APS的實(shí)現(xiàn)形式，其實(shí)一直有兩種方式：一是大家目前看到的一個(gè)獨(dú)立的APS系統(tǒng)，其中內(nèi)嵌了運(yùn)籌學(xué)與智能優(yōu)化算法乃至大數(shù)據(jù)人工智能等方面的算法，雖然不是那種傳統(tǒng)的解析解，但基本上是比較精準(zhǔn)的排產(chǎn)形式。第二種，就是利用仿真的手段來(lái)進(jìn)行排產(chǎn)，其實(shí)是希望通過(guò)仿制內(nèi)部的自適應(yīng)自洽機(jī)制運(yùn)行一遍，得到的結(jié)果就是排產(chǎn)結(jié)果。

這兩種形式初始時(shí)基本上是并發(fā)并行的在發(fā)展，但在目前面向新的生產(chǎn)場(chǎng)景需求，其實(shí)也已經(jīng)在走向近乎徹底的決裂，或者一種融合。而這種決裂或者融合的基礎(chǔ)，可以參照2019年美國(guó)對(duì)中國(guó)發(fā)出的技術(shù)禁運(yùn)，其中有一項(xiàng)就是物流系統(tǒng)建模與仿真。美國(guó)禁運(yùn)的目的肯定不是因?yàn)槲锪鹘�模與仿真常用的三維展示相關(guān)的技術(shù)，而是其背后的仿真眼鏡，而這種仿真引擎的本質(zhì)其實(shí)就是一種APS。

筆者關(guān)于APS的研究，其實(shí)是起始于仿真的。筆者所在的北京理工大學(xué)數(shù)字化制造研究所從2003年開(kāi)始就進(jìn)行生產(chǎn)線建模與仿真的研究，應(yīng)該是國(guó)內(nèi)第2家引入TECHNOMATIX eMPlant（西門(mén)子目前的PlantSimulation的前身）的高校，當(dāng)時(shí)做的核心的工作就是二次開(kāi)發(fā)，而二次開(kāi)發(fā)就是在開(kāi)發(fā)各種各樣的運(yùn)行規(guī)則或者說(shuō)排產(chǎn)調(diào)度規(guī)則。但很快就放棄了仿真平臺(tái)，而在2008年左右就形成了第一個(gè)獨(dú)立的APS系統(tǒng)。

放棄仿真平臺(tái)而獨(dú)立形成一個(gè)系統(tǒng)，有三個(gè)原因。

一是，不想在別人的平臺(tái)上面，尤其是國(guó)外的平臺(tái)上面做嫁衣裳，也有加強(qiáng)自主可控的因素。

二是，傳統(tǒng)上運(yùn)用仿真是因?yàn)檎麄�(gè)的生產(chǎn)系統(tǒng)或者是制造系統(tǒng)非常的復(fù)雜，建立解析解或者說(shuō)類(lèi)似馬爾科夫模型的隨機(jī)過(guò)程，其實(shí)都是不合適的，所以希望通過(guò)模擬運(yùn)行的方式來(lái)求的結(jié)果。但隨著APS研究的深入，將模擬運(yùn)行的邏輯抽象提煉，是完全可以建立一個(gè)算法過(guò)程的，因此就沒(méi)有必要在基于仿真平臺(tái)來(lái)做這個(gè)事情，或者反過(guò)來(lái)說(shuō)，制造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)還沒(méi)有復(fù)雜到一定要用仿真的方式來(lái)進(jìn)行運(yùn)行求解。

三是，最根本的是仿真引擎具有很大的局限性，尤其其基本上是基于啟發(fā)式規(guī)則的，其實(shí)對(duì)于排產(chǎn)結(jié)果的優(yōu)化是存在嚴(yán)重不足的，否則也不會(huì)發(fā)展一系列的智能優(yōu)化算法。這是仿真建立在模擬運(yùn)行機(jī)制基礎(chǔ)之上的內(nèi)在本質(zhì)桎梏，是很難打破的。尤其是。不同行業(yè)或者企業(yè)的定制化求解約束也要求APS內(nèi)在的算法模型具有良好的擴(kuò)充性，而仿真平臺(tái)其實(shí)增加了很多不利于發(fā)展的限制。

四是，仿真的可視化運(yùn)行效果，現(xiàn)在基本上已經(jīng)通過(guò)車(chē)間或者產(chǎn)線的數(shù)字孿生來(lái)實(shí)現(xiàn)了，進(jìn)一步壓縮了傳統(tǒng)仿真的運(yùn)用。

但是隨著APS的深入發(fā)展，筆者感覺(jué)再次印證了技術(shù)和事物的發(fā)展是一種螺旋式上升或者否定之否定的方式，是非常符合哲學(xué)發(fā)展規(guī)律的。

一是，仿真的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，其實(shí)就有天然的智能性的。如果對(duì)第4代APS有了解的話，基本上就是一種仿真的運(yùn)行方式，但不是傳統(tǒng)的仿真的那種做法，是需要進(jìn)行改進(jìn)的，但本質(zhì)上是一樣的。

二是，的一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景中，比如在AGV路徑規(guī)劃以及精細(xì)化控制執(zhí)行等應(yīng)用中，仿真的機(jī)制還是非常不錯(cuò)的，雖然表面上并不是用傳統(tǒng)的仿真平臺(tái)。

APS與仿真雖然表面看起來(lái)在走向決裂，但其實(shí)在內(nèi)在的底層上面是走向融合，外在的形式已經(jīng)不重要了。融合是制造系統(tǒng)運(yùn)行的抽象邏輯在走向一致，但是在靈活性方面來(lái)說(shuō)，APS是比仿真要更加容易控制的，并且在改造傳統(tǒng)的仿真系統(tǒng)。筆者目前已經(jīng)著手組織和策劃開(kāi)發(fā)一種融合APS和仿真的軟件系統(tǒng)，今年應(yīng)該能夠出一個(gè)原型。

作者信息：王愛(ài)民，工作于北京理工大學(xué)數(shù)字化制造研究所，長(zhǎng)期從事APS、智能加工等技術(shù)研究、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)施應(yīng)用。

筆者公眾號(hào)：智能制造隨筆，歡迎關(guān)注。

       原文標(biāo)題 : 王愛(ài)民： APS與仿真系統(tǒng)的關(guān)系分析