CN103559573A - 基于规则的生产过程事件建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于规则的生产过程事件建模方法，属于软件工程技术领域。其特征在于包括如下步骤：对生产过程事件进行分类，并且设置事件的基本属性；对生产过程事件触发规则进行定义，通过触发规则使事件之间建立联系；建立生产过程事件触发规则库，将触发规则保存在库中进行管理；利用生产过程事件和触发规则库对生产过程进行描述。本发明将生产过程用事件模型进行描述，结合事件的触发规则，使建立的生产过程事件模型易于理解、维护和扩展；同时，基于规则的事件触发机制，使模型能够灵活的、随着不同行业的应用进行配置和调整。通过对规则的配置，生产过程事件模型能够适应不同行业的生产特点，对其生产活动进行描述。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于规则的生产过程事件建模方法，属于软件工程技术领域。
背景技术
目前，我国制造业正面临从单一的扩大生产规模到节能降耗及快速响应的重大转变，如何有效提升数字化制造执行能力已经成为迫切需求。作为面向车间的生产过程管理与实时信息系统，制造执行系统（MES）正是为解决车间生产任务的执行问题而产生，能够填补企业生产计划与生产车间过程控制之间的空白。
经过多年的信息化改革和建设，我国的制造业在设计数字化方面和企业信息化管理方面已取得明显成效，但是在制造执行的环节信息化程度相对薄弱，难以实现车间制造执行层与上层企业的设计、管理以及底层生产线设备的控制等层面的双向信息集成，最终影响企业整体生产效率的提升。目前，国内的制造业MES还处在刚起步的初级阶段，以基础研究居多，已有解决方案大多是针对特定行业的个案，尚未形成产品，距离规模应用的要求还存在相当的差距。在企业的实际项目应用中，还是以国外产品居多，这也严重制约了国内产品的发展水平和速度。由于在研究成果上的差距，大多数的国产MES产品以特定行业为背景，提供单一解决方案，并没有考虑产品的可集成性、可配置性，导致MES发展瓶颈环节的问题被放大。这样的恶性循环更加影响国产MES产品的推广以及发展，而且更会进一步失去市场份额。
发明内容
本发明就是针对上述问题提出来的，目的是提出一种基于规则的生产过程事件建模方法，该方法通过对不同行业的生产过程进行分析和总结，利用生产过程事件和事件触发规则库建立生产过程事件模型，具有很好的针对性以及研究基础，可以明显改善MES的可集成性、可配置性和可适应性，提高产品应用范围，有效降低MES的开发部署成本。
为实现上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是：
（1）选择具有代表性的不同行业，对其生产过程进行分析和提取，获得生产过程事件及其基本分类，获得生产过程事件触发规则，定义事件执行顺序。其中的事件基本类型包括：计划事件、生产事件、物料事件、设备事件、报警事件；
（2）建立生产过程事件触发规则库，对所有规则统一保存和管理；
（3）对不同行业应用时，将生产过程用事件描述，并将事件按照基本类型分类，针对目标行业生产特点对事件属性赋值，同时也对事件触发规则进行配置，充分考虑生产流程特点；
（4）配置事件以及触发规则后，事件会按照制定的触发规则有序执行，实现对生产过程的描述，进而实现对生产过程的全面管理。
本发明与现有技术相比具有下述优点效果：
（1）现有系统通常针对特定需求，很难应对企业业务流程的变更或重组，由于缺乏基于工厂数据模型的数据集成技术，系统的可配置性、可重构性、可扩展性较差。本发明可以很好地解决这一问题，通过对生产过程事件和触发规则的配置，实现在不同行业的部署；
（2）目前MES中所涉及的信息及决策过程非常复杂，由于缺乏智能机制，现有MES大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台，通常需要大量的人工干预，难以保证生产过程的高效和优化，缺乏对真实复杂制造系统的整体仿真和优化。本发明能够将生产过程快速高效的模型化，并且实现对生产过程的完全映射，可以更好的结合智能算法或管理系统，使MES更智能。
附图说明
图1生产过程事件和事件触发规则的提取。
图2事件触发规则库。
图3生产过程事件模型。
