离散制造业智能工厂的总体框架

发布时间：2016-04-07 作者：佚名

关键字：智能工厂

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为了应对新一轮科技革命和产业变革，我国相继出台了一系列规划——《中国制造2025》、互联网+行动计划、大众创业万众创新、大数据应用等。这些规划都有一个共同的指向——制造业要走向智能化、数字化、网络化、绿色化，企业要迈向智能工厂。

　　互联网+协同制造

　　今天的世界是协同、创新、智能的时代。充分利用互联网技术实现与外部世界的协同创新是增强企业竞争能力的重要手段。协同制造就是充分利用Internet技术为特征的网络技术、信息技术，实现供应链内及跨供应链间的企业产品设计、制造、管理和商务等的合作，最终通过改变业务经营模式与方式达到资源最充分利用的目的。它强调企业间的协同。协同制造是基于敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造的生产模式，它打破时间、空间的约束，通过互联网络，使整个供应链上的企业和合作伙伴共享客户、设计、生产经营信息。从传统的串行工作方式，转变成并行工作方式，从而最大限度缩短新品上市时间，缩短生产周期，快速响应客户需求，提高设计、生产的柔性。通过面向工艺的设计、面向生产的设计、面向成本的设计、供应商参与设计，大大提高产品设计水平和可制造性、成本的可控性。它有利于降低生产经营成本，提高质量，提高客户满意度。协同制造的总体框架，是在协同平台的支持下，实现协同设计、协同供应链、协同生产、协同服务。

协同制造将传统的客户需求、初步设计、详细设计、工艺设计、工装设计、生产准备、制造、销售、售后服务这种串行工作方式在一系列信息系统的支持下，变成一个同心圆。让任何客户需求的变动、设计变更、工艺变更，迅速在供应链上做出快速响应。要实现企业间的协同，离不开信息物理融合系统CPS。

　　信息物理融合系统CPS

　　信息物理融合系统CPS是智能工厂万物互联的基础。通过物联网、服务网将制造业企业设施、设备、组织、人互通互联，集计算机、通信系统、感知系统为一体，实现对物理世界安全、可靠、实时、协同感知和控制。对物理世界实现“感”、“联”、“知”、“控”。

　　CPS由感知层、网络层、认知层和控制层组成。其特征呈现为：环境感知性、自愈性、异构性、开放性、可控性、移动性、融合性和安全性。

　　协同设计

　　随着产品智能化的发展，产品集机、电、液、声、光、各种传感器、嵌入式系统、网络通信、接口……，非常复杂，依靠少数人进行设计已经不现实。这就需要集中社会资源进行协同设计。协同设计是指利用计算机技术、多媒体技术和网络技术，支持工作群体成员在共享环境下的协同工作、交互协商、分工合作，共同完成某些任务。它支持多个时间上分离、空间上分布，而工作又相互依赖的协作成员的协同工作。实现协同设计需要计算机支持的协同工作平台（Computer Supported Cooperative Works，CSCW），支持动态企业联盟内分布于不同地域的多功能项目组成员开展基于网络的协同工作，用于选择、评估、发送与接收产品数据，分析技术方案，快捷迅速地完成设计并投入生产。它要解决协调机制的问题，建立冲突消解机制、通信机制、数据管理、系统的柔性和开放性。例如，中烟机械集团公司在技术系统内打破企业法人界限，将上海烟机技术中心、常德烟机、许昌烟机、秦皇岛烟机、上海烟机五个跨地域的部门建立分布式协同设计平台，开展大型成套设备的设计。

　　协同供应链

　　复杂制造业产业链长，制造工艺复杂，供应商和协作单位多，需要通过互联网络创建协同化的环境，即建立供应链网络，在此网络中，供应商、制造商、分销商和客户可动态地共享客户需求、产品设计、工艺文件、供应链计划、库存等信息。任何客户的需求、变动、设计的更改，在整个供应链的网络中快速传播，及时响应。避免了传统管理中的“牛鞭效应”。

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