面向柔性可重构生产的智能制造信息管理与执行系统及关键技术研发

需求的背景和应用场景

在高端装备与制造领域，随着市场需求的快速变化和个性化定制需求的增加，传统刚性生产线已难以满足多样化、小批量的生产要求。柔性可重构生产线作为新一代智能制造的重要组成部分，能够迅速适应产品变化，通过灵活调整生产资源和工艺路线，实现高效、低成本的生产。然而，柔性可重构生产线的有效运行依赖于高效的信息管理与执行系统，以应对制造过程中的不确定性，实现生产资源的优化配置和工艺路线的快速重构。因此，本项目针对典型零部件的柔性可重构生产线，提出开发智能制造信息管理与执行系统的需求，旨在通过技术创新，提升生产线的柔性和可重构性，满足市场多样化需求，降低生产成本，提高生产效率。该系统将应用于汽车零部件、航空航天部件、精密仪器等高端装备制造领域，助力企业实现智能化转型和升级。

要解决的关键技术问题

1. 制造资源不确定性对柔性可重构生产工艺路线的影响规律：研究制造资源（如设备、人员、物料等）的不确定性如何影响工艺路线的选择和优化，建立相应的数学模型和仿真方法，为工艺路线的自主决策提供依据。
2. 制造资源动态扰动对柔性可重构生产工艺路线规划的作用机理：分析制造资源动态变化（如设备故障、人员调动、物料短缺等）对工艺路线规划的影响，探索其内在机理，提出应对策略，确保生产过程的稳定性和连续性。
3. 制造资源动态扰动驱动的柔性可重构生产工艺路线的数字孪生模型构建技术：利用数字孪生技术，构建生产线的虚拟模型，实时反映制造资源的动态变化，为工艺路线的快速重构提供模拟和验证环境。
4. 柔性可重构生产工艺路线快速重构技术：研发高效的重构算法和工具，能够在制造资源发生变化时，迅速调整工艺路线，确保生产线的灵活性和适应性。
5. 面向自主可控的智能制造系统与装备的三维可视化监控技术：开发三维可视化监控平台，实现对生产线运行状态的实时监控和可视化展示，提高生产管理的透明度和效率，确保智能制造系统的自主可控。

效果要求

本项目预期通过解决上述关键技术问题，实现以下效果：

• 提升工艺规划能力：通过自主决策和快速重构技术，显著提高柔性可重构生产线的工艺规划能力和生产效率。
• 增强生产灵活性：使生产线能够快速适应产品变化和市场需求，降低生产成本，提高市场竞争力。
• 推动智能化转型：通过三维可视化监控技术和数字孪生模型的应用，提升生产管理的智能化水平，为企业智能化转型提供有力支撑。
• 创新技术应用：在智能制造信息管理与执行系统领域取得技术突破，形成具有自主知识产权的核心技术，推动行业技术进步。