位置物联网 + 工业互联网 ， 赋能智能制 造 发展趋 势 系统介 绍 案例介 绍 总结 企业介 绍 PART 01 发 展 趋 势 l GE: 2030 年全球工业互联网将实现 15 万亿美元 l 国泰君安 : 2030 年中国工业互联网将实现 3 万亿美 元经济增长 l Cisco: 2020 年物联网将为企业增加 21% 的利润， 并创造 19 10cm 高精度定 位 92M 车辆将接入物联， 2016 $66B 燃气动力设备的能源节省 68% 减少犯罪率与视频监控 $30B 价值的航空燃料节省 $90B 油气勘探开发费用 位置物联网的发展迅速 ，基本呈现出两种形式 ，室外定位 与室内定位。室外定位以美国全球定位系 (GPS) 、俄罗斯格洛 纳斯 (GLONASS) 、 欧洲伽利略 位置物联网发展现状 UWB 定位专家 10cm 高精度定 位 PART 02 系 统 介 绍 开发平台形成设备库、 模型库、 应用 库 , 造场景 , 赋能智能制造 业协议 , 将数据传输到 PAAS 层 , 再 利用分析引擎 , 人工智能、 数 据挖掘 技术充分利用数据 , 实现设 备监测、 统服务功能 , 将位置物联网与工业互

导 入 机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制， 以完成特定的工作任务，其基本功能如下。 记忆功能 示教功能 与外围设备 联系功能 坐标设置功能 人机接口 传感器接口 位置伺服功能 故障诊断安全 保护功能 机器人控制技术和传统机械系统控制技术没有本质区别，但机器人 控制系统也有许多特殊之处，如下： 多关节 联动控制 每个关节由一个伺服系 统控制，多个关节的运 ）传感器接口：用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制； （ 8 ）轴控制器：完成机器人各关节位置、速度和加速度控制； 集中控制系统 用一台计算机实现全部控制功能 主从控制系统 采用主、从两级处理器实现 系统的全部控制功能 分散控制系统 系统控制的每一个模块各有不 同的控制任务和控制策略 1 、集中控制系统 由于工业机器人控制涉及位置控制、速度控制、加速度控 制、轨迹规划等各种数据，对实时性要求较高，但集中控制系 伺服电动机、印制绕 组直流伺服电动机、 大惯量永磁直流伺服 电动机、空心杯电枢 直流伺服电动机。 步进电动机 包括永磁感应步进电 动机。步进电动机和 驱动器构成步进驱动 系统，一般应用在对 位置等精度要求较低 的开环控制系统中。 本 节 导 入 图 5-3 ABB 公司 IRB1410 机器人 图 5-4 ABB 公司 IRC5 控制系统

和电磁射线等）形式来测量目标响应 接触式传感器 以某种实际接触（如：力、力矩、压力、位置、温度、电量和磁量等）形 式来测量目标响应 图 4-4 传感器系统在工业机器人中的主要工作流程 控制系统 驱动系统 执行机构 工作对象 内部传感器 外部传感器 传感系统 （ 1 ）内部传感器 用于确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，是完成机器人运动控制 ( 驱动系统及执行机械 ) 所必需的传感器，多数是用于测量位移、速度、加 所必需的传感器，多数是用于测量位移、速度、加 速度和应力的通用型传感器。 如：为测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制其运动的测速计 （ 2 ）外部传感器 用于检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体 ( 即工作对 象 ) 之间关系，负责检测距离、接近程度和接触程度等变量，便于机器人 引导及物体识别和处理。 如：力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等 图 4-5 工业机器人的传感器按检测对象的不同分类 工业机器人的传感器按检测对象的不同分类 触觉传感器 力觉传感器 接近觉传感器 听觉传感器 嗅觉传感器 温度传感器 视觉传感器 内部传感器 外部传感器 传感器 位置检测传感器 运动检测传感器 确定位置和角度 任意位置和角度 速度和加速度 速度和角加速度 姿态 立体 平面 工业机器人用于执行各种加工任务，不同的任务对工业机器人提出 不同的要求。例如，搬运任务和装配任务对传感器要求主要是力觉触觉

进行识别 2 人员位置 根据摄像头拍摄的位置， 分析人员大致出现的位置， 并展现在平面图 通过对摄像头的图像进行人员检 测分析，发现人员在摄像头内的 大概位置 3 人员行为 分析人员的姿态，动作等 通过分析人员的关节部位及其相 互关系，分析人员行为 n 工地内部人员管理 • 主要功能：通过工地内部的监控系统采 集图像，分析工地内部的人员身份、人 员位置、人员行为等。 • • 技术特点：采用先进的深度神经网络， 分析人员身份、人员位置、人员行为。 工地内部监控摄 像头 工地内部监控摄 像头 工地内部监控摄 像头 人员分析计算单元 智慧工地云平台 03 智慧工地解决方案 3.4工程管理 n 工地内部车辆管理 • 主要功能：通过监控摄像头的图像 ，分析车辆类型、车辆身份、车辆 的位置和活动轨迹 • 效益分析：提升工地内部的车辆管 理水平，把车辆的信息和活动轨迹 辆身份关联起来，并根据摄像头的 位置，分析车辆的位置和轨迹 工地内部车辆分析 项次 分析名称 分析内容 分析方法 1 车辆类型 根据摄像头图像发现车辆 的具体类型，比如卡车， 工程车等 通过深度神经网络，自动分析车 辆类型 2 车辆身份 根据进门时车辆的图像和 拍照，关联工地内部的车 辆身份 通过图像匹配的方式，关联车辆 身份 3 车辆位置 和轨迹 分析出车辆在工地内部的 位置和轨迹

