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王愛民：車間作業計劃的新特點

2021-12-14 17:51

從企業計劃體系來說，一般包括長期經營計劃、主生產計劃、物料需求計劃、車間作業計劃，其中車間作業計劃是最后一級。但隨著智能制造的發展，尤其在IT與OT融合發展的需求和技術推動下，車間作業計劃又呈現出繼續向下精細化延伸和一體化集成運行的局面。

在傳統的車間作業計劃排產范疇內，自動化產線或者單元是當做一個整體的黑盒子對待的，這種形式適合單一品種的生產形式。

但企業實際需求是要自動化與柔性的綜合生產局面，以應對多品種變批量的生產。這種情況下，其實是需要將自動化柔性產線透明化起來，就是將其內部打開，實現精細化的過程執行級排產調度，其本質上也是一種過程及其資源配置的深度融合，仍然是一種非常典型的APS。

其實智能制造發展的一個非常關鍵的重點體現就是自動化＋柔性，這也是很多企業都是這么實踐的，在硬件上面主要體現成兩種形式：一是核心制造資源之間的物流偏重于自動化連接傳輸的柔性制造單元的形式。二是核心制造資源之間的物流是通過柔性的AGV＋機器人的方式來實現的柔性產線。這兩種形式的執行過程以及資源配置的核心要點是將控制與資源配置融合起來。從思想上來說，這種方式的研究其實由來已久，其實這是10幾年前可重構制造系統思想當中所體現的以控制層次的可重構為主和以模塊化柔性生產切換裝置為輔的一種形式，這種方式在當時提出來的時候，其實技術條件還有很多限制，即使有實踐其實也偏重于理念驗證，而現在已經具有很大的可行性了。

一般來說第1種方式偏重于通過底層的成套PLC來實現整個柔性制造單元的動作邏輯控制，但這種方式其實。是一種邏輯固化的方式。對于制造單元的柔性擴充和調整其實是非常不利的，應該通過采用APS的方式實現過程控制和資源配置的協調規劃與執行，形成一種軟PLC的運行局面。甚至向軟件定義制造的方向發展，其實這是德國工業4．0非常提倡的一個運行效果。據筆者了解，德國是有這方面軟件的。筆者目前正在結合實際的結業需求項目，借鑒國外的軟件，正在開發這種型式的 APS系統。

而第2種方式也是一種新型的APS，其實其中蘊含著兩層：一是以工序級作業計劃為基礎的執行級過程和資源調度配置，二是以AGV為代表的智能物流裝置的路徑規劃與控制。這種形式的APS及調度思想和策略，其實也是傳統的工序級APS具有很大的甚至是本質上的不同。在這個方面，筆者采用了多智能體的排產調度方法的探索，也在科研項目中進行了技術驗證。（似乎圖文類公眾號文章手機編輯不能插入視頻，抓幾個過程圖片吧）。這種多智能體的排產方式實現了任務驅動的自適應自組織的高效優化運行，效果還是非常不錯的，具有廣闊的應用前景甚至是一種顛覆性的APS機制。等再過段時間發展和完善一下，再專門發個視頻吧。