理论教育 信息物理系统集成:敏捷制造方向

信息物理系统集成:敏捷制造方向

时间:2023-06-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:要实现个性化定制、柔性化生产,企业必须构建信息物理系统平台。信息物理信息平台,简称CPS,Cyber-Physical System。信息物理系统,是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计,可使系统更加可靠、高效、实时协同。

信息物理系统集成:敏捷制造方向

显而易见,依靠传统的生产制造模式,要实现个性化定制,几乎是不可能的。一方面,消费者的需求信息难以直接传递到制造车间;另一方面,即使传递到制造车间,生产也很难有效组织。盲目追求个性化定制,将带来很高的生产切换成本。

要实现个性化定制、柔性化生产,企业必须构建信息物理系统平台。信息物理信息平台,简称CPS,Cyber-Physical System。

【CPS】信息物理系统,是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computing、Communication、Control)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计,可使系统更加可靠、高效、实时协同。

如图4-3所示,信息物理系统平台,实际上就是将计算机信息技术与物理技术有机地融合起来,将信息技术构建的虚拟世界与物理技术构建的现实世界有机结合。依靠信息互联网来控制“物—物”联系的物联网,由“物—物”联系的物联网动态反馈实时信息,再通过服务互联网反馈给用户。这种控制和反馈是不断循环,实时变化的。

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图4-3 信息物理系统平台示意图

也就是说,有了信息物理系统平台后,信息和原料、信息和产品、信息和设备随时可以进行交互,物体都有了信息感知、储备、处理和交互能力。这听起来很抽象,简单地说,就是物体本身带有信息,甚至物体本身会说话,会自我监测自己所处的环境,并提醒设备对其进行管理。(www.daowen.com)

物体具有信息功能后,生产制造就变了。比如,给产品贴上电子标签或者记忆芯片,放到自动输送带上,物体就会自动输送到对应的仓库或者加工工位,运输小车、机器人会自动将其抓取,进行加工,或者放到对应的货架。加工完毕后,物体会记录加工完成时间,并通过现场的设备App进行信息交互,现场设备会按照工艺操作说明要求,进行下一道工艺的加工。整个生产规划、计划执行、现场加工、现场监测都是通过CPS系统自动处理。

如表4-3所示,信息物理系统实现后,智慧车间、智慧工厂(智能工厂),将成为制造的主流。智慧工厂将具有完全不同于传统工厂的特点。比如,智慧工厂将具有自主工作能力,工厂集成系统可以采集并理解自身的以及外界的资讯,以此做出分析判断,规划自己的行为。比如,工厂可以采集到消费需求指令,或者根据大数据分析,判断产品需求,转化为消费定制要求,根据要求规划生产,安排生产计划。

信息物理系统集成,将推动传统制造业重整河山,制造在线化、数据化的实现,将帮助制造业重新掌控价值链,在生产制造过程中,以及产品全生命周期服务中,创造新的商业价值

表4-3 智慧工厂特点

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当然,对于绝大多数传统制造业来说,构建信息物理系统平台并非一蹴而就的,传统企业要想实现互联网化,必须一步步来。对于条件不成熟的企业来说,可以在6个联结点上下功夫,对于条件成熟的企业来说,可以尝试新的模式,实现真正的“互联网+制造”。

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