自动包装机的优点及特点 顶部滑环采用全密封结构的电子滑环，防护等级可达 IP65 ，寿命可达十年以上。与插袋机配套使用时配有 旋转编码器。旋转编码器用于确定包装机掉袋点、清零 点、灌装启动点等位置信息，省掉了原来的接近开关及 感应板等机械结构。 自动包装机的优点及特点 自动包装机的优点及特点 • 自主研发的微机控制系统： • 带有零点检测、 50kg 检测、袋重自动修正、跟踪功能。 ，下翻板 1 打开后水泥包 落入位置 1 。第 2 包水泥过来进入对称侧的上翻板 2 中，上翻 板 2 打开，水泥包落入下翻板 2 中，下翻板 2 由伺服电机带动 ，移动一个水泥包的长度后停下，下翻板 2 打开使水泥包落 入车厢中位置 2 ，第 3 包在对称方向重复 2 包水泥的动作，将 水泥包落入车厢中位置 3 。第 4 包水泥重复第一包的动作，在 对称方向落入位置 4 。卸下第四包水泥完成一个工作循环。 自动装车机的优点及特点 • 为保证数据准确、多处检测装置采用激光探头 检测：如码包装置下降位置检测、前后移动位 置检测、检测车长、车宽等数据自动录入系统。 • 为保证前后行走距离准确，采用编码器和激光 测距两种检测措施互相修正补偿，使水泥包间 距数值精确。同时行走电机采用变频调速自动 控制，使启动、停止平稳、位置准确。 自动装车机的优点及特点 自动装车机的优点及特点 收尘器 自动装车机自带收尘系

这使得在编程时就可解决障碍干涉和路径优化问题。 3 、离线编程 离线编程 为了使机器人能够进行再现示教的动作，就必须把机器人运动命令 编成程序。控制机器人运动的命令就是移动命令。在移动命令中，记录 有移动到的位置坐标、插补方式、再现速度等参数。 空走点 / 作业点 机器人再现时，决定从当前程序点到下一个程序点是否实施作业 空走点 从 当 前 程 序 点 移 动 到 下 一 个 程 序 点 的 许多通 信功能由外设来协助提供。 （ 4 ）机械手运动功能 机械手运动是最基本的功能。机械手的运动可由不同方法来描述。 最简单的方法是向各关节伺服装置提供一系列关节位置及其姿态信息， 然后等待伺服装置到达这些规定位置。 （ 5 ）工具指令功能 一个工具控制指令通常是由闭合某个开关或继电器而开始触发的， 以直接控制工具运动，或者送出一个小功率信号给电子控制器是最简 单的控制方法，而且对控制系统的要求也较少。 分。用于机械手控制的通用计算机只有与传感器连接起来，才能发挥 其全部效用。传感器具有多种形式，按照功能把传感器概括如下： 视觉传感器 用于“看见”工作空间内的物体 确定物体的位置或识别它们的形状等 内体感受器 用于感受 机械或其他关节式机构的位置 力和力矩传感器 用于感受 装配时所产生的力和力矩 触觉传感器 用于感受 工具与物体间的实际接触 接近度或距离传感器 用于感受 工具至工件或障碍物的距离

本 节 导 入 可执行十分逼真的模拟 提升机器人系统的盈利能力 降低生产风险 加快投产进度，提高生产效 自动路 径生成 可自动生成跟 踪曲线所需的 机器人位置 自动分析 伸展能力 可验证和优化 工作单元布局 碰撞检测 确保机器人离 线编程得出的 程序的可用性 在线作业 使调试与维 护工作变得 更加轻松 模拟仿真 为 工 程 的 实 新建空工作站 文件 新建 空工作站 创建 图 7-10 导入机器人 2 、导入机器人： 基 本 𝐀𝐁𝐁 模型库 图 7-11 导入夹具 图 7-12 更新位置提示框 基本 导入模型库 设备 𝐦𝐲𝐓𝐨𝐨𝐥 图 7-13 导入 propellertable 4 、摆放周边的模型 基本 导入模型库 设备 propellertab Thing 图 7-17 Curve Thing 位置提示框 Curve Thing 位置 放置 两点 然后选中捕捉工具中的“选择部件”和“捕捉末端”，点击“主点 - 从”坐 标框，依次选择工件底部的第一个点以及与之重合的工作台顶部的点、 X 轴方向上工件底部的第二个点以及与之重合的工作台顶部的点。 图 7-18 点位置输入框 选择部件 捕捉末端 主点 - 从

