基于RAMI4.0的交钥匙工程制造系统功能单元资产管理壳模型*

□ 高天虹 □ 张为民 □ 谢树联 □ 刘 磊 □ Jürgen Fleischer

1.同济大学 中德学院 上海 201804 2.同济大学 机械与能源工程学院 上海 201804 3.卡尔斯鲁厄理工学院 生产技术研究所 德国卡尔斯鲁厄 76131

1 研究背景

随着制造技术的飞速发展,客户对产品的需求越来越多样化,由此催生了产品个性化订制的发展趋势。在工业4.0背景下,建设交钥匙工程的重要性日益凸显,其目标为满足客户对产品个性化订制的需求。交钥匙工程能够快速响应客户的需求变化,根据产品新的特征对制造系统进行快速配置,进而满足新的产品加工需求[1]。

随着工业4.0背景下对制造系统可重构性要求的提高,越来越多的研究关注于制造系统的配置与重构。Michalos等[2]研究并提出了车间自动化制造单元的配置控制框架,通过测试证明了框架可提高整体资源利用率。Azab等[3]分析了生产系统各层级下的重构机制,根据配置结果对制造系统进行了重构。Kristianto等[4]提出了基于变异流理论的生产系统重构设计方法,从生产排期、在制品库存与产能、作业路线三个方面寻求配置决策的最优解。Dias等[5]提出了基于智能体的系统重构机制,并在航空发动机组件制造领域验证了动态无缝重构的可行性。Wan等[6]基于网络本体语言建立了智能设备本体,对制造系统资源进行描述,并提出了基于本体的资源再配置机制,验证了这一机制的可行性。

现有的面向制造系统配置的研究主要集中在工艺流程优化、生产调度优化、生产线布局优化等具体问题,从交钥匙工程角度看,以工业4.0大环境需求为基点,这些研究仍然存在一些问题,如缺乏对数据统一架构、统一模型的考虑,不利于全生命周期协同和万物互联等。……