数据驱动的工业元宇宙系统研究.pdf
《数据驱动的工业元宇宙系统研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数据驱动的工业元宇宙系统研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 年第 期(第 卷总第 期)数据驱动的工业元宇宙系统研究王绍帅 肖 琳 洪 晟 金 冬(卡奥斯创智物联科技有限公司 山东 青岛 海尔数字科技(青岛)有限公司 山东 青岛 北京航空航天大学 网络空间安全学院 北京 重庆海尔洗衣机有限公司 重庆)摘 要:物联网、大数据及新一代信息技术的发展 对传统制造业带来前所未有的冲击 基于数据关键生产要素的工业元宇宙建设得到越来越多的关注 为传统制造业带来了机遇 也带来了挑战 分析讨论了工业元宇宙的背景、现状、关键支撑技术 并以某企业智造元宇宙平台的/虚拟仿真实训系统为例 初步探索了工业元宇宙在制造场景的应用模式 对基于数据的工业元宇宙未来发展给出了建议关键词
2、:工业元宇宙 数据 智能制造 数据治理中图分类号:文献标识码:/引用格式:王绍帅 肖琳 洪晟 等.数据驱动的工业元宇宙系统研究.网络安全与数据治理 ():.(.().):./.:基金项目:国家重点研发计划()北京市自然基金重点项目()绿盟科技“鲲鹏”科研基金()引言在全球数字化的大背景下 我国制造业迎来发展机遇 但长期存在的问题也日益凸显 从产业结构来看我国制造业多集中在低端的加工制造领域 缺乏核心技术 产品附加值不高且利润低 亟需由劳动密集型向技术密集型转变 从生产过程来看 自动化程度低 生产过程不透明 设备、材料状态难以保障 导致效率低、产能过剩 从生产关系来看 供应链不稳定 易受外部环境
3、影响 存在短缺的风险 从生产成本来看 一方面劳动力成本、原材料价格上涨 推动生产成本的增加另一方面“双碳”战略下 淘汰落后产能 由粗放式模式向绿色生产转变成为共识 从供需对接来看 产品多样化、个性化的需求提升 大规模、批量化需要向小规模、定制化转变 目前 企业设备缺乏物联属性形成“信息孤岛”导致生产成本高、效率低 制造业资源比较分散 尚未形成合力 仍存在巨大的潜力工业元宇宙是元宇宙在工业领域的应用 利用人工智能、大数据、区块链等技术搭建虚拟世界 并实现与现实世界的交互 推动生产制造的可视化、智能化、柔性化 及生产流程各环节的实时动态交互 可实现智能制造、绿色制造 为制造业转型升级提供了工业互联
4、网 年第 期(第 卷总第 期)新的机遇 工业元宇宙概述 工业元宇宙起源与定义“元宇宙”最早出现于文学作品 (雪崩)其中提到了“(元宇宙)”和“(化身)”两个概念 在“”中 物理实体都存在虚拟替身 所有虚拟替身就构成了“元宇宙”世纪 年代以来 游戏行业进一步推动了元宇宙的发展、区块链、云计算、数字孪生等技术使其建设愈发具象化 年 元宇宙为人们的生活、工作方式带来了巨大的改变 该年也被称为元宇宙元年“元宇宙”是现实世界在虚拟空间中的映射工业是国民经济的支柱 数字化转型是实现制造业高质量发展的重要路径 作为元宇宙的分支领域 工业元宇宙被认为是实现高端智能制造的重要途径之一元宇宙一般被认为需要经历三个
5、发展阶段:数字孪生、数字原生和虚实共生 数字孪生将现实世界实体一对一映射到虚拟世界 基于物理实体构建出的虚拟实体可以构成一个智能化的平行世界 为各行业、领域应用带来沉浸式体验 数字原生则是直接在数字世界中生产产品 提供数字化功能或数字资产 如 等 虚实共生是基于 技术打造出的一个新型网络空间 虚拟和现实同时存在、互相渗透、互为作用 实现共同发展相较于消费元宇宙 工业元宇宙以工业领域细分场景为导向 对实践性的要求更高 通过孪生建模 一方面可实现覆盖研发设计、生产制造、营销销售、物流配送、售后服务等全生产全链条的模拟 另一方面 依托云边端等技术手段 可实现人机交互 如在“黑灯工厂”中 制造、加工、
6、检测、运输自动化运行 产线设备自主监测、诊断与决策工业元宇宙促进了制造业的智能化 帮助企业降本增效 甚至带来新的业务增长点 还可打破市场边界带动新需求、新商机 衍生新兴产业 工业元宇宙与智能制造、工业互联网()智能制造在智能制造领域的首本专著 制造智能()中 美国的 和 将智能制造描述为依托制造软件、机器视觉等知识建模 实现机器自主化的小批量生产 随着、大数据、/、云技术、智能传感等技术的发展 智能制造发展成为了集成化的协同制造系统 可通过机器智能自主分析、决断 实时响应需求、适应变化 智能制造是人工智能与制造技术的融合 旨在不断升级技术与系统 提升设备智能化()工业互联网 年 美国通用电气公