条件优越，乍嘉苏高速、杭浦高速、杭州湾跨海大桥北接线和 01 省道、07 省道 新线贯穿境内，基本实现了与周边城市的“一小时交通圈”，是“长三角”沪、苏、 杭、甬地区的一个重要交通枢纽。 图 概述-1 XX 港区地理位置图 自 2001 年设立 XX 港区以来，在市委、市政府的正确领导下，经过十余年 的开发建设，社会经济实现了又好又快发展，已成为 XX 市发展海洋经济的主 战场和接轨上海的桥头堡。2014 年，港区完成公共财政预算总收入 国蔚山和丽川、新加坡裕廊岛化学工业园都属于这种模式。 2.1.1.1 荷兰鹿特丹石化工园区 荷兰鹿特丹是世界最大的港口之一，更是欧洲最重要的石化和化工园区， 共占地 105 平方公里。凭借优越的地理位置、良好的港口条件、完备的公用工 程配套设施和先进的物流系统，鹿特丹石化工园区吸引了大量的投资。其中石 油和化工区占据了 60%的用地，区内集中了 45 家大型石油和化工公司，Shell、 Dow 最大的乙烯生产中心，为港区整个石化产业的发展奠定了坚实的原料基础。港 区总面积 140 平方公里，其中化工区面积 35 平方公里，化工区内的企业按照市 13 场化的规律互相分工形成“一体化”运营。除了优越的地理位置、港口条件以外， 高效的仓储服务、便捷的管道系统也是港区建设的特色。密布于港区的各类管 道直接将企业所需产品输送到装置区，气、液、固物质均可满足仓储所需。在 园区物流业务的管理上，安特卫普港区的管理分为公共部门和私营企业两大块。

美国网络安全和基础设施安全局（CISA）随后发布了一份公告，建议用户在漏洞修复前立即停 止使用这一流行的 GPS 车载定位追踪设备，给出的理由是攻击者可以远程利用相关漏洞完全控制 GPS 定位器，实时追踪车辆位置信息，访问行程轨迹，解除安全警报，甚至切断行驶中的车辆引擎。 图 3.5 MiCODUS GPS 用户定位追踪 车联网安全研究报告（第六期） 23 3.8.2 原理简述 研究人员在 MiCODUS 件的部署位置和集成度也 提出了要求，中央集成式的架构随之而来。 4.1.2 中央集成的电子电气架构 汽车厂商使用中央集成的架构，有助于降低零部件数量，有助于降低整车的研发成本，如图 4.2 所示。例如，使用高性能计算单元可以集成座舱、ADAS 两大功能域，特斯拉甚至将中央网关也集 成到了高性能计算单元中。而动力、底盘、车身等控制器的功能全部以域控制器的形式存在，根据 部署位置部署。 T-BOX T-BOX 系统具备车辆数据采集、故障诊断、远程车辆控制、车辆定位、驾驶行为分析、轨迹查 询、紧急呼叫等功能，并预留配置备用电源。T-BOX 通过 GPS 和 CAN 总线采集车辆的当前位置信 息和车辆数据然后进行打包，通过 LTE（Long-Term Evolution）将相关信息传输到平台，实现车辆 信息的远程采集、车辆的远程监控、驾驶行为分析等功能。T-BOX 通过外部麦克风（MIC）和内置

球坐标机器人 • 关节机器人 • 笛卡尔坐标机器人 •B 平行四边形球状 用多重闭合的平行四边形的连杆机构 代替单一的刚性构件的上臂。 优点： • 允许关节驱动器位置靠近机器人的 基座或装在机器人的基座上，这就 意味着它们不是装在前臂或上臂之 内或之上，从而使臂的惯性机重量 大为减少，结果是采用同样大小的 执行器时它们所具有的承载能力就 比球体关节的机器人要大； 并联机器人可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链 相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一 种闭环机器人。 优点： • 无累积误差，精度高； • 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重 量轻，速度高，动态响应好； • 结构紧凑，刚度高，承载能力大； • 完全对称的并联机构具有较好的各向同性。 缺点： • 工作空间较小。 2 、工业机器人的分类 复杂的部分。 臂部：又称手臂，用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆（大臂和小臂）组成，用以带 动腕部运动。 腰部：又称立柱，是支撑手臂的部件，其作用是带动臂部运动，与臂部运动结合，把腕 部传递到需到的工作位置。 基座（行走机构）：基座是机器人的支持部分，有固定式和移动式两种，该部件必须具 有足够的刚度、强度和稳定性。 3 、工业机器人的组成和性能参数 3.1 工业机器人的组成 A 执行机构