基于全制造服务周期的智能工厂系统结构模型

发布时间：2017-03-05 作者：e-works整理

关键字：制造服务智能工厂

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智能制造(IM， Intelligent Manufacturing)作为信息技术、管理流程与经营模式结合而成的制造服务状态，无论是过程智能化和产品智能化，均依赖于信息系统的支撑。

2、全制造服务生命周期及协作模型

从上述智能工厂的综合需求来看，包括制造的智能化覆盖与制造相关的各环节，而不仅仅只限于制造本身。在新的技术条件和社会分工要求下，应将制造的预先研究、研发设计、生产管理、制造生产、市场营销、运营维护、用户服务集成到一个完整的数据链中，构造全制造服务生命周期(TMSL ， TotalManufacturing Service Lifecycle )，如图1所示。在智能工厂中，TMSL的两级迭代循环具有如下特征：

在智能工厂中，TMSL的两级迭代循环具有如下特征：

1)全过程既包括传统的制造与管理环节，也包括产品设计之前的创新孵化阶段，以及产品交付后产品运维及用户社区的运营。

2)制造任务是一个多重迭代与进化过程，整体迭代中包括多个子系统的并行微迭代。

3)整体系统与各子系统作为自治系统，既可以独立运行，也可以与其他系统协同工作。每个子系统均是一个智能体，智能工厂的完整制造服务系统是一个多智能体系统。

图1 全制造服务生命周期

Fig.1 Total Manufacturing Service Lifecycle

4)角色包括设备操作者、管理者、产品使用者、制造合作伙伴、制造服务个体承接者。

5)TMSL与技术平台无关。智能工厂要实现TMSL，须考虑与协作伙伴的信息对接。从制造服务的协同对象来看，应提供如下的两种模型及相应的工作模式：

6)E2E(Enterprise to Enterprise)模型。企业对企业协作模型。智能企业将部分制造环节外包给联眼企业。

7)E2P(Enterprise to Person)模型。}}J企业对个体的协作模型。E2P第一种工作模式为分包模式，适用于外包设计、产品体验的改进、外包个体制造、临时团队协作等；第二种工作模式为自定义产品模式，用于客户(包括最终客户、下游批发商和零售商)通过动态配置工具自定义产品参数。

3、智能工厂系统结构与实现方法

3.1系统结构

智能制造服务面向四个维度的对象：内部员工、消费者、紧藕合合作伙伴和松藕合伙伴。智能工厂的一种系统结构可分为实体资源层、智能资源层、制造协作层和制造应用层。

实体资源层包括数字化的IT基础设施和数字化的实体制造设备，以及其他传统制造资源，例如材料、物资、能源、专家工时、技术文档、甚至碳排放指标等。数字化实体制造设备包括工业机器人、自动引导车、柔性控制单元、数控机床等。

智能资源层通过微服务架构将实体资源封装成智能制造资源，进而与制造服务逻辑合成微制造服务单元。制造服务节点作为代理接收来自制造协作层的服务调用请求，调用微制造服务单元或直接调用智能制造资源。智能制造所涉及到的业务流程标准、设备间接日标准、资源编码标准处于智能资源层中。

制造协作层，基于微制造服务单元，该层提供制造业务逻辑中间件、制造应用间数据交换中间件、消息中间件、制造工作流引擎API、协作访问安全接日等。通过该层，智能工厂可构造企业业务总线，实现内部系统的集成协同、产业链端到端的应用集成协同、实现客户的定制化产品制造及合作伙伴参与制造服务的协作。

制造应用层面向四个维度提供匹配的应用。企业员工、终端客户、紧藕合与松藕合伙伴在应用授权与数据交换方式上存在较大的不同。应用层基于移动互联网、云服务、嵌入在产品中的传感器提供制造应用商店模式，实现服务网络。

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