波音公司的智能生产转型：从智慧工厂到CPS实践

"智能产品案例波音-从智慧工厂到智能生产解决方案" 本文探讨了波音公司在航空航天领域应用信息物理系统（CPS）的经验，展示了从智慧工厂到智能生产的转变。信息物理系统是工业4.0的核心，它将物理过程与信息处理紧密集成，通过嵌入式计算机和网络实现对物理环境的监控和控制。这一技术在波音公司的应用中发挥了关键作用，尤其是在军用和民用飞机的制造过程中。 CPS的概念最早由美国加利福尼亚大学的Lee.E在2008年的技术报告中提出，定义为计算与物理过程的整合集成。这种系统包含一个嵌入物体内的计算和通信核心，以及对物理环境的监测和控制。在自动化技术的视角下，CPS是一种工程系统，能够实现物理过程的智能化和自动化。 波音的智能工厂利用物联网技术构建基于物联网的能源管控平台，通过传感器网络和短距离无线通信实时监测和控制能耗，实现优化控制和集约化生产。此外，工厂还引入了以人为中心的智能辅助系统，如基于肢体动作的物理辅助、虚拟现实/增强现实的工作流程辅助、移动式个性化导航系统、多模式人机交互、上下文自适应的故障诊断辅助工具以及基于位置的维护和规划辅助工具。 智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建，涵盖了设计、生产、物流、销售和服务等价值链环节。不同行业的生命周期构成可能各异，但这些环节之间相互关联，相互影响。在波音的案例中，垂直集成与网络化制造使得生产结构更加灵活，可以根据具体需求动态配置工厂结构。 设备层级、控制层级、车间层级和企业层级构成了智能制造的层次结构。设备层级包括各种传感器和机械设备，控制层级涉及PLC、SCADA、DCS和FCS等自动化控制系统，车间层级有MES等生产管理系统，而企业层级则涵盖ERP、PLM、SCM和CRM等企业级信息系统，共同确保了智能制造的高效运行。 波音公司的实践展示了智能产品和智慧工厂如何通过CPS和工业4.0技术提升生产效率和灵活性，同时也为其他行业提供了借鉴。通过集成物理和信息系统的创新，企业可以实现更智能、更可持续的生产模式。