演讲专题——泛在信息化智能制造的信息支撑环境与知识本体

本专题从三个方面进行了阐述：

1.泛在信息制造的发展需求

• （1）“两化”融合驱动工业进入智能制造新阶段，
• 1）在奥巴马政府寄望制造业回归的背景下，美国奇点大学的瓦特瓦教授，提出：智能制造 =“数字化技术 + 机器人 + 人工智能”的实现路径。
• 2）德国联邦教育科研部支持，工业科技促进联盟出台工业4.0 战略
• 3）GE公司提出，改变装备制造业的Industrial Internet工业互联网战略
• （2）制造业在升级换代中发展与改变
• 1）由ICT推动的新工业革命即将到来，为应对第四次工业革命（机械化、电气化、信息化、网络化），德国提出工业4.0计划（2013年3月发布）。工业4.0将以信息的垂直整合、端到端的业务自组织 、跨价值链的协同制造的实现为目标。
• 2）GE公司提出改变装备制造业的工业互联网战略
• Industrial Internet建立并实现物理装备的信息空间、多机器协同控制、跨域大范围优化。
• GE的观点：工业互联网是推动大型装备信息空间建设的主要技术驱动力。
• 欧洲提出基于知识的智能制造：基于快速发展的信息通信（ICT）技术，实现生产过程的智能化，构建未来知识化工厂。
• （3）“泛在信息技术”为深度信息化提供了可能 （无处不在的嵌入式网络和嵌入式计算；信息技术迅速普及，信息化在改变世界）。
• （4）阐述了泛在信息制造技术
• 定义：面向智能制造，以泛在网络为基础、以泛在感知为核心、以泛在服务为目的、以泛在智能拓展和提升为目标的综合性一体化信息处理技术。
• 特征：制造技术的社会化服务成为一种趋势； 全球范围的无边界生产组织成为主流；流程优化将是企业的经常性业务活动；企业创新运作模式呈多样化的态势。
• （5）面临的挑战性的问题
• 1）泛在信息感知空间的建立技术；
• 2）海量制造信息处理技术；
• 3）泛在信息感知空间下的创新制造模式；
• 4）泛在信息感知空间下制造业信息化和自动化技术;
• 5）机器对于人行为的认知和新型人机交互技术所包含的内容。
• （6）智能制造发展需求 制造业发展的需求与泛在信息化智能制造的作用。
• （7）泛在信息化智能制造的必要性 由传统靠人实现的生产过程重组、生产过程多目标优化、产品全生命周期管理、风险和不确定性管理向未来智能制造实现。
• （8）制造业智能化研究的四类问题 包括：数据→知识，知识→操作模型，模型→工厂关键资产和模型→工厂全局应用四个方向。
• （9）信息通信技术使得知识自动化成为可能，泛在信息是ＩＣＴ技术的主要发展趋势！
  泛在信息→智能制造（物联网、泛在网、云计算、互联网、大数据）。
  

2.泛在信息制造信息支撑环境

• （1）泛在信息化智能制造信息支撑环境（现阶段主要处在由数据到知识的阶段！）。
• （2）工业信息网络技术发展（由模拟、数字化到网络化，进入物联网阶段）。
  开展的相关研究：针对数据在工业网络传输过程中的实时调度问题，工业网络协议建模、性能分析和优化问题开展了研究，主要研究方向包括：（实时调度理论、 现场总线建模分析理论 、无线传感器网络组网与优化理论），以及代表性工作……….（略）。
• （3）工业信息网络发展趋势 打破传统工业网络面向特定应用域、固定数据流程的异构分层架构，构建开放式的全互联网络体系。

3.面向制造的知识本体研究进展

全流程跨域知识体系的构建 （基于语义 、面向服务 、Web为载体 ）

• （1）工业知识化发展过程
• （2）知识本体概念（定义和目标）
• （3）相关研究进展
• * 知识本体框架，研究知识本体的公共的开发模型，利用本体实现知识的共享和
  重用
• * 知识本体构建，针对制造业信息呈现分散化、多层次的现状，分析通用本体构建流程中的关键环节，进行制造域知识本体构建方法论研究
• * 知识关联与互操作，对本体技术在不同制造层次下的关联关系实现方法开展的相关研究

实现上述目标，面临着一系列的挑战，如高并发信息感知与互联网集成的信息流交换传输，跨域服务组织的语义化知识描述、集成与情景推理，面向智能制造的本体知识与过程模型交互理论等。

4.本专题报告小结

• （1）制造业发展的需求，推动自动化系统向着泛在信息制造的方向发展。
• （2）信息网络技术是泛在信息化智能制造的重要使能技术，同时对网络技术提出了新的
  要求。
• （3）泛在信息化智能制造需要发展全流程、跨域知识体系，需要关注面向跨域服务组织
  的语义化知识描述、集成与情景推理理论和方法体系。