效的可持續(xù)制造報告單位：武漢理工大學(xué)50提綱我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)可持續(xù)制造簡介國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀基于能量有效的可持續(xù)制造應(yīng)用前景提綱我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)511.我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1.我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)52我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)我國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還有較大差距，體現(xiàn)在：制造業(yè)大而不強，自主創(chuàng)新能力弱；產(chǎn)品檔次不高，缺乏世界知名品牌；資源能源利用效率低，環(huán)境污染問題較為突出；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高端裝備制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后；信息化水平不高，與工業(yè)化融合深度不夠；產(chǎn)業(yè)國際化程度不高，企業(yè)全球化經(jīng)營能力不足。推進制造強國建設(shè)，必須著力解決以上問題?！吨袊圃?025》我國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)我國仍處于工業(yè)化進程中，與先進國家相比還53制造業(yè)綠色改造升級的迫切需求制造業(yè)占據(jù)了90%的工業(yè)能耗；我國的制造業(yè)整體一直未能擺脫高損耗和低效率的困局,這制約著我國制造業(yè)競爭力的提高。我國傳統(tǒng)制造業(yè)已成為能源消耗大戶，并且能源利用率是33%,比發(fā)達國家低約10個百分點。我國每年因環(huán)境污染造成的損失約占GDP的10%左右；目前，我國所有造成環(huán)境污染的排放物中70%來源于制造業(yè)。2008年,我國CO2排量占世界總量的21.8%，已成為世界上排放CO2最多的國家。環(huán)境和能源問題已成為全球制造業(yè)所關(guān)注的焦點！傳統(tǒng)制造業(yè)的困局：高耗能、高污染、高排放制造業(yè)綠色改造升級的迫切需求制造業(yè)占據(jù)了90%的工業(yè)能耗；我54基于能量有效的可持續(xù)制造(新)課件55基于能量有效的可持續(xù)制造(新)課件56國家戰(zhàn)略“中國制造2025”綠色制造工程專欄組織實施傳統(tǒng)制造業(yè)能效提升、清潔生產(chǎn)、節(jié)水治污、循環(huán)利用等專項技術(shù)改造。開展重大節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用、再制造、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范。實施重點區(qū)域、流域、行業(yè)清潔生產(chǎn)水平提升計劃，扎實推進大氣、水、土壤污染源頭防治專項。制定綠色產(chǎn)品、綠色工廠、綠色園區(qū)、綠色企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，開展綠色評價。到2020年，建成千家綠色示范工廠和百家綠色示范園區(qū)，部分重化工行業(yè)能源資源消耗出現(xiàn)拐點，重點行業(yè)主要污染物排放強度下降20%。到2025年，制造業(yè)綠色發(fā)展和主要產(chǎn)品單耗達到世界先進水平，綠色制造體系基本建立。國家戰(zhàn)略“中國制造2025”綠色制造工程專欄到2020年，建57我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求與發(fā)達國家相比，我國汽車裝備制造實力還有較大差距，主要體現(xiàn)在：汽車生產(chǎn)線用成套裝備能力弱；汽車裝備共性技術(shù)與工藝、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)設(shè)備等仍是制約汽車裝備制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素；生產(chǎn)過程中資源能源消耗大、廢棄物排放多。與國外先進汽車制造公司的生產(chǎn)能效對比舉例：為全產(chǎn)業(yè)鏈注入更多的綠色，是當(dāng)前我國汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的有效途徑我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求與發(fā)達國家相比，我國汽58我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求全面推進汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級策略：將汽車生態(tài)設(shè)計理念化為實際行動，貫穿于全產(chǎn)業(yè)鏈；加大先進節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝和裝備的研發(fā)力度，提高制造業(yè)資源利用效率；強化產(chǎn)品全生命周期綠色管理，構