从制造到智造 — 瞻博网络 AI 驱动智造园区方案 © 2024 Juniper Networks 新技术部署难，出问题溯源难，终端多运维难 业务连续性 业务生产 7X24 业务中断会造成严重损失 数字化落地 - 并不容 易 © 2022 Juniper Networks AI Marvis 虚拟网络助手 Online ARIMA 时间序列异常检测 Ipe JunN ET WO R KS 6 JU P· e driven by mist AI 人工智能驱动的支持 AI 依靠的是持续数据的积累 利用人工智能主动解决的客户 IT 问题的百分比 January 2019 和主动 优化措施促使网络服务支持 工 时降低 20%.” ● “ 使用 Juniper (SD-WAN) 帮 助我们 在三个星期内完成 MPLS 网络无法实现的能 力 AI 驱动的 SD- 体 W 验 A 保 N 证 客户体验带来成功 18 /20“ 全球最大银行 仰仗可靠无线 带来效益提升 订单处理增加 300%.” © 2022 Juniper Networks

任何控制系统具备其控制功能，针对工业机器人，我们要了解 工业机器人控制系统功能、特点、结构组成，了解当前主流工业机 器人的控制系统分类、所采用的机器人操作系统开发平台，理解工 机器人驱动系统，并能分析出不同类型驱动系统的特点和优劣。 本 节 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 用了嵌入式实时操作系统。 工业机器人的驱动系统是直接驱使各运动部件动作的机构，对工业 机器人的性能和功能影响很大。工业机器人驱动方式主要有：液压式、 气动式和电动式。 电动驱动 利用各种电动机产生的力矩和力， 直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构 气动驱动 以压缩空气为动力源驱动， 气动执行机构包括气缸、气动马达 液压驱动 以有压力的油液作为传递工作介质， 实现机器人的动力传递和控制 实现机器人的动力传递和控制 电动驱动 由于低惯量，大转矩交、 直流伺服电机及其配套 的伺服驱动器的广泛采 用，电动驱动系统在机 器人中被大量选用。该 类系统不需能量转换， 使用方便，控制灵活。 液压驱动 适用于承载能力大，惯 量大以及在防焊环境中 工作的机器人。但液压 系统需进行能量转换， 速度控制多数情况下采 用节流调速，效率比电 动驱动系统低。 气动驱动 具有速度快、系统结构

基于工业互联网的产业链跨域协同技术 针对卫星制造产业链计划-资源-质量跨域协同管 控、工厂制造全要素物联集成等需求，研究基于工业 互联网的产业链跨域协同技术，构建“云+网+端”融 合的卫星工厂跨域协同环境，实现模型与数据驱动的 设计工艺协同研制、总装拉动的计划资源动态协同调 度、数实结合的产品质量精细协同控制等应用。 2.1.1 “云+网+端”融合的卫星工厂跨域协同管控 总体架构 融 合 云 平 台 、工 业 2 模型与数据驱动的设计工艺协同研制 针对卫星设计↔工艺↔制造全流程在线协同 与数据闭环问题，基于工业互联网协同环境建立了 模型与数据驱动的设计工艺协同机制，如图 4 所示。 设计端融合基于模型的设计（Model-Based Design， MBD）设计理念，基于模型和设计 BOM，实现设计 要求的结构化关联定义；工艺端在线集成 MBD 数 模与结构化设计数据，驱动设计工艺性审查、结构 物流及节拍进行仿真分析，根据仿真结果优化工艺 布局、消除资源瓶颈、均衡生产节拍，支撑工厂计划 资源动态协同管控与生产运行过程的分析优化，工 艺流程仿真及节拍分析如图 5 所示。 图 4 模型与数据驱动的设计制造协同机制 Fig.4 Collaborative mechanism of the design and manufacturing driven by the model and data

