CPPS在车间现场的建设与评价 - 金航数码.PDF

信息化研究 Informatization-Research CPPS在车间现场的建设与评价 文｜孙帆 智能工厂与智能生产是工业4.0 愿景中引申 化的整体跃升。 出的概念，意味着基于产品设计、工艺设计、生 产过程管理等环节的工业知识，利用人机交互、 现有背景下的CPPS建设之路 数字模型全过程传递、智能化生产过程及网络化 CPPS的建设，应以解决现有问题，推动过程 分布式技术，依托赛博物理系统连接虚拟产品研 增值为切入点，所以需遵循工业制造中的各增值维 发设计和现实数字化制造车间（工厂）；其中赛 度，依照技术、工厂、产品与订单四个生命周期， 博物理系统成为愿景落地的关键点，所以笔者认 以各生命周期内部增值为落脚点，各生命周期之间 为应在基层车间试点建设CPPS——赛博物理生 协同增值为着力点，推动价值实现与业务增值过程 产系统（此为CPS——赛博物理系统在车间生产 的整体、持续与统一，形成生产体系与工业体系的 现场的实例化），通过数字化、网络化、集成自 价值创造参考模型，构建面向生产体系甚至工业体 动化与信息化的全面支撑，实现车间制造向智能 系的规划、建设与运营能力。 图1-1工业制造中四生命周期——价值增值的四维度 91 信息化研究 Informatization-Research 1.1 推动各个维度生命周期内的持续增值 引入的最佳时机、最优布局；工厂的投产、运营和维 订单周期：CPPS应用价值首先在于：为应对 护，也能实时汇总运营数据、人机物实际数据以及信 惨烈市场竞争，供应链、企业资源计划与生产过程 息数据，将虚拟与现实彼此映射、同步推进，借助虚 必须高效协同、紧密配合、无缝衔接、接口统一， 拟环境复现运营问题及其产生过程，并求得全局最优 才能具备整体高度柔性，完成订单获取到实现交付 解；还可使用仿真方法、过程与工具，设定相关性预 的增值过程，而各企业内生产的节拍、过程的高 警规则，部分替代人的智能，及时固化保障收益，不 效、质量的管控是价值实现的基础和前提；上下游 断积累实体模型与过程知识，持续推动工厂全生命周 供应链通过广泛应用CPPS ，在生产的关键环节和 期并行与高效。 重复性过程中引入智能机器人，针对产品技术要 技术周期：以往的技术选择、技术设计与技术 求，深化人机分工，发挥人机各自特点，规避人的 验证相对滞后，易造成生产过程反复、质量不高、 疲劳与懒惰，并降低人的技能对产品的影响，保证 过程拖期等不良后果；而CPPS则可引入虚拟加工 生产过程稳定、高度柔性、节拍合理与质量达标， 环境，提早进行工艺设计、加工过程仿真以及技术 推动产品各生产过程井然有序、订单生命周期各环 验证，兼顾人机分工、人机工程的验证，可得出加 节持续增值。 工过程的最优步骤以及人机配合的最佳路径；并可 产品周期：也即P L M全过程，其难点在于以