[发明专利]一种面向社群化、个性化制造环境的CPSS系统

说明书

一种面向社群化、个性化制造环境的CPSS系统，系统体系架构包括物理层、信息层和社交层。物理层由用户CPSS节点、企业CPSS节点和企业生产设备CPSS节点组成。信息层包括互联网络、云数据库、云服务器和网络路由，实现三类节点在物理、信息、社交空间的互联，并对产生的实时数据进行云端存储与处理。社交层根据社交关系和属性相似度，采用改进的G‑N复杂网络聚类算法将企业CPSS节点自组织聚类形成不同的在线社区。通过用户需求与企业CPSS节点能力属性的匹配，选择最优的在线社区和企业CPSS节点来完成产品全生命周期活动。用户通过移动智能终端、虚拟社交传感网络模块与企业CPSS节点协同交互，实时监控生产过程，完成个性化需求到现实产品的转化。

技术领域

本发明属于制造系统与CPSS领域，特别涉及一种面向社群化、个性化制造环境的CPSS系统。

背景技术

社群化制造环境下，用户需求越来越多样化、动态化和个性化，且用户逐渐参与到产品的设计、生产制造等过程中，并与制造企业组成社区，通过协作交互与实时交流，将个性化需求转化为现实产品。例如，用户通过众包设计社区将需求转化为产品设计方案，再借助于社会化的制造企业与服务资源生产零部件及产品。用户与设计资源、制造企业与服务资源组成了一个围绕个性化产品生产的社群。在此过程中，需要通过信息化手段实现用户与制造企业、服务资源在物理空间(Physical space)、信息空间(Cyber space)和社交空间(Social space)的互联，并通过一系列系统功能实现社交与工业数据的采集与处理、信息的交互与共享、业务的协作与管控等。

信息物理融合系统(cyber-physical systems，CPS)为上述用户与企业之间、以及企业与企业之间的互联共享提供了解决方案。CPS将信息空间与物理空间紧密地互联在一起，通过自我感知、分布式处理和实时交互等来实现系统的协同工作。CPS系统广泛地应用于自主导航汽车、智能楼宇与智能家居、智能电网、生物医疗、智能制造等领域，国内外学术界和工业界已开展了诸多CPS系统的研究和应用。然而当前的CPS系统未考虑系统中人的社交与行为因素，人在CPS系统中承担着社交、监控与辅助处理等角色，尤其是在当前用户参与产品生产过程日益增加的背景下，企业需与不同的用户、供应商等参与主体进行交流来确定最终的产品生产方案。因此，需要将社交空间中的社交因素引入CPS系统，构建CPSS系统(cyber-physical-social systems)，将面向生产制造过程的物理空间、信息空间和社交空间互联，用以支持多种参与主体之间的自主、自治与协同交互。在社群化、个性化制造环境下，CPSS系统将为制造企业与服务资源的自组织集聚、用户参与生产制造过程、生产自治与协同、客户关系管理等提供支持。

发明内容

为了克服CPS系统的缺陷，并结合当前社群化、个性化制造趋势，本发明的目的在于提供一种面向社群化、个性化制造环境的CPSS系统，以实现用户通过CPSS系统与制造企业进行协同交互，来完成个性化产品的生产，解决动态、复杂制造环境下的用户需求实时多变、协同效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种面向社群化、个性化制造环境的CPSS系统，所述CPSS系统的体系架构分为物理层、信息层和社交层，在安全管理、并发控制机制以及人机接口、数据接口的约束下实现CPSS系统的各项功能应用；

所述的CPSS系统的物理层包括三类CPSS节点：用户CPSS节点、企业CPSS节点和企业生产设备CPSS节点，该层的主要功能应用包括：生产设备自组织配置与管理、生产数据采集与预处理、生产扰动感知与监控调度、基于社交数据处理的生产指令执行；