2020年7月,工业和信息化部等15部门联合印发《关于进一步促进服务型制造发展的指导意见》。为准确把握并传达这一文件精神,推动政策贯彻落实,工业和信息化部产业政策与法规司委托中国服务型制造联盟组织撰写系列解读文章。
3.2 构建面向大规模定制的智能化与柔性化制造系统
发展大批量个性化定制服务,不仅需要PSS设计与配置层面的革新,同时也需要与之相适应的高效、敏捷、智能的制造系统,从而增加客户满意度和服务水平,并提升企业赢得市场与客户的能力。为了对企业现有生产制造系统实行智能化、敏捷化改造,需要特别关注以下三方面内容:构建新信息技术支撑的信息化基础设施与平台;建设基于数字孪生的虚拟仿真系统;设计智能敏捷的生产管理策略。
3.2.1 构建新信息技术支撑的信息化基础设施与平台
为了更好的适应新信息技术时代下的发展需求,逐步提升数字化、网络化、信息化的技术和管理水平,企业应建设低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网基础设施体系,加快5G等新一代信息技术与现有工业信息化体系的融合,并搭建跨企业、跨业务系统的横向、纵向和端到端信息集成和数据共享平台,持续推动企业数字化转型的进程。
3.2.2 建设基于数字孪生的虚拟仿真系统
数字孪生(Digital Twin)是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,并借助数据模拟物理实体在现实环境中行为的技术,和信息物理系统(CPS)以及5G、人工智能、云计算、VR等新一代信息技术也存在十分紧密的联系。基于新信息技术支撑的信息化基础设施与平台,可利用数字孪生技术,构建数字化虚拟仿真系统。
数字化虚拟仿真系统可以将物理系统进行数字化建模和虚拟呈现,让物理系统更加透明化,也使得物理车间与虚拟车间的双向真实映射与实时交互成为可能,并提供更加实时、高效、智能的服务。在此基础上,可实现生产制造系统全要素、全流程、全周期的横向、纵向与端到端集成,完全反映了真实生产系统的健康状态和所处阶段,使得决策者可根据实际数据进行仿真评估及迭代优化,辅助实现生产制造系统的最优管控。
3.2.3 设计智能敏捷的生产管理策略
为增强定制设计和敏捷制造能力,并与基于数字孪生的虚拟仿真系统全面集成,需采用智能化、敏捷化的生产管理策略。下面将从资源自适应动态配置、分布式协同生产计划、前瞻性主动调度等方面进行具体介绍。
(1)资源自适应动态配置
为适应生产环境的动态变化和不确定性(如产品种类和数量的变化、设备能力波动等),制造资源须自动适应新的生产环境,并基于智能制造系统的重构机制(如改变设备布局,调整加工路径等),完成制造资源在不同生产任务之间的动态分配,甚至自主地选择加工任务,从而实现对外界变化的快速响应。