消费市场快速变化的需求催生了定制生产的新趋势,这意味着生产系统可以根据订单要求自动生产。生产系统中的异构组件经常动态变化。为了解决定制化生产的需求,本文设计了基于云原生制造架构的组件集成制造中间件。通过引入微服务编排、服务网格、持续集成/持续部署和工作流引擎等技术,该中间件可以对个性化定制生产系统中的软硬件组件进行信息化管理,包括容器、服务、模型、数据、工作流程和安全权限的管理。实验表明,该中间件为生产系统提供了多种柔性,使信息物理生产系统能够支持个性化定制生产。本文主要研究内容如下:首先,介绍个性化定制生产的宏观背景,探讨了个性化定制生产场景的特殊要求,设计云原生制造组件的概念。云原生制造组件是将生产系统中的软硬件资产通过信息化的方式统一管理,使其能够方便地接入云计算平台。这类组件具有弹性,能够通过微服务发布组件能力,并接受云服务器调度。其次,设计了一种云原生制造组件集成中间件架构。中间件为主从式设计,中间件客户端作为系统中软硬件的资产管理壳,负责直接管理各个组件的信息并上传到服务器;中间件服务端负责管理整个生产系统所有组件的信息,并将各种组件集成在一起,形成具有实际意义的前台业务。然后,在该架构基础上设计了云原生制造组件集成中间件的各个模块。中间件的管理能力包括模型、数据、容器、服务、工作流和安全管理能力。前五个设计为独立的管理模块,安全能力由各个模块共同提供。本文详细阐述了如何通过各个模块的联合协作,为生产系统提供多种柔性。最后,基于该组件集成中间件搭建了个性化生产系统实验平台。实验平台能够支持软硬件即插即用,实现系统快速变更;能够支持个性化订单的自动化生产和系统内各组件的自主调度,完成生产过程。实验证明,基于该中间件的生产系统能够满足个性化生产的需要。