基于全制造服务周期的智能工厂系统结构模型

摘 要

本文的模型以微服务架构为切入点，构建制造资源的分类树，并完成服务封装，构建微制造服务单元，通过改进公司业务总线以及集成研发条件，发布制造应用，实现智能工厂经营支撑系统。（附图1）。

【关键词】全制造 服务周期 智能厂房 系统结构 探讨

智能制造是信息科技、管理过程与运营形式融合的制造服务状态，不管是流程智能化抑或商品智能化，都需要信息系统的支持。

1 需求分析

以网络为基础的人机物合作制造模式在单体公司智能化的运用中初见端倪。完成智能制造改造的公司被叫做智能公司，其需求是边疆扩充、数据继承、环境监督与控制、安全管控、知识工程构建、制造社交、系统集成、动态重构等。

2 全制造服务生命周期及协作模型

从以上智能厂房的整体需要方面来讲，包含制造的智能化覆盖与制造有关的各个板块，并不局限于制造本身。在新科技环境以及社会分工的需求下，应把制造的预定研发、规划设计、生产管控、业务销售、经营维检、客户服务等集中在一条完备的数据链内，构建全制造生命周期。

在智能厂房内，TMSL（术语定义：测试与测量系统语言）的两级迭代循环有着以下特点：

（1）全流程包含以往的制造与管控版块，也包含商品设计预备阶段的创造孵化工作，以及商品投用后的维护、客户社区的经营等。

（2）制造任务是一项多重迭代与进步的流程，整体迭代内包含若干个分子体系的并行微迭代。

（3）整个体系与各子体系是自治体系，既能够独自运转，也能够分工作业。每一分支系统都被看成是智能体，智能厂房的制造服务体系被看成是多智能体体系。

3 智能工厂系统结构与实现方法

3.1 系统结构

如图1所示。

智能制造服务对象通常包含三个版块：内部职员、消费人群、战略同盟。职能厂房的体系构造又能够划定为实体资源层、智能资源层、制造分工层以及制造运用层。

实体资源包含使用数字技术的IT基础设备、数字化的实体制造设施，以及其它的传统制造资源如原料、物资、能源、专家工时、科技文书、碳排放数据等。

智能资源层，通过微服务结构将实体资源封装为智能制造资源，从而与制造服务逻辑协作生成微制造服务板块。制造服务节点被看成是代理节点，满足制造合作层的服务分配需要，分配微制造服务板块或使用智能制造资源。智能制造所牵涉到的业务过程准则、设施间端口规范、资源编码准则位于智能资源层内。

制造分工层，是以微制造服务板块为基础的。该层供应制造业务逻辑中间件、制造应用间数据互换中间件、信息中间件、制造工作流引擎API、合作访问安全端口等。

制造运用层对四个层面的对象供应配套运用模式。公司职员、终端用户、紧耦合以及松耦合的战略同盟在使用授权与数据互换模式方面有着巨大的差异。

3.2 实现方法

为了保证制造过程的可变通性，服务必须具备极小的颗粒度。微服务构造MSA实际上是以SOA（术语定义：针对服务的系统结构，其能够将应用程序的不同功能单元，通过服务定义，并将接口与契约关联）为基础，其粒度要遵守OPP内“单独责任”准则，仅封装相互间关联度极高的特性与模式。比如，任务甲与任务乙的任意一项任务变更，会对另外一项任务造成影响，此时任务甲与任务乙能够封装到同样的微服务内，不然就当成两项微服务来处置；另外，微服务运转应是相对分离的。

3.2.1 制造资源分类与微服务封装

职能制造环境中资源应体现出智能化、分离化、微小化以及自组织等特点。所以，包含原料、设施、用具、工厂、车间、商品、分段、物资、资源等因素的以往老旧的人物财资源以及包含信息系统软硬件基础设备、战略布置在基础设备上的信息系统、信息系统中间件、组件、功能模型等智力资源被统一地分门别类。公司内的制造过程、信息系统储蓄加工的数据均能界定为单独资源对象。

3.2.2 以智能厂房为导向的流程制造

在智能工厂内，工厂整体设计、工程规划、工艺流程以及工程部署都已构建了较为健全的系统模型，并通过虚拟仿真、设计、有关的参数来充实企业核心数据库，并配备了与设计准则相吻合的数据采集系统以及控制系统，打造了数据库平台，并与过程管控、生产管理系统完成互通集成，厂房生产完成了网络讯息分享以及优化升级；构建了制造执行系统（MES），并通过和企业资源计划管理系统（ERP）继承，完成生产模型化解析决策、过程的量化管控、成本与品质的动态追踪，构建了企业资源计划管理系统（ERP），在供应链管控阶段让原料与成品的配送更为智能化。

4 智能工厂信息系统构造实例

甲厂房是一座电机系统离散型制造工厂，有着成套的规划、制造、营销与服务模式。通过构建全制造服务周期的智能工程系统结构模型，对甲厂房进行三个层面的评定：资源管控、业务过程、已有体系基础与商品商业渠道，为其IM-BOSS的应用给出两种既定方略，即补充健全类以及新添功能类方略，构成了以商品销售、生产管控、工艺规划为核心的智能制造闭环。

5 结语

综上，全制造服务周期的智能厂房系统结构模型的构建，应兼顾上下游战略同盟的继承与合作关系。然而，外界资源怎样流入厂房资源池，怎样与内部资源一同为公司服务，还有待探寻。

参考文献

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