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系；從產(chǎn)品設(shè)計階段到報廢回收的全生命周期，充分考慮優(yōu)化各個環(huán)節(jié)資源環(huán)境問題，最大限度實現(xiàn)資源節(jié)約，從源頭減少環(huán)境污染綠色生產(chǎn)，清潔、資源利用率高的可持續(xù)發(fā)展我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求全面推進汽車制造業(yè)綠色59我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求汽車制造業(yè)可以從整車設(shè)計、材料選擇、技術(shù)進步和生產(chǎn)管理等各環(huán)節(jié)入手，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低汽車生產(chǎn)過程能耗和全生命周期碳排放，符合政府日趨嚴(yán)格的監(jiān)管要求，最終提高環(huán)境、社會和經(jīng)濟的多重效益，實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求汽車制造業(yè)可以從整車設(shè)60提高汽車企業(yè)能量有效性，能夠提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低單位產(chǎn)品的成本，從而提高企業(yè)的競爭力。西門子公司通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，預(yù)測對于汽車制造中廣泛使用的工業(yè)機器人，有約10%的能耗降低空間，汽車制造企業(yè)在產(chǎn)品制造過程中總體有30%的能耗降低潛能。我國汽車制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型升級的迫切需求提高汽車企業(yè)能量有效性，能夠提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低單位產(chǎn)品的612.可持續(xù)制造簡介2.可持續(xù)制造簡介62可持續(xù)制造概念綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響（負作用）最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)?？沙掷m(xù)制造是采用對環(huán)境影響小、能量和資源節(jié)約、安全、經(jīng)濟可行的生產(chǎn)工藝來加工產(chǎn)品的制造模式，滿足環(huán)境、經(jīng)濟、社會的均衡發(fā)展。可持續(xù)制造概念綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代63體系框架網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)濟環(huán)境社會有效性充分性一致性公司層車間層工藝層可持續(xù)制造維度可持續(xù)制造層級可持續(xù)制造策略體系框架網(wǎng)絡(luò)層經(jīng)濟環(huán)境64主要內(nèi)容可持續(xù)制造包括廢棄物排放最小化、提高材料有效性、提高資源有效性、提高生態(tài)有效性等四個方面?？沙掷m(xù)制造環(huán)境友好制造成本人員健康操作安全能量消耗廢棄物管理主要內(nèi)容可持續(xù)制造包括廢棄物排放最小化、提高材料有效性、提高65支撐可持續(xù)制造的相關(guān)技術(shù)體系主要包括：能耗監(jiān)測、面向環(huán)境可持續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)供應(yīng)鏈設(shè)計（正向供應(yīng)鏈和逆向供應(yīng)鏈）、可持續(xù)生產(chǎn)規(guī)劃和調(diào)度等。可持續(xù)產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)調(diào)度和工藝規(guī)劃能耗監(jiān)測生產(chǎn)加工檢測與拆解正向供應(yīng)鏈產(chǎn)品回收逆向供應(yīng)鏈產(chǎn)品獲取和使用技術(shù)體系支撐可持續(xù)制造的相關(guān)技術(shù)體系主要包括：能耗監(jiān)測、面向環(huán)境可持66能量有效的制造是可持續(xù)制造的一個重要方向，它重點關(guān)注制造系統(tǒng)的資源輸入到制造過程的實施全過程中，更加有效地提高能量利用效率、降低CO2排放。研究內(nèi)容主要包括：制造系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)的獲取、生產(chǎn)制造過程能耗建模、評估與優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度方法等方面。能量有效的制造(Energy-EfficientManufacturing)能量有效的制造是可持續(xù)制造的一個重要方向，它重點關(guān)注制造系統(tǒng)673.國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀3.國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀68歐盟FP7項目