7、司提出“工业互联网”()通过数字化、网络化的手段 将人、数据和机器连接起来 实现人、机、物的全面互联 赋予了工业设备新的生命 工业互联网是工业与互联网结合的产物 旨在通过引入互联网技术和思维模式 帮助企业上云 提供数据资产的智慧服务 实现网络化工业互联网搭建了全新的工业生态系统 服务智能制造 一方面 工业互联网提供共性基础设施 推动智能制造进一步发展 另一方面 帮助打破壁垒 支撑其他产业的智能化发展工业互联网是工业元宇宙建设的基础 工业互联网主要负责将工业系统及设备资源联网 推动互联互通侧重于物理世界的打通 而工业元宇宙在工业互联网的基础上 结合数字孪生、区块链等技术 建立起反映现实世界的虚拟
8、映射 侧重虚拟世界和现实世界的联动 通过建立仿真的虚拟世界 逐步实现对现实世界的控制、预测、优化 最终达到虚实相生的理想状态工业元宇宙是智能制造的理想未来 虚拟空间复现工业各场景、环节 指导现实制造 促进设备间、企业间乃至区域间的高效协同 助力工业高质量发展 工业元宇宙的出现为智能制造带来更大的发展空间 同时提升了工业互联网的赋能上限 数据成为关键生产要素无论智能制造、工业互联网还是工业元宇宙 数据的驱动作用都是关键 实现工业智能化 需要借助 分析、处理和深度挖掘数据 实现数据价值最大化 甚至获得数据增值 新经济时代 数据作为新型生产要素正获得越来越多的关注 年 月 日 中共中央 国务院关于构
9、建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见 发布 将数据列为重要的生产要素 中共中央 国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见 提出二十条政策举措意见 旨在进一步激活数据要素价值数据因其自身特点 其价值创造需要以充分的流动、分享为前提 数据价值主要体现在两个方面:()数据成为一种新的生产资料从产业角度来看 数据成为一种新的生产资料 而算法成为新的生产力 数据可循环使用 不同处理方式可使数据产生新的价值 依托数据重构企业生产管理方式 可形成新的业务增长点 推动企业盈利模式转型投稿网址:年第 期(第 卷总第 期)()数据成为一种新的资产企业在生产、经营、管理等过程中形成大量数据资源 主动
10、管理、有效控制 充分释放其潜在价值 可推动企业后续发展 数据流通积累的过程 也是企业数据资产形成的过程 目前 对于很多企业来讲 数据已经成为战略性的资产 数据资产管理能力已成为企业间竞争的核心实力体现作为新型生产要素 数据自身有很多独有特点 如较强的流动性、可重复使用等 随着制造业的快速发展 数据也已快速融入生产、仓储、物流配送等各个环节 深刻改变着传统的生产方式 基于数据的智造元宇宙平台 基于数据的工业元宇宙关键技术工业元宇宙建设的关键是要提供“前所未有的互操作性”为兼顾信息共享与数据安全 需要底层技术与数据安全技术的共同支撑 底层技术支撑()数字孪生数字孪生是在物理世界存在的真实实体在虚拟
11、空间的实时映射 基于虚拟仿真 经过精确测量 利用物联网、可视化等技术 实现了场景的:建模 是对现实世界的真实呈现 对于工业数字孪生来说 模型和数据是关键 在工业生产中 它们可渗透到生产制造的各个阶段 推动自动化、智能化的生产全流程管理降本增效 同时可实现人机共融、以虚促实、以虚强实打造透明、高效、精益的智能工厂 改进工艺流程与产品质量()网络化协同与互操作网络化协同制造可通过集成生产制造、供应链和企业管理等先进制造系统 解决制造企业所面临的信息不对称、产业链结构复杂、协作效率低等问题 推动生产制造全流程各环节关键数据的共享 并不断完善流程优化资源配置 通过集聚不同生产设备、资源等 将不同地区、
12、不同行业、不同企业的制造资源联通起来实现协同合作 以及资源的有效协同与优化配置 依托数据推动智能化与数字化向产业链与价值链的延伸()人工智能人工智能是让计算机模拟人的思维方式 让机器模拟人的行为 是实现智能制造的重要手段 通过对机器进行认知建模、深度学习训练等 不断提升其智能化水平 打造可实现自主分析、推理、判断和决策的人机一体化智能系统 解放人工 减少误操作 推动制造业向柔性制造、智能制造的转变 在工业生产中 智能语音识别、机器视觉等的深入应用 推动了设备间的智能协作 使原本复杂的生产调度与生产流程成为可能()第五代移动通信技术的飞速发展 为行业转型升级提供了一条全新的进阶路径 的到来使网络
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数据 驱动 工业 宇宙 系统 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。