47、迈向智能：用于数字生产的网络物理生产系统（CPPS）

迈向智能：用于数字生产的网络物理生产系统（CPPS）

1. CPPS 概述

在当今的生产环境中，网络物理生产系统（CPPS）正发挥着越来越重要的作用。CPPS 是一种将传感器集成到一个带有内部数据处理单元的平台上的系统，由于它们能够在线工作且与运行过程并行，因此可用于实际生产环境，并能直接关联消耗品对生产系统的影响。根据其定义，这些传感器系统可被称为网络物理传感器系统（CPSS），智能机床与 CPPS 通过基于模型的相互关联的传感器系统相连接，该系统能够在分散的基础上自主创建和处理数据。

2. 技术模型：生产实体的知识载体

如今，金属零件制造商面临着日益增加的要求，其中最常见的问题是对几何形状可重复制造的需求。由于半成品特性的变化或工具磨损，可能会出现形状偏差。虽然模拟在解决这些问题中起着重要作用，但计算能力成为高性能模拟或实时解决方案的瓶颈。

为了应对这些挑战，基于模型的方法应运而生。这种方法通过为复杂过程创建简单的解决方案，显著减少了计算时间，同时还能为生产过程生成一组过程参数。传统上，过程参数是根据生产场景或目标与实际比较中发现的先前偏差手动调整的，新参数的选择依赖于机器操作员的经验，这导致了一个漫长且昂贵的过程，并且在过程生命周期的每个阶段都会出现。

以折弯机为例，为了降低废品率和加工时间，采用了基于模型的自适应控制策略。具体步骤如下：
1. 建模生产过程 ：对折弯过程进行建模，通过改变对过程影响最大的过程变量进行分析，这通过相应的模拟来实现。
2. 确定变量关联 ：确定重要变量与几何偏差之间的相关性，并开发和测试各种自我优化控制策略