[发明专利]一种适应个性定制化的智能制造过程控制系统及其方法

说明书

本发明提供适应个性定制化的智能制造过程控制系统，包括：产品模块管理单元、产品解析单元、模块关联单元、模块簇聚合单元、模块簇配置接口单元。本发明还提供了适应个性定制化的智能制造过程控制方法。本发明面向个性化定制生产的过程控制，通过模块簇的产品构成提升了可定制性，提升了产品生产效率和质量稳定性。同时，基于模块簇的生产过程组织，使得柔性生产线中各个生产工序及其设备的加工模式、产线构成及其流程将会整体上保持稳定，提高了柔性生产线自身的可定义性及其定义效率。基于模块化和柔性生产线集成层的有利于生产信息的透明化。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，特别涉及一种适应个性定制化的智能制造过程控制系统及其方法。

背景技术

自进入工业化时代以来，产品的制造模式从最初的手工生产(工业1.0)、大批量生产(工业2.0)，走向大规模定制生产(工业3.0)，并在近年来通过智能制造技术的发展向个性化定制生产(也就是工业4.0)。

大批量生产的特点是用固定的生产线大批量生产单一品种的产品，通过规模效益降低原料采购成本和生产成本。大批量生产把复杂产品的生产划分为若干工序，每道工序固定做一个步骤，原料和中间品沿着生产流水线，以固定的顺序从前道工序流转到后道工序，依次进行加工。大批量生产的好处在于产能大、效率高、成本低。缺点在于大批量生产的流水线只生产单一类型产品，如果需要生产多个类型的产品就要布设多条流水线。

大规模定制化生产基于机电一体化、计算机网络、生产管理信息化系统等技术，在大批量生产流水线的多个工序上，分别置入可选方案，并且根据客户的定制需求下达生产指令，对工序的可选方案进行选择；例如工序1有4种可选方案，工序2有2种可选方案，工序3有2种可选方案、工序4有2种可选方案，工序5有4种可选方案，则整个流水线可以进行4*2*2*2*4＝128种类型的产品；将这些产品类型的选项提供给客户供其选择，用户可以根据各种选项哪种符合自身的需求而选择和搭配从而实现定制。但是，大规模定制生产的定制是有限的定制，消费者不能实际参与到产品的设计和生产过程，只能被动选择选项中的产品类型，因此实质上并不是与每一个消费者的个体特点和需求适配的个性化生产。

个性化定制生产是根据每个消费者的个性化的特点和需求，针对性地进行产品的设计和生产。在个性化定制生产过程中，将对产品的组成部件、结构形态、参数、材质、制造工艺、装配、包装等因素，根据每个消费者的个性化定制需求而进行适应性的调整或者重新生成，即不再是由生产厂商预置各种可选方案而消费者只能选择和搭配，而是从消费者的个性化定制需求出发而真正生成满足该需求的一套产品制造方案。

个性化定制生产显然能够更好地满足消费者对产品的需求，改善产品使用的用户体验，有利于较之于同类产品实现差异化竞争。

但是，从制造过程来说，个性化定制生产导致每个订单规模明显缩小同时订单总数量几何级增长，生产线需要制造的产品类型急剧多样化，生产线的每个工序及其制造设备都要从聚焦于单一加工向兼容多种加工模式转化，同时产线的组成和工序流程也要频繁的变化，且加工模式和产线的切换要能够简洁迅速实现。与此同时，还要保持大规模生产所必须的生产效率和成本控制，保障生产工艺和产品质量稳定性。在以上变化中，生产管理中的数据流和控制指令流的生成、传输、分析都更为复杂，对生产管理信息灵活性、兼容性、透明性的要求增加。全部这些变化，要求提供能够适应个性化定制的智能制造过程控制系统和方法。