三维装配工艺现场演示应用 模 块 ——基于现场实物驱动 • 装配精度分析与可装配性预 测 模块 ——基于数字孪生模 型 > 面向信息物理融合的装配现场硬 件系统 • 大型显示屏幕 • 激光投影仪 • 三坐标扫描测量机 • 激光跟踪仪 • 三坐标铣削测量机 …… 四、智能制造关键技术—数字孪生驱动智能装配 128 总体方案： > 实 现 基 于 周 期 , 减 少 装 配 出 错 率。 四、智能制造关键技术—数字孪生驱动智能装配 129 基于信息物理融合的产品装配现场解决方案 数字孪生装配模型是对产品现场装配物理世 界 的虚拟映射，可 通过对数 字孪生装配模型的分析， 用于指导车间现场的装配过程。 四、智能制造关键技术—数字孪生驱动智能装配 130 > 基于信息物理融合的数字孪生装配模型创建技术 数 字 孪 生 生 装 配 模 型 递 进 式 生 成 方 法 四、智能制造关键技术 数字孪生驱动智能装配 > 基于装配现场实物驱动 > 的三维装配工艺展示技 术 • 零件信息编码与识 别 • 三维装配工艺文件 轻量化 • 三维装配工艺现场 展示 • 激光投影装配工艺 信息 131 > 多源异构辅助装 配硬件测量系统

导 入 在工业机器人控制中，先根据工作任务的要求确定手部要到达的目 标位姿，然后根据逆向运动学求出关节变量，控制器以求出的关节变量 为目标值，对各关节的驱动元件发出控制命令，驱动关节运动，使手部 到达并呈现目标位姿。 逆向运动学 工业机器人控制的基础 正向运动学 又是逆向运动学的基础 工业机器人相邻连杆之间的相对运动 旋转运动、平移运动 这种运动体现在连接两个连杆的关节上 轨 迹，求解所需要的关节驱动力矩（或力），即逆动力学分析问题。 本 节 导 入 求解比较困难 较长时间的运算 正动力学问题 我们只对 进行详细分析 逆动力学 了解机器人动力学，也就是了解决定机器人动态特性的运动方程式， 即机器人的动力学方程。它表示机器人各关节的关节变量对时间的一阶 导数、二阶导数、各执行器驱动力或力矩之间的关系，是机器人机械系 求得。 逆动力学问题 即机器人在关节变量空间的轨迹已确 定，或末端执行器在笛卡尔空间的轨 迹已确定 ( 轨迹已被规划 ) ，求解机 器人各执行器的驱动力或力矩。 正动力学问题 即机器人各执行器的驱动力或力矩为 已知，求解机器人关节变量在关节变 量空间的轨迹或末端执行器在笛卡尔 空间的轨迹。 机器人运动方程的求解可分为两种不同性质的向题 人们研究动力学的重

的虚拟空间； 高培增空间——以市场价格与每股盈利的比率为指示器的资本市场； 经济全球化是以数字技术为纽带、资本推动、隐于无形（出现在网络终端）、没有国界的全球新竞争舞 台，它是一个以市盈率衡量价值，驱动 4C （通信即信息、资本、公司、消费者四个英文单词的打头字母 ）不断变换出现领域、因而处于永动、蜕变中的极其复杂的、难以建立分析模型的新竞争环境。 永动、不确定的经济系统，需要更新观念、平衡与世界的关系。 获取 家 务 睡 眠 工 作 云 网 端 数据 （区块链） 算法 机器人 机器人 用数据定义需求，用人工智能机器人为帮手，用数字化方式满足个性化需求。 人类对美好生活的向往驱动技术创新。技术创新，是人性呼唤的外在表现，人民对美好生活的 理解与含义：个性化方便省钱省时间，不用死记硬背、不用干体力活、健康长寿…… 2 、人性即规律：人类需求演变趋势已经清晰可见 数智化科技迅猛发展，不断拓展人类生活新体验 中共中央政治局四次集体学习：长 期的、始终如一的重视，说明是高 级别的战略考量（不是权宜之计） 2013.9.30 中共中央政治局举行第 九次集体学习大数据 敏锐把握世界科技创新发展趋势， 切实把创新驱动发展战略实施好 2016.10.9 中共中央政治局第三十 六次集体学习：实施网络强国战 略； 2017.12.8 下午中共中央政治局就 实施国家大数据战略进行集体学 习， 超前布局、力争主动 -- 实施国家大

• 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； 2 、工业机器人的分类 2 、工业机器人的分类 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。 • 工业机器人控制技术 • 工业机器人传感系统 • 工业机器人的应用 • 工业机器人发展方向 执行机构 控制系统 驱动系统（液压缸、电机等） 检测系统 工 业 机 器 人 3 、工业机器人的组成和性能参数 3.1 工业机器人的组成 控制系统 驱动系统 执行机构 操作对象 各组成部分关系 检测系统 执行机构也称操作机，使机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。从

