柔性生產(chǎn)是企業(yè)一直追求的目標(biāo)，即使在智能制造背景下，德國的工業(yè)4.0其實(shí)強(qiáng)調(diào)的是自動(dòng)化加柔性。

企業(yè)其實(shí)一直非常重視柔性生產(chǎn)，比如通過快換工裝，實(shí)現(xiàn)快速的生產(chǎn)切換。比如盡量使用通用設(shè)備，而不是專用設(shè)備。比如，甚至在工藝編制的時(shí)候，根據(jù)零件特征實(shí)現(xiàn)快速的派生式工藝生成。但現(xiàn)在隨著智能制造的發(fā)展，訂單碎片化越來越嚴(yán)重，使得生產(chǎn)切換幾乎就是不可避免的，企業(yè)仍然需要盡力追求柔性，如何實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的快速重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，以實(shí)現(xiàn)多變用戶需求的快速響應(yīng)。

（1）柔性生產(chǎn)內(nèi)涵的再認(rèn)識(shí)

柔性生產(chǎn)的本質(zhì)是制造資源要素能夠快速的響應(yīng)新的制造需求。這里面是涉及到兩個(gè)方面：

第一個(gè)方面，所有的制造要素都能夠離散化的控制，或者說每一個(gè)要素都是一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象實(shí)體，這是實(shí)現(xiàn)柔性的基礎(chǔ)，如果制造要素之間具有緊密的強(qiáng)耦合關(guān)系，可能這些緊聯(lián)系的幾個(gè)制造資源可以視為是一個(gè)資源了，就是一種黑盒子，比如現(xiàn)在那些剛性的流水生產(chǎn)線，是不能拆分對(duì)待的。

第二個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)需求或者任務(wù)驅(qū)動(dòng)的制造資源快速優(yōu)化配置。制造資源的快速優(yōu)化配置還涉及到兩個(gè)方面：一是，這些制造要素及其狀態(tài)應(yīng)該能夠及時(shí)有效的獲?。憾牵ㄟ^優(yōu)化的方法對(duì)這些制造要素進(jìn)行重構(gòu)配置，涉及到算法以及各種各樣的優(yōu)化方法。

（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為柔性生產(chǎn)提升提供了新支持

應(yīng)該說工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為柔性生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)性的支持。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，制造要素資源的互聯(lián)在深度和廣度上都有了極大的擴(kuò)展，或者有很大的前景。同時(shí)在信息物理融合理念的支持下，這些制造要素不僅反饋狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且能夠接受指令進(jìn)行執(zhí)行，從而形成了資源與控制泛在化的這種局面。制造資源的便利互聯(lián)，為資源的優(yōu)化配重構(gòu)置提供了支持。制造資源的便利控制，為資源優(yōu)化配置后的執(zhí)行控制提供了支持。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深層次應(yīng)用，柔性生產(chǎn)可以形成一種從資源配置規(guī)劃到執(zhí)行的一體化的快速響應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制，這是應(yīng)用效果上的理想局面。

（3）APS與大數(shù)據(jù)的結(jié)合能夠?yàn)槿嵝陨a(chǎn)提供更好的支持

對(duì)于資源配置來說。大家可能想到的就是APS。APS當(dāng)然很重要，但是APS的本質(zhì)其實(shí)是一種決策。當(dāng)需要根據(jù)資源的狀態(tài)以及結(jié)合任務(wù)的工藝，形成資源配置鏈條的時(shí)候，APS就有了用武之地。但從決策的角度來說，基于資源狀態(tài)數(shù)據(jù)去分析優(yōu)化制造要素資源的運(yùn)行，以及制造要素資源量的運(yùn)行，也是值得考慮的一件事。從這個(gè)角度來說，APS和大數(shù)據(jù)將來面向柔性生產(chǎn)也是應(yīng)該結(jié)合的，或者說這也是APS的一個(gè)發(fā)展趨勢。

（4）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為離散松耦合生產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)的縱深發(fā)展提供了支持

對(duì)于離散性松耦合生產(chǎn)線而言，在沒有智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候，企業(yè)的核心制造資源要素其實(shí)也是一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的，看起來提供了足夠了組合可能性，也是應(yīng)該可以支持柔性的。但其實(shí)很多企業(yè)仍然在抱怨柔性不足，其實(shí)企業(yè)主要說的是兩個(gè)方面的意思：一是當(dāng)時(shí)企業(yè)APS這方面的技術(shù)及其應(yīng)用還比較差，就是說這些資源并沒有有效的，快速的實(shí)現(xiàn)柔性的優(yōu)化配置；二是，當(dāng)進(jìn)行了資源配置之后，這些資源的集成運(yùn)用或者說執(zhí)行很多時(shí)候還是靠人工來做，缺少工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持下泛在控制方面的運(yùn)用，使得柔性生產(chǎn)的效果并不并不能夠滿足需求。

