62、智能生产规划与控制：迈向工业 4.0 的新路径

智能生产规划与控制：迈向工业 4.0 的新路径

在当今的制造业中，如何实现高效、灵活的生产规划与控制是一个关键问题。随着技术的发展，特别是网络物理系统（CPS）的出现，生产系统正经历着从嵌入式系统到智能工厂的转变。本文将探讨在这种背景下，生产规划与控制的新方法和挑战。

1. 生产规划

生产规划的一个重要目标是简化规划流程。为了实现这一目标，需要了解当前的规划方法。目前，生产系统正从相对不灵活的环境向适应客户多样化需求的系统转变，这对规划任务产生了一定的影响。

生产规划过程是一个多层次的过程，主要包括以下步骤：
1. 订单聚合 ：将客户订单和销售及市场预测信息进行聚合，构建每周的生产计划，包含特定一周内需要生产的所有订单。
2. 计划分解 ：将每周计划分解为每日计划，将订单均匀分布在生产周内，以实现订单特征的均匀分布，同时降低后续排序步骤的复杂性。
3. 订单排序 ：将每周或每日计划中的所有订单排列成具体的顺序，形成类似“珍珠链”的序列。

然而，智能工厂的出现使得传统的订单排序方式不再适用。因此，可以采用批量规划机制，即规划“体积周期”（volume cycles）。体积周期是一组未排序的订单集合，具有不同的规模和时间条件。与传统的“珍珠链”序列不同，体积周期不定义具体的订单顺序。

在填充体积周期时，可以利用 CPS 利用率的信息来观察生产系统的容量阈值和可用资源。生产控制端会将当前的容量和资源信息通过 CPS 传感器传达给规划端，从而实现体积周期的均衡填充。

生产规划还需要考虑以