CN109740856A - 一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，包括：步骤S1：建立面向工厂生产过程语义的概念模型；步骤S2：建立过程通用模型，定义基本类型、属性及其原子操作；步骤S3：参照过程通用模型，根据设备清单，建立设备相关模型库；步骤S4：参照工厂过程通用模型和设备相关模型，根据具体工厂的生产流程，建立工厂相关模型。本发明通过在不同层级上定义数据和行为模型，解决了复用性与适配性的矛盾，提升工厂数字化能力，能够很好地与自动化设备以及包括ERP在内的信息系统集成，将生产过程管控从人为驱动变为数据和规则驱动，并通过单颗丝锭数据流的可追溯性，优化设备运行效益保证产品质量，最终达到提升客户满意度的目的。

Description

一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法

技术领域

本发明涉及聚酯纤维生产管理系统领域，特别涉及一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法。

背景技术

聚酯纤维工厂每天生产的丝锭可达到几十万颗，数量巨大。目前，市场上通用的生产执行系统MES和企业资源系统ERP都不能高分辨率地以单颗丝锭作为管理对象，覆盖其从生产、检验、包装等整个产品生命周期。现有的管理方案存在很多弊端：没有一个系统可以完整地支持“计划-执行-检查-调整”闭环管理流程，很多环节仍然需要操作人员跨系统手工完成；定制化模型往往与特定场景存在强耦合，适配性差，可复用性低，任何细微的设备工艺和管理流程的变化，都可能引起不适，这需要重新构建大量的基础功能，同时也不利于集团层级的大数据分析；缺乏分批号和机台的生产实绩、能源消耗等统计数据，生产改批的非理性因素较大，还存在进一步优化的空间；数据分辨率低，现有装置仍然停留在基于落次的管理精度，单颗丝锭的追溯机制缺失，翻包工作量大，且无法进行全面质量管理。现阶段在许多领域出现了一些对产品全生命周期管理的系统或方法，产生了初步成效，但是在涤纶长丝产品的管理领域还运用的不多。

授权公告号 CN105320106B的发明提供一种药品生产监控系统和方法，旨在解决现有技术不能对制药企业的药品生产形成有效监督的技术问题。所述系统包括：供应信息采集模块，用于采集药品原材料供应商对药品的原材料的供应信息；采购信息采集模块，用于采集制药企业对药品的原材料的采购信息；生产信息获取模块，用于获取药品的实际生产信息；验证对标管理模块，用于将原材料的供应信息与原材料的采购信息以及将实际生产信息与生产药品过程中关键环节应控制的参数和指标进行匹配验证，生成药品生产质量报告。

上述对比文件是运用在药品生产领域的一种监控系统和方法，能够进行药品生产的监控，但无法运用到涤纶长丝产品的生产管理中去。

发明内容

针对现有技术不能较好地管理丝锭产品生产的问题，本发明提供了一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，构建出实现对单锭生产过程全周期管理的系统。

以下是本发明的技术方案。

一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，包括：

步骤S1：建立面向工厂生产过程语义的概念模型；

步骤S2：建立过程通用模型，定义基本类型、属性及其原子操作；

步骤S3：参照过程通用模型，根据设备清单，建立设备相关模型库；

步骤S4：参照工厂过程通用模型和设备相关模型，根据具体工厂的生产流程，建立工厂相关模型。

进一步的，所述步骤S1中：工厂生产过程包括类型、关系及实例，所述类型包括原生类型及自定义类型，所述原生类型包括整型、浮点型、布尔型、时间、字符型及枚举，所述自定义类型包括属性、方法及事件。

进一步的，所述事件是一类带有特定前置条件的方法，所述自定义类之间的3种关系包括继承、组成和关联，所述继承关系中子类一旦继承了父类，子类将自然拥有父类的所有属性、方法和事件，所述组成是整体与部分之间的拥有关系，所述关联是两个类之间的一种强依赖关系。

进一步的，所述自定义类型还包括实例，所述实例表示物理真实事物的实体。

进一步的，所述步骤S2中：基本类型包括单元及生产线别，所述生产线别将计划的生产工单分派到生产单元执行作业，其原子操作包括：工单调度、启动作业、结束作业、下载配方（含工艺参数、物料需求）、投料防错、生产、计量以及各检验工序，其中相同工艺的生产线归纳为同一类生产过程。

进一步的，所述单元包括生产单元及存储单元，两种子单元继承于单元，生产单元执行特定工序规定的动作，同一工单的相关工序可以并行执行，存储单元存储批次或单件，所述存储单元包含2个子类：可移动存储单元和不可移动存储单元。

进一步的，所述单元由若干自包含的设备组成，由于检维修需要，同一个单元在不同时期存在替换设备或子设备的情况。

进一步的，所述设备相关模型库包括POY/FDY纺线、包装线、DTY纺线、落丝小车、暂存架、丝箱、丝车、普通库房和立体仓库，所述POY/FDY纺线继承于生产线别，其包括8个工序：纸管输送、卷绕、落筒、打印粘贴标签、剥丝打结、外观检验以及织袜，所述包装线继承于生产线别，包括6个工序：托盘供给、丝锭供给、套袋、码垛、塑封、打印粘贴唛头，所述落丝搬运小车、暂存架、丝箱和丝车都继承于可移动存储单元。

