科创中国

离散制造是轨道交通、航空航天、工程机械、汽车等复杂装备加工和装配的重要生产组织模式，其表现形式多样、组织结构灵活，具有很强的多样性、异构性、动态性，尤其在大规模定制背景下要求车间具有高度柔性和动态性。在多品种、少批量、大规模定制背景下，如何实现车间的快速生产柔性重组、动态重构，达到车间可配置、可重构、可评价、可优化的灵活组织成为当前适应新形势下制造业向智能制造发展的一大挑战。

为应对这一挑战，首要任务是对其基本组成元素和关系进行识别。对各类异构离散车间进行解构，识别其基本元素和关系；在此基础上，基于元素和关系的配置和组合，在逻辑层面实现各类车间组织形式的统一表征与虚拟重构；通过车间虚拟运行，快速分析和验证车间不同配置方案下系统性能，以指导物理车间快速生产组织。基于该思路，针对具体的复杂离散生产线、生产车间等多粒度单元，本成果提出一种基于元模型的组态式虚拟重构理论，通过将生产资源抽象为可表达的七要素模型，进而引入虚拟服务节点、虚拟传感器构造虚拟服务单元，实现物理车间向虚拟车间的真实映射以及物理车间与虚拟车间基于实时数据采集的物理连接，形成复杂离散车间虚拟重构基本理论，在此基础上开展生产资源要素重构和配置，搭建可评价的虚拟制造工业软件系统，可灵活组织的智能MES系统，可管控的数字孪生系统，最终形成复杂离散智能制造系统可配置、可重构、可评价、可优化的智能制造解决方案。