自动化产线或者制造单元，其实大家在企业里面见到的还是挺多的，企业的需求也是一直持续的旺盛（比如市面上有大量的非标产线技术公司），是机器换人一个重要的行动方面。

自动化产线或者制造单元，有一些基本分类：

（1）在所承担的任务方面，可以区分为单一品种专线生产与多品种柔性产线。

单一品种自动化专线这个现实当中非常多，追求节拍效率，是一种传统的产品导向型的生产组织。但是这种产线有一个前提，就是生产任务一定要饱满，否则的话，整个产线构成的设备在任务不饱满的情况下用于别的任务生产，可能也是很难利用的。一般来说这种产线的工艺流程是固定的，工件顺序都经过了各个设备环境就可以了。在控制方面，这种产品一般可以通过集成的PLC等工业控制逻辑就可以。这种产线最大的弊端就是柔性太差。其实我们之前所提到的黑灯生产或者无人工厂之类的一些案例大部分都是这种情况，一般来说其内部只是有一些简单的逻辑判断分支而已。

多品种柔性产线，强调的是柔性，同时也强调了产线，这种混合组织的情况其实比较复杂。如果只是强调柔性，现在很多企业的车间是那种工艺布局方式，其实就具有最大的柔性，但如果是以产线的形式无人化的运行，这个内涵就复杂了。传统的依靠单一固定化的集成控制逻辑其实是不适用的。因为布置的产品工艺流程是不一样的，尤其是难以在秉持节拍化的生产思想，产品的加工生产很难完全符合理想情况，如果还用单一固定化的集成控制逻辑，其实是非常困难的。

这两种方式其实也有一种结合，有的企业建立了专用的产线或者单元，但是不同的产品可经过不同的设备，也就是说在工艺流程上是有一定的差别的。这算是一种混合，但一般来说会带来很大的设备浪费。

（2）在所具有的物流方面，可以区分为刚性物流与柔性物流

所谓的刚性物流，也是大家经常能够看到的，通过物理性的刚性连接各个设备的物流装置，比如传送带的等等。比较适用于单一产品生产专线。

所谓的柔性物流，更多的是依靠移动机械臂或者自动导航小车AGV，按需完成物流周转与上下料，但这个显然需要柔性的执行控制。

不同形式的产线与单元，其管理控制的复杂性是完全不一样的。基于柔性物流的多品种柔性产线，其实是一种智能的产线组织方式。其智能性体现在两个个方面。

（1）从本质的角度来说，制造产线或者单元，相当于构建了一个相对固定或者绝对固定的资源链条，我们是期望来实现效率和加工质量一致性等方面的优势。但我们需要反思的是，难道我们不能够在一个柔性的环境下面向任务配置出这种资源链条吗？尤其在当前多品种任务混线生产下所具有的任务不稳定甚至脉冲式频繁发生的这种场景，构建物理单元显然是不合适的。那不构建物理单元，构建什么样的单元或者产线呢？答案就是：基于APS虚拟单元配置。这其实就是一种智能，其好处简直是不胜枚举的（可以自行脑补），但技术是极其复杂的。笔者长期从事这方面的研究与系统开发，欢迎有需求的企业进行探讨。这方面的讨论也一定程度上超出本文自动化智能产线的范围，就不多说了。这种形式结合柔性物流，理想的局面就是你到车间里面转一圈，你发现不了任何单元，但其实到处都是单元，这种单元并不像传统的我们在企业里面经常见到的那种单元具有明显的边界，但其实无处不在。

（2）另外一种智能的体现就需要来回溯智能制造的本质理念了。德国工业4.0，不管是智能制造还是CPS，其底层的核心是两个方面：一是分布式增强网络的机制，这个词汇德国人提了，但国内深入理解还是非常的差强人意的，本质上在于硬件及其执行以一种服务化的方式来进行控制，所谓的智能执行其实是一种服务编排，可以称之为务联网；二是，同样是德国人提的，就是 administrator shell，这是真正建立物联网的核心基础，而物联网是务联网实现的充分必要支撑。上述两个方面相辅相成，就可以实现智能执行编排下的自动化智能柔性产线或单元的管控。这其实也是一种智能。笔者现在在对一些企业开发智能自动化智能产线管控系统当中就是贯彻了这个理念。这方面的世界工程案例其实不多，如果谁知道有这样的产线或者单元管控案例，有机会一定要过去学习一下的。

自动化智能产线或者单元的管控系统，体现的是真正的管理与控制。如果按照传统的开发MES系统方式来实现产线单元管控，基本上是南辕北辙的，这方面只要稍微对标一下需求就知道其中的味道，尤其是面向基于柔性物流等自动化智能柔性产线或者单元。

同样对标自动化智能产线或者单元的运行需求，在智能化方面还有如下一些工作需要进一步引起重视。

（1）自动乃至实时决策：一般来说对于自动化智能柔性产线或者单元，在运行过程当中是无人化的或者不需要人来干预的，所以这其中的决策基本上来说都是自动的甚至是实时的，比如自动实时的作业计划排产决策；比如对于机加产线或者单元的自适应智能加工（不适用于那种粗加工（也不需要的），这里说的是精加工）：比如机加产线或者单元的刀具磨损监控决策。这三个方面，笔者这边都有大量的科研与工程上的应用案例，有机会的话再跟大家分享。

（2）产线或者单元设备的预测性维护：同样由于是这种产线或者单元需要长期的无人化自动运行，对于设备的状态极其稳定性要求比较高，甚至很难有冗余来接受某台设备的故障以至于整个产线或者单元的宕机，所以预测性维护也是一种智能决策，是很需要的。

来源：微信号  智能制造随笔

作者：王爱民

该作品已获作者授权，未经许可，禁止任何个人及第三方转载。