—基于云架構(gòu)的企業(yè)可持續(xù)制造自適應(yīng)服務(wù)SustainableManufacturingAdaptiveServiceswithCloudArchitecturesforEnterprises(SMARTER)為提高制造企業(yè)可持續(xù)競爭力，對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行能耗優(yōu)化，提高制造過程能量有效性，并通過智能云服務(wù)，克服產(chǎn)品設(shè)計和制造階段存在的動態(tài)性和復(fù)雜性。主要內(nèi)容：制造過程動態(tài)監(jiān)測服務(wù)有效的可持續(xù)設(shè)計評價服務(wù)自適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)劃服務(wù)可持續(xù)的社會網(wǎng)絡(luò)服務(wù)云制造服務(wù)平臺歐盟FP7項目—基于云架構(gòu)的企業(yè)可持續(xù)制造自適應(yīng)服務(wù)Su69歐盟FP7項目—基于創(chuàng)新知識的中小企業(yè)計算機輔助自適應(yīng)規(guī)劃Innovativeknowledge-basedComputerAidedProcessPlanningforSMEs(CAPP-4-SMEs)為了幫助中小企業(yè)應(yīng)對客戶對產(chǎn)品質(zhì)量和交付速度越來越高以及產(chǎn)品可持續(xù)性要求，采用創(chuàng)新知識的計算機輔助自適應(yīng)規(guī)劃方法，提高制造過程的自適應(yīng)性、響應(yīng)速度、魯棒性和可持續(xù)性。主要內(nèi)容：創(chuàng)新和自適應(yīng)的工藝規(guī)劃服務(wù)基于知識的產(chǎn)品全生命周期評估服務(wù)基于功能模塊的自適應(yīng)過程控制服務(wù)裝備能力和使用的實時監(jiān)控服務(wù)基于云和面向服務(wù)的可持續(xù)制造方法歐盟FP7項目—基于創(chuàng)新知識的中小企業(yè)計算機輔助自適應(yīng)70歐盟Horizon2020項目—基于云的快速靈活制造Cloud-basedRapidElasticMAnufacturing(CREMA)使工業(yè)4.0企業(yè)能夠?qū)κ袌鲂枨笞龀鋈嵝皂憫?yīng)，并快速的提供相應(yīng)制造能力，實現(xiàn)制造資源服務(wù)的按需高效使用，包括：1)根據(jù)需求和實用性實現(xiàn)制造資源的發(fā)布和租用；2)通過對租賃的制造資源根據(jù)需求進行可持續(xù)制造規(guī)劃，并實現(xiàn)制造服務(wù)的快速靈活性；3)通過評估度量服務(wù)實現(xiàn)制造資源使用按需付費。主要內(nèi)容：制造虛擬化和互操作云制造過程和優(yōu)化框架云制造協(xié)作、知識和用戶交互歐盟Horizon2020項目—基于云的快速靈活制造C71中美(NSFC-NSF)環(huán)境可持續(xù)性合作研究項目AdvancingEnvironmentalSustainabilitythroughInnovativeDesignandOperationofDigitalManufacturingEquipment面向環(huán)境可持續(xù)性的數(shù)字化制造裝備設(shè)計、制造與運行的基礎(chǔ)理論研究面向設(shè)計、制造、運行、維護到再制造的產(chǎn)品全生命周期，構(gòu)建提高數(shù)字制造裝備資源利用率和能量有效性的創(chuàng)新設(shè)計和運行知識框架，提升數(shù)字制造裝備的環(huán)境可持續(xù)性。主要內(nèi)容：機床級的能量流建模、分析和優(yōu)化數(shù)控機床的可持續(xù)性設(shè)計面向數(shù)字化車間的能量有效性生產(chǎn)調(diào)度數(shù)控加工機床的改裝和再制造中美(NSFC-NSF)環(huán)境可持續(xù)性合作研究項目Advanc72B.Data將過程控制系統(tǒng)和辦公環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有機結(jié)合，能夠完成能源使用及能源費用的采集、計算及分析，以實現(xiàn)對能源監(jiān)控、能源報表、能源趨勢、物料平衡、能耗設(shè)備管理、成本中心管理、能源預(yù)測、能源采購、能源績效等的管理功能。西門子B.Data能源管理系統(tǒng)在德國雷根斯堡寶馬汽車廠的應(yīng)用B.Data將過程控制系統(tǒng)和辦公環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有機結(jié)73主要內(nèi)容能源和物料平衡全廠平衡（綜合考慮熱和電平衡）獲得典型數(shù)據(jù)（公司的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)）內(nèi)部能耗費用分配和統(tǒng)計耗能分析和估算監(jiān)控當(dāng)前和歷史的能量流能量控制（目標(biāo)/實際消耗）效益基于西門子B.Data系統(tǒng)，2012年，雷根斯堡該工廠將耗能量在2004年的基礎(chǔ)上削減了30%，相當(dāng)于每年節(jié)省1.68億度電。德國雷根斯堡寶馬汽車用B.Data實現(xiàn)的能源管理系統(tǒng)主要內(nèi)容德國雷根斯堡寶馬汽車用B.Data實現(xiàn)的能源管理74ABBcpmPlusEnergyManager能源管理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、能量管理服務(wù)器、用戶端組成，能耗數(shù)據(jù)來自自動化采集和監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)的功能包括能耗監(jiān)測、報告，以及根據(jù)能耗目標(biāo)降低生產(chǎn)能耗等。