图4事件的基本分类。
具体实施方式
下面参见本发明的附图并结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施案例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
参见附图1，本发明包括以下步骤：
第一步，参见附图2，从不同的典型生产过程中提取生产过程事件和事件触发规则。典型的生产过程分别包括以下几种：属于典型离散生产过程的整车和零件装配、属于典型流程过程生产的钢铁生产、属于典型混合生产过程的烟草和食品生产。
第二步，对事件进行分析和整合，确定事件的基本分类，包括计划事件、生产事件、物料事件、设备事件、报警事件。并且对不同类型事件赋予不同属性。部分制造行业的事件的分析、提取和分类参见表1。
表1
第三步，参见附图3，对事件之间的触发规则进行分析和提取，建立触发规则库，将规则统一保存和管理。在使用时，根据事件的类型判断与其有关联的事件，并建立连接。事件触发规则分为3类，包括通用规则、行业规则、企业规则。在具体实施时主要对企业规则进行配置，增加对具体生产流程的约束，行业规则为行业大类的规则，基本不用重新配置，通用规则为最基本的规则，在部署时不需要做任何配置。
第四步，参见附图4，结合生产过程事件和事件触发规则，建立生产过程事件模型。本步骤的具体过程描述如下：
（1）对所应用企业的生产过程进行分析和提取，获得生产过程事件，并对其按照事件基本分类进行分类和赋值；
（2）分析目标生产过程的特点，对事件触发规则库中的规则进行配置，形成符合实际生产工艺要求的触发规则。这一配置过程主要在企业规则中进行；
（3）事件的触发执行严格符合事件触发规则库中的规则，当生成新的生产过程事件，规则库会自动查找该事件的对应的触发规则，并且将规则解析成可执行的操作，按照规则要求有序执行触发操作，生成新的事件并继续执行。产品生产的工艺流程在事件的有序生成和执行过程中得以实现。事件也通过规则建立联系，实现生产过程中的管理和控制。
（4）事件的有序执行，是实际生产流程的真实映射，是对生产过程的描述，一个完整的事件生成和执行序列，就是实际生产过程的模型。
完成以上步骤，可以实现对生产过程的建模，进一步实现对生产过程的全程监控和管理。
Claims (4)
1.基于规则的生产过程事件建模方法，其特征在于：所述方法依次含有以下步骤为：
步骤1，生产过程事件分类，对生产过程事件建立基本分类，并为每一类事件分配属性；
步骤2，生产过程事件触发规则库建立，建立事件之间的触发规则，将所有的规则保存在规则库中同意管理和保存，步骤3，生产过程事件模型的使用；
本步骤的具体过程描述如下：
（1）对目标行业的生产过程进行抽象提取，获得生产过程事件，并根据事件的不同类型对其属性赋值，根据实际生产特点，对事件属性进行配置，增加行业特有属性，具体过程为：对生产过程解析；提取生产过程事件；对事件属性赋值；配置事件属性；
（2）针对生产过程特点，配置规则库中的生产过程事件触发规则，具体过程为：对生产过程和工艺流程解析；提取产品的生产流程；针对生产特点配置生产过程事件触发规则库；
（3）通过触发规则，将生产过程事件有序的联接，最终，建立生产过程事件模型，事件的执行顺序反映了实际的生产流程。
2.根据权利要求要求1所述的基于规则的生产过程事件建模方法，其特征在于：生产过程事件的基本分类由不同行业的生产流程分析得来，该基本分类包括了不同行业生产过程中所应该具有的所有事件类型，事件类型包括：计划事件、生产事件、物料事件、设备事件、报警事件。
3.根据权利1要求所述方法，基于对不同行业的生产过程解析，建立规则库，规则分为三类，包括通用规则、行业规则、企业规则，规则库包含所有生产过程事件的触发关系，对每个规则的描述包括：前驱事件、后驱事件、触发条件、规则描述、规则解析、正确性判断。
4.根据权利1要求所述方法，在具体应用时，需要将目标生产流程解析，获得生产过程事件，根据事件基本类型进行分类，并对事件属性赋值，同时对事件触发规则库进行配置，结合生产过程事件，建立生产过程事件模型，模型包括事件和触发规则，规则保证事件完全按照实际生产流程有序执行。
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