19、工业网络物理系统对可重构制造系统的影响

工业网络物理系统对可重构制造系统的影响

1. 生产系统概述

生产系统旨在实现产品制造以满足客户订单。它涉及物理流（如原材料供应、成品运输、人员流动）和信息流（用于跟踪生产），这些流相互作用以完成产品生产。工业网络物理系统（ICPS）在生产系统中的应用催生了网络物理生产系统（CPPS）这一概念。借助智能传感器和物联网，各元素相互连接，形成了CPPS并添加了网络层，实现了对生产系统物理流和信息流的数据处理，从而提升了生产管理水平。

2. 生产系统的发展

生产系统的类型在20世纪发生了显著演变，以适应市场发展和技术社会进步，具体如下表所示：
| 约束条件 | 杠杆 | 生产系统类型 | 特点 |
| — | — | — | — |
| 高产量、低成本 | 机械化、电气化、大量劳动力 | 专用制造系统 | 产品种类少、专用硬件、专业操作员 |
| 频繁更新产品 | 机器人技术、熟练劳动力 | 柔性制造系统 | 产品种类广泛、自适应硬件、多技能操作员 |
| 市场变化 | 数字化、专业自适应劳动力 | 可重构制造系统 | 定制化、可重构硬件、持续教育 |

3. 生产系统面临的问题

制造业对欧洲的经济、社会和环境可持续发展至关重要。2018年，制造业产值占欧盟GDP的14.2%，约3300万员工就职于200万家欧洲制造企业。然而，该行业也产生了大量废弃物、温室气体和氮氧化物排放。因此，现代生产面临着能源管理、污染物排放控制和资源高效利用等问题。

4. 生产系统的资源

生产系统要实现战略目标，需调动资源以获取竞争优势，且这种优势应置于可持续发展的大背景下