ABBcpmPlusEnergyManager系統(tǒng)在瑞士鋼鐵廠的應(yīng)用能源管理系統(tǒng)幫助瑞士鋼鐵廠每隔15分鐘顯示當(dāng)前電能消耗情況，并根據(jù)生產(chǎn)計劃預(yù)測能耗需求，減少電能過載使用而遭受的處罰，降低電能的使用費用。ABBcpmPlusEnergyManager能源管75該系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層。實現(xiàn)了車間能源消耗數(shù)據(jù)的智能化、自動化、可視化、可量化，發(fā)現(xiàn)可能存在的用能不經(jīng)濟問題，提出改進措施并推動整改，持續(xù)優(yōu)化車間用能，是一個循環(huán)改進逐步提升車間能效水平的綜合能源管理系統(tǒng)。Acrel-5000能源管理系統(tǒng)在上海通用汽車金橋南廠油漆車間應(yīng)用該系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層。實現(xiàn)了車間能源76廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)包括分布式實時數(shù)據(jù)采集、能源信息網(wǎng)絡(luò)和能源管理應(yīng)用平臺三層，用于主變配電站、空壓站、液氧汽化站和液二氧化碳汽化站等的管理。系統(tǒng)的建設(shè)有效提高了船廠能源管理水平，較系統(tǒng)實施前能源單耗降低了5%，節(jié)能效果顯著。廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)廣州黃埔船廠能源管理系統(tǒng)包括分布式實時數(shù)據(jù)采集、能源信息網(wǎng)絡(luò)77現(xiàn)狀分析與對策當(dāng)前國內(nèi)外可持續(xù)制造相關(guān)研究工作涉及到了從產(chǎn)品設(shè)計、加工、維護到回收、再制造等全生命周期的多個環(huán)節(jié)，其中降低制造過程中的能量消耗是最為有效、關(guān)注度最高的研究方向。當(dāng)前已經(jīng)有研究工作通過將可持續(xù)制造與制造服務(wù)等新型制造模式相結(jié)合，基于服務(wù)優(yōu)化的方法達到生產(chǎn)過程能效提升的目的；智能制造策略和技術(shù)的引入，將使得優(yōu)化手段更加豐富，性能提升潛力更大?，F(xiàn)有工程應(yīng)用還主要停留在能耗監(jiān)測層面，通過制造過程的管控優(yōu)化主動實現(xiàn)能效性能提升還不多見。針對汽車制造生產(chǎn)過程領(lǐng)域的可持續(xù)制造工程應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)能耗和效率多目標(biāo)均衡優(yōu)化的工作還比較缺乏。當(dāng)前針對數(shù)控機床這類制造裝備降低能耗的研究工作較多，對于汽車制造業(yè)中的工業(yè)機器人這類核心制造裝備的相關(guān)研究工作還較少?，F(xiàn)狀分析與對策當(dāng)前國內(nèi)外可持續(xù)制造相關(guān)研究工作涉及到了從產(chǎn)品78現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——智能制造智能制造將專家的知識和經(jīng)驗融入感知、決策、執(zhí)行等制造活動中，賦予產(chǎn)品制造在線學(xué)習(xí)和知識進化的能力，涉及到產(chǎn)品全生命周期中的設(shè)計、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等制造活動。智能制造涵蓋智能制造技術(shù)、智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)和智能制造服務(wù)等，衍生各種各樣的智能制造產(chǎn)品。智能制造人工智能腦科學(xué)生物智能認(rèn)知科學(xué)仿生學(xué)材料科學(xué)物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)計智能軟件知識庫模型庫科學(xué)內(nèi)涵技術(shù)核心現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——智能制造智能制造人工智能腦科學(xué)79現(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——云制造

“云制造”是一種面向服務(wù)的智能化、敏捷化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化制造新模式：融合與發(fā)展了現(xiàn)有信息化制造技術(shù)及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、面向服務(wù)等新興信息技術(shù)；將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，進行統(tǒng)一的、集中的管理和經(jīng)營；隨時按需獲取制造資源與能力服務(wù)，以完成其制造全生命周期的各類活動。推進制造能力的高度共享、按需使用、動態(tài)協(xié)同；實現(xiàn)制造任務(wù)動態(tài)優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)過程實時管控?