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

在当今制造业快速变革的背景下，柔性可重构生产成为提高生产效率、降低生产成本和增强市场响应能力的关键模式。典型零部件的柔性可重构生产线，作为智能制造的重要组成部分，面临着制造资源不确定性、生产需求多变等挑战。传统工艺路线规划方法往往难以适应这种动态变化，导致生产效率低下、资源利用率不高。因此，开发一套面向柔性可重构生产的智能制造信息管理与执行系统，成为解决这些痛点问题的迫切需求。该系统旨在通过数字化、智能化的手段，实现对生产过程的精准管理与高效执行，提升生产线的灵活性和可重构性，以适应不断变化的市场需求。应用场景主要涵盖汽车零部件、电子设备、精密机械等行业的柔性生产线，助力企业实现生产模式的创新与升级。

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规划与执行，建立相应的数学模型和仿真方法，为优化工艺路线提供理论依据。
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：分析制造资源在运行过程中可能出现的动态扰动（如设备故障、任务变更等），探讨其对工艺路线规划的具体影响，并提出应对策略。
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，构建与实体生产线相对应的虚拟模型，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决策支持。
4. 柔性可重构生产工艺路线快速重构技术：开发高效的重构算法和工具，实现工艺路线的快速调整与优化，确保生产线在面临变化时能够迅速响应并恢复生产。
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：研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与可视化展示，提高生产管理的透明度和效率。

效果要求

本项目期望通过研发面向柔性可重构生产的智能制造信息管理与执行系统，实现以下效果：

• 提升工艺规划能力：使工艺路线规划更加智能化、灵活化，能够快速适应生产需求的变化。
• 增强生产灵活性：通过快速重构技术，显著提高生产线的柔性和可重构性，降低生产转换成本和时间。
• 提高资源利用率：优化制造资源的配置与调度，减少资源浪费，提升生产效率。
• 实现自主可控：开发具有自主知识产权的智能制造系统与装备，确保生产数据的安全与可控。
• 创新引领作用：推动智能制造技术的发展与应用，为行业提供可借鉴的成功案例和解决方案，提升企业在智能制造领域的竞争优势。