上海市松江区：数智鼎立强基座，三足聚势链闭环 江苏省常州市：“评诊改培链”赋能制造业提“智”增效 浙江省宁波市：探索形成人工智能赋能制造业数字化转型“4M”工作路径 浙江省湖州市：以数智技术驱动绿色智造，打造传统制造业转型升级新范式 安徽省芜湖市：推动数智赋能，加速制造业转型升级 福建省泉州市：完善“政、企、服”转型生态，推进制造业企业数字化转型 江西省鹰潭市：强化生态要素创新，实现鹰潭产业集群式数字化转型跃迁 山东省济南市：实施制造业数字化转型行动 深度赋能新型工业化 河南省洛阳市：以数字化转型释放高质量发展新动能 广东省广州市：“四化”赋能专项行动推进新型工业化 广西壮族自治区柳州市：制造业“1+1+3+N”破局，“智改数转”驱动百年工业城焕新升级 四川省成都市：聚焦“三端”系统推进制造业“智改数转” 甘肃省兰州市：创新机制、精准施策，打造数字化转型“兰州模式” 宁夏回族自治区银川市：“闽宁协作”智改数转新模式全方位助推制造业跃升 合肥新站高新技术产业开发区：数智赋能、产业向“新” 打造“芯”“屏”产业数字化转型新标杆 上饶经济技术开发区：“三维联动”构建制造业数字化转型生态体系 郑州高新技术产业开发区：构筑“算力+大脑”双核驱动 赋能制造业集群系统性跃迁 成都高新技术产业开发区：以“数智券+智造贷”金融工具创新突破中小企业转型困局，务实推进制造业 “智改数转”“点线面”一体化工作 无锡市物联网集群：加快推进数字化转型综合型能力中心建设

Physical-Based Virtual Twin 基于物理的虚拟孪生 Date-Drived Virtual Twin 数据驱动的虚拟孪生 Hybrid Twin 混合孪生 数字孪生简介 数字孪生正成为跨国企业业务布局的新方向 数字世界 物理世界 数字孪 生空间 传感器、驱动器 集成层 网络、协议 通信层 数据、模型 （数字孪生实现） 信息层 资产功能 功能层 组织和业务流程 业务层 萌芽、快速发展四个阶段 数字孪生简介 工厂数字孪生 - 功能  在工厂规划 / 升级阶段，开展车间规划方案的仿真定量评估和分析，科学地指导车间系统设计调整；  在生产执行阶段，建立实时数据驱动的仿真机制，实现同步仿真运动和三维虚拟监控。 工厂数字孪生 - 功能 工厂数字孪生平台 基于离散事件理论的工厂仿真分析 与优化 基于三维的工厂建模 与仿真 侧重于产线 性能量化分 析与优化 、节拍分 析 4 、物流设 计 工厂规划与工艺验证  产能评估分析  生产设施布局  瓶颈定位分析  生产物流资源配置设计优化  仓库暂存设计  物流系统规划设计 实时数据驱动的虚拟管控 生产可执行性验证与优化  生产设备运行数据监控  生产执行过程监控  生产异常预警  特殊设备的远程运维  生产过程实时显示  教学培训  物流瓶颈仿真分析

创新航天行业最佳流程 ......................165 案例六：首都航天机械公司利用 TC 实现三维装配工艺设计和管理的模式创新 ..168 案例七：沃尔沃航空发动机公司利用 NX 知识驱动自动化来打造产品优势 ........170 案例八：ATK 通过标准化的 PLM 战略推进 MBE 能力建设 ................................173 案例九：皮拉图斯飞机有限公司利用 6 “工业 4.0”——制造业的未来 1. 第四次工业革命——“工业 4.0” 随着制造业再次成为全球经济稳定发展 的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业 发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到 德国的“工业 4.0”战略，再到中国的“十二五” 发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的 重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造 （AP233）是一种数据交换的标准协议，以支 持许多不同的 SE 工具之间的工程数据交换。 事实上，AP233 和 SysML ™的要求已在很大 程度上由 OMG 和 ISO 的团队一起保持一致， 并与 INCOSE 模型驱动的系统设计工作组密切 合作。模型和数据交换在推进 MBSE 实践以实 现不同建模领域的一体化水平中是的必不可少 的。 13