，F(xiàn)狀分析與對策制造業(yè)新模式——云制造“云制造”是一種面向80現(xiàn)狀分析與對策以數(shù)字制造為基礎(chǔ)，可持續(xù)制造與多種制造業(yè)新模式有機結(jié)合、相互促進、協(xié)同發(fā)展，形成合力共同推動中國制造由大變強的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字制造智能制造可持續(xù)制造云制造形成合力中國制造由大變強的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化解決方案面向服務(wù)和基于能量有效的可持續(xù)智能制造以服務(wù)為方法，以智能為核心，基于能量有效制造，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀分析與對策以數(shù)字制造為基礎(chǔ)，可持續(xù)制造與多種制造業(yè)新模式814.基于能量有效的可持續(xù)制造4.基于能量有效的可持續(xù)制造82整體架構(gòu)建立自用戶至車間裝備的制造信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)車間裝備能耗狀態(tài)信息的智能采集和處理及其控制；采用制造服務(wù)技術(shù)作為車間執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)的基本方法，將車間能耗監(jiān)測與生產(chǎn)管理服務(wù)化；智能制造的理念貫穿于車間能耗管理和生產(chǎn)管控的始終，制造智能依托制造服務(wù)形式實現(xiàn)；最終通過基于能量有效和面向服務(wù)的可持續(xù)智能制造模式，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。以服務(wù)為方法，以智能為核心，基于能量有效制造，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展整體架構(gòu)建立自用戶至車間裝備的制造信息物理系統(tǒng)，實現(xiàn)車間裝備83車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)智能電表分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)視頻監(jiān)控多傳感器能耗狀態(tài)&生產(chǎn)狀態(tài)適配接入節(jié)點開發(fā)車間裝備能效狀態(tài)智能感知網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)基于智能電表、視頻監(jiān)控和多類型傳感器的車間裝備能效狀態(tài)智能感知網(wǎng)絡(luò)，感知大數(shù)據(jù)的動態(tài)采集匯聚和存儲。實現(xiàn)：車間制造裝備能耗狀態(tài)的智能感知；

車間生產(chǎn)狀態(tài)的智能感知，輔助車間能耗優(yōu)化；自動化的信息采集和匯聚；

基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的感知數(shù)據(jù)傳輸；感知大數(shù)據(jù)分布式存儲。車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)智能電表分84車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集制造裝備電能嵌入式智能采集裝置無線適配接入節(jié)點與匯聚網(wǎng)關(guān)柔性生產(chǎn)線能耗監(jiān)測大數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)車間裝備能效狀態(tài)智能感知與數(shù)據(jù)動態(tài)采集制造裝備電能嵌入式智能85車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析

車間感知大數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模和集成管理，可持續(xù)制造能力綜合指標(biāo)體系和動態(tài)評估分析方法與系統(tǒng)。實現(xiàn)：基于元數(shù)據(jù)的車間數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模；建立車間大數(shù)據(jù)統(tǒng)一視圖，便于不同部門之間共享數(shù)據(jù)；基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的可持續(xù)制造能力動態(tài)評估方法與系統(tǒng)，為可持續(xù)制造能力服務(wù)優(yōu)化提供支持。開發(fā)車間裝備制造大數(shù)據(jù)集成管理和可持續(xù)制造能力動態(tài)評估分析系統(tǒng)車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析車間感知大數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模和集成管86車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析加工質(zhì)量與成本評估基于感知數(shù)據(jù)的制造能力評估結(jié)果制造裝備狀態(tài)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型制造裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析車間大數(shù)據(jù)集成管理與智能分析加工質(zhì)量與成本評估基于感知數(shù)據(jù)的87數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間裝備運行控制智能優(yōu)化數(shù)據(jù)驅(qū)動的車間制造裝備能