（5）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開啟了自動(dòng)化緊耦合生產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)的可能之路

對(duì)于自動(dòng)化緊耦合生產(chǎn)線生產(chǎn)線而言。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的支持下，自動(dòng)化生產(chǎn)線上的各種制造要素都可以看作是一個(gè)個(gè)離散的對(duì)象，進(jìn)一步的，在泛在控制的支持下，可以通過軟件的配置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線的重構(gòu)，從而能夠很好的支持柔性生產(chǎn)。

（6）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造資源重構(gòu)配置的一種理解

不管是離散性的松耦合生產(chǎn)線還是自動(dòng)化的緊耦合生產(chǎn)線。其核心都是要通過軟件的配置來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的重構(gòu)，其目的當(dāng)然是為了支持柔性生產(chǎn)。這種重構(gòu)驅(qū)動(dòng)主要來自兩個(gè)方面：一是，外部輸入，比如訂單或者需求的變化；二是，生產(chǎn)線制造要素狀態(tài)的反饋，現(xiàn)在的MES和APS系統(tǒng)，其實(shí)都是對(duì)這兩方面數(shù)據(jù)的快速響應(yīng)處理，應(yīng)該說，有了及時(shí)反饋的手段，MES和APS可以運(yùn)行的更好，能更好與實(shí)際狀態(tài)相貼合，也是一種融合的味道。所以把這個(gè)理解為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的制造資源重構(gòu)配置也是可以的。

（7）事件驅(qū)動(dòng)的MES/APS發(fā)展新趨勢判斷

結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前發(fā)展所提出的服務(wù)或者微服務(wù)的概念，其實(shí)整個(gè)制造資源的重構(gòu)配置還可以形成一種更高級(jí)的形式。個(gè)人認(rèn)為，對(duì)于服務(wù)來說，其實(shí)可以認(rèn)為每一個(gè)服務(wù)都依托于一個(gè)智能體，而服務(wù)之間的互聯(lián)或者說重構(gòu)配置可以借鑒面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，比如事件的思想，面向多服?wù)的互聯(lián)重構(gòu)，未來應(yīng)該可以走向一條基于事件驅(qū)動(dòng)或者事件交互的服務(wù)互聯(lián)。在這個(gè)過程當(dāng)中傳遞的信息當(dāng)然還是數(shù)據(jù)，但是開始向有意義的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而不是冷冰冰的數(shù)據(jù)及其格式。這種形式對(duì)柔性生產(chǎn)的支持應(yīng)該是更好的也是未來可期的，個(gè)人認(rèn)為，這應(yīng)該是MES和APS后續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，是對(duì)當(dāng)前智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的一種擁抱。這方面的內(nèi)涵感覺非常豐富，后續(xù)開始著手進(jìn)行探索。

其實(shí)上面說的這些，跟很久之前提出的可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）的理念具有很大的相似性，包括制造資源的重構(gòu)、控制方式的重構(gòu)、以及MES和APS軟件形態(tài)的重構(gòu)。很慚愧，其實(shí)早在2007年的時(shí)候，筆者所在的研究團(tuán)隊(duì)就以”生產(chǎn)系統(tǒng)可重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)”研究獲得了國防科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（本人排名第三），但后來相關(guān)支撐技術(shù)的探索因?yàn)榉N種原因慢慢放下了，現(xiàn)在回想起來，還是非常佩服當(dāng)初研究所老領(lǐng)導(dǎo)的眼光，真的是具有很大的前瞻性。欣喜的是時(shí)隔十年之后，2017年和2018連續(xù)獲批啟動(dòng)了以APS為核心的制造系統(tǒng)柔性重構(gòu)配置及其控制為關(guān)鍵主題的兩項(xiàng)課題，慶幸總算是有了亡羊補(bǔ)牢的機(jī)會(huì)。

這篇文章圍繞柔性生產(chǎn)進(jìn)行了7個(gè)方面的思考，可能寫的比較零散，但確實(shí)代表了自己的一種思考，每個(gè)方面都可以進(jìn)步的展開論述，但后續(xù)多模之后再拿出來給大家分享。