香港大学机联网：智慧工业园区物联网和城市发展

TheUniversityofHongKong1HKU-ZIRILaboratoryforPhysicalInternet(-Lab)香港大學浙江科學技術研究院工業物聯網研究所智慧工業園區物聯網和城市發展SmartIndustrialParksforCityDevelopment黃國全教授香港大学工业与制造系统工程系系主任香港大学浙江科学技术研究院工業物聯網研究所所長2香港大学、浙江省、杭州市、临安市共商合建142334香港大学、浙江省、杭州市、临安市共同奠基5香港大学浙江科学技术研究院效果图6香港大学浙江研究院21成为科研创新、成果产品化、技术咨询和服务的梦工场，促进新兴产业的孵化以浙江发达的工业和经济基础，充分发挥香港大学国际学术声誉的优势，在临安科技城搭建一个可聚集更多资源的、创新的、开放的、国际化科技创新平台建立一个具有国际水平的人才培养、引进、国际合作与交流的基地分阶段建设，与浙江工业和经济结构相融合、促进产业升级与转型的产学研基地建设目标43142371423香港大学工程学院将率先建立三个研究所工业物联网纳米流体与热能工程气动力学与声学8所属研究中心研究所行政架构工业物联网研究所组织架构研究所所长/首席科学家副所长/所长助理(核心技术)副所长/所长助理(产学研项目)副所长/所长助理(外事/产业化)研究所办公室主任+行政人员工业园区物联网供应链/拍卖交易物联网特色行业物联网物联网增强现实模拟物联网基础理论与关键技术9部分项目列表序号项目名称合作企业时间类别1基于RFID的实时协作云平台广东巨轮模具股份有限公司2012-2013粤港合作项目2基于RFID的制造企业实时制造信息监控平台的研发浙江明泰标准件有限公司2009-2012温州市科技计划项目3基于RFID的实时网关关键技术研究与开发广东志高空调股份有限公司2008-2009香港创新科技重大项目4模具产品服务系统信息服务协同平台广东巨轮模具股份有限公司2008-2010粤港合作项目5基于RFID的分时段双层实时动态OKP调度理论模型与算法研究广东工业大学2010-2013国家自然科学基金6促进粤西地区汽配制造行业升级转型的生产智能服务系统的研发与应用推广怀集登云汽配股份有限公司2009-20132009年广东省现代信息服务业发展专项资金扶持项目7粤港制造物联网联合实验室广东工业大学2010-2013省国际合作项目8基于RFID的泛在感知制造车间实时信息系统研发广东科达机电股份有限公司2009-2010863RFID专项项目1423…10相关知识产权和论文情况•发明专利（三项）：o基于RFID的公共仓库实时信息管理系统及其管理方法（201010574796.3）o一种基于RFID的公共仓库实时信息管理系统（201020643619.1）o一种用无线射频技术对加工物料与生产过程进行实时跟踪的实现方法（200910022463.7）•软件著作权（四项）：o大珠三角加工贸易企业参与物流通关与联网监管平台的接驳系统o面向制造业RFID应用的生产车间与企业应用集成中间件系统o面向金属板材加工的实时生产调度系统o实时信息智能监控台系统•国际期刊：60余篇•国际会议论文：50余篇•英文专著/特刊：512311获奖情况•教育部2007年自然科学一等奖•香港大学2001年杰出青年研究奖•自然科学基金会2007海外杰出青年学者奖•香港大学2008年Universitas21Fellowship•银质奖（SilverAward），GS1HK，HongKongRFIDAwardsU-21RFIDAwards2009•银质奖（SilverAward），GS1HK，HongKongRFIDAwardsU-21RFIDAwards2010•优秀奖（CertificateofMerit），GS1HK，HongKongRFIDAwardsU-21RFIDAwards2009and2010142312工业园区物联网意义重大：从制造大国科学发展漫向制造强国工业园区/开发区百多家制造厂工业园区数十家物流公司工业园区的公共外库13第三次信息革命是由这张小卡引起古老的新技术14物联网工业应用的常规关注点BarCodePrintersincludingRFIDAccessPointsForIndoorandOutdoorCoverageFixedMountedRFIDTagReader/WritersWindowsBasedFixed/VehicleMountedComputers&RFIDHand-heldComputers&RFIDInterrogatorsHand-heldComputersWithWWANandGPSSolutions&RFIDPalletTagsScanners•选择什么频率LF,HF,UHF,orMicrowave?•RFID标签贴在哪？•RFID读写器放置在哪？•怎样将大量RFID数据变成有用的信息？•解决方案不具备通用性，一套方案只适合一个企业•过渡关注RFID技术细节，忽略了业务问题142315“Threehighproblems(三高問題)”RFIDsolutionssufferfrom“Threehighproblems(三高問題)”:highcost（成本高）,highrisk（風險高）andhightechnicallevel（技術門檻高）Causesfor“Threehighproblems(三高問題的因由)”RFIDdevicesarestillexpensiveRFIDvarietyistoowidetomanageRFIDknow-howsarenoteasytomaster–specialistskillsWeneedanewbusinessmodelandasuitabletechnologysolutionthatsolveindustrialproblems.142316SharedRFIDGatewayServicesUser1SharedRFID-GatewayPaymentMonitorMaintenanceManagementUpgradeandRecycle……UserNOriginalAuto-IDSuppliersReconfiguration“三高問題”不可怕成本高、風險高、技術門檻高1423物联网产品服务系统17移动智能终端条形码读写器标签打印机手持式RFID读写器高频/超高频RFID读写器原始RFID(AutoID)设备供应商RFID-Gateway集成商LAN/WLANIEEE802/Bluetooth/ZigBeeiGPSS平台设备供应商评审服务PSS配置服务设备实时跟踪与管理服务设备回收服务制造企业咨询服务维护服务服务提供配置服务(协作)开发服务RFID需求分析RFID硬件系统配置RFID应用程序开发RFID系统使用信息中心服务服务注册服务注册设备跟踪设备跟踪物联网产品服务系统总体解决方案142318项目运营与推广模式–推广基于“点”的推广（第1年推广策略）：率先在试点”企业进行项目的示范推广；基于“线”的推广（第2年推广策略）：以在“试点”企业的成功应用推广为突破口，向其他1-3家企业进行项目推广与应用；基于“面”的推广（第3年推广策略）：在“点”、“线”推广的基础上，以行业为中心，分别向横向的行业间（3-5家）和纵向的供应链合作企业间（30-50家）进行推广；物联网产品服务系统电子行业零件制造装备制造行业机电行业物流企业供应商1年市场推广计划2年市场推广计划3年市场推广计划1423TheUniversityofHongKong19HKU-ZIRILaboratoryforPhysicalInternet(-Lab)香港大學浙江科學技術研究院工業物聯網研究所工业物联网核心技术研究介绍罗浩博士香港大学工业与制造系统工程系研究员香港大学浙江研究院工业务联网研究所所长助理20信息是企业決策的关键CurrentStatus-“Garbagein,GarbageOut”企业管理层EnterpriseResourcePlanning(ERP)ManufacturingExecutionSystem(MES)设备状态(e.g.breakdownrunning)WIP&物料、库存信息操作信息生产与计划执行的状态信息车间层(e.g.Plant)企业管理层难于做出精确的生产计划车间层在获取实时信息存在问题432121制造车间运行数据获取面临的问题数据采集费时而不增值、容易出错。DatacollectionisNon-valueadding,Error-prone,Tedious,Timeconsuming.手工记录经常受损、丢失、误报。Manualdatasheetsareoftendamaged,lost,ormisplaced.制造信息不及时、不准确、不一致、不完整Shop-floordataarenotreal-time,inaccurate,incomplete,inconsistent.432122泛在感知技术在制造业中的应用BarCodePrintersincludingRFIDAccessPointsForIndoorandOutdoorCoverageFixedMountedRFIDTagReader/WritersWindowsBasedFixed/VehicleMountedComputers&RFIDHand-heldComputers&RFIDInterrogatorsHand-heldComputersWithWWANandGPSSolutions&RFIDPalletTagsScanners横向:不同的制造场所需要采用不同的自动识别设备和技术。纵向:不同的管理层级对信息具有不同的处理方式。432123AlienRFIDReaderSmartObjects企业应用系统级-生产规划ProductionPlanning-调度Scheduling-库存管理WarehouseManagement工作站层信息监控台Work-cellGateway-生产线-工作中心-库存区车间层信息监控站Shop-floorGateway-实时监控（生产订单）-实时可视化-实时追溯XML-basedDataExchange…数据存储中心ERPPDMSCM信息双向传输MRP123定义配置执行Work-cellGateway实时生产进度在制品WIP实时信息Agent智能制造对象-主动式-从动式（原料/托盘）Bar-codeRFIDReaderHandheldDeviceRFIDOpticalRFIDReaderMobileDevice802.11gBluetoothZigBeeUSBSerialPortProduct/BoxedProduct/PackedProductContainerTransportLabor基于RFID的车间实时制造信息管理平台432124实时信息监控台加工中心PublishMS-UDDIPublishSearchBusinessModelServiceModelDefinitionMS-UDDIStartingNodeEndingNodeProcess[1]LogicalNodeProcess[i]Process[2]描述加工性能Service[1]数控加工中心车、磨Service[2]数控磨床磨Service[3]数控车床车IDSOAgentSOManagerWork-cellApp.SOWiredSOWiredSOWireless实时信息监控台加工中心注册Register制造过程定义搜索Find制造执行过程StartingNodeEndingNodeProcess[1]LogicalNodeProcess[i]Process[2]绑定：Bind基于RFID的实时制造信息平台-工作理念432125基于Agent的工作流管理Agen