进一步的，所述工厂相关模型包括纺丝车间D，纺丝车间D包括7条POY/FDY纺丝线，每条纺丝线各48台卷绕机、6个仓库、若干库位及3000个丝车。

本发明定义了4个层级：概念模型、过程通用模型、设备相关模型和工厂相关模型，通过在不同层级上定义数据和行为模型，解决了复用性与适配性的矛盾，从而达到了标准化、可重用设计的目的。

在数据建模方面，本发明采用多维度和多分辨率结合的建模方法，描述生产实绩、设备运作和能源消耗，有利于生产改批的决策优化。特别地，针对单颗丝锭赋予唯一的身份识别标记（例如，条形码或二维码等），将每道工序对丝锭的操作记录与之绑定，可以实现防呆防错，减少翻包的工作量，并实现客户侧原料质量追溯，达到全面质量管理。

在行为建模方面，本发明将设备控制、人为操作和系统接口等逐一分解，识别出原子操作，并以“计划-执行-检查-调整”闭环管理流程为主线，二次组合原子操作的方法，实现全厂生产过程管理的适配。

本发明的有益效果是：能够很好地与自动化设备，以及包括ERP在内的信息系统集成，将生产过程管控从人为驱动变为数据和规则驱动，并通过单颗丝锭数据流的可追溯性，协调工序节拍，防呆防错，优化设备运行效益，缩短工艺调试时间，从而实现精益生产，保证产品质量，最终达到提升客户满意度的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的语义概念模型图；

图2为本发明实施例的过程通用模型图；

图3为本发明实施例的POY/FDY纺线模型图；

图4为本发明实施例的包装线模型图；

图5为本发明实施例的DTY纺线模型图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本技术方案作进一步阐述。

实施例：一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，包括：

步骤S1：建立面向工厂生产过程语义的概念模型；

步骤S2：建立过程通用模型，定义基本类型、属性及其原子操作；

步骤S3：参照过程通用模型，根据设备清单，建立设备相关模型库；

步骤S4：参照工厂过程通用模型和设备相关模型，根据具体工厂的生产流程，建立工厂相关模型。

如图1所示，所述步骤S1中：工厂生产过程包括类型、关系及实例，所述类型包括原生类型及自定义类型，所述原生类型包括整型、浮点型、布尔型、时间、字符型及枚举，所述自定义类型包括属性、方法及事件。

本实施例中，所述事件是一类带有特定前置条件的方法，所述自定义类之间的3种关系包括继承、组成和关联，所述继承关系中子类一旦继承了父类，子类将自然拥有父类的所有属性、方法和事件，所述组成是整体与部分之间的拥有关系，所述关联是两个类之间的一种强依赖关系。

本实施例中，所述自定义类型还包括实例，所述实例表示物理真实事物的实体。

如图2所示，所述步骤S2中：基本类型包括单元及生产线别，所述生产线别将计划的生产工单分派到生产单元执行作业，其原子操作包括：工单调度、启动作业、结束作业、下载配方（含工艺参数、物料需求）、投料防错、生产、计量以及各检验工序，其中相同工艺的生产线归纳为同一类生产过程。本实施例中，所述单元包括生产单元及存储单元，两种子单元继承于单元，生产单元执行特定工序规定的动作，同一工单的相关工序可以并行执行，存储单元存储批次或单件，所述存储单元包含2个子类：可移动存储单元和不可移动存储单元。

本实施例中，所述单元由若干自包含的设备组成，由于检维修需要，同一个单元在不同时期存在替换设备或子设备的情况。

如图3、图4及图5所示，所述设备相关模型库包括POY/FDY纺线、包装线、DTY纺线、落丝小车、暂存架、丝箱、丝车、普通库房和立体仓库，所述POY/FDY纺线继承于生产线别，其包括8个工序：纸管输送、卷绕、落筒、打印粘贴标签、剥丝打结、外观检验以及织袜，所述包装线继承于生产线别，包括6个工序：托盘供给、丝锭供给、套袋、码垛、塑封、打印粘贴唛头，所述落丝搬运小车、暂存架、丝箱和丝车都继承于可移动存储单元。

本实施例中，所述工厂相关模型包括纺丝车间D，纺丝车间D包括7条POY/FDY纺丝线， 每条纺丝线各48台卷绕机、6个仓库、若干库位及3000个丝车。

本实施例定义了4个层级：概念模型、过程通用模型、设备相关模型和工厂相关模型，通过在不同层级上定义数据和行为模型，解决了复用性与适配性的矛盾，从而达到了标准化、可重用设计的目的。

在数据建模方面，本实施例采用多维度和多分辨率结合的建模方法，描述生产实绩、设备运作和能源消耗，有利于生产改批的决策优化。特别地，针对单颗丝锭赋予唯一的身份识别标记（例如，条形码或二维码等），将每道工序对丝锭的操作记录与之绑定，可以实现防呆防错，减少翻包的工作量，并实现客户侧原料质量追溯，达到全面质量管理。

在行为建模方面，本实施例将设备控制、人为操作和系统接口等逐一分解，识别出原子操作，并以“计划-执行-检查-调整”闭环管理流程为主线，二次组合原子操作的方法，实现全厂生产过程管理的适配。

本实施例能够很好地与自动化设备，以及包括ERP在内的信息系统集成，将生产过程管控从人为驱动变为数据和规则驱动，并通过单颗丝锭数据流的可追溯性，协调工序节拍，防呆防错，优化设备运行效益，缩短工艺调试时间，从而实现精益生产，保证产品质量，最终达到提升客户满意度的目的。

应当说明的是，该具体实施例仅用于对技术方案的进一步阐述，不用于限定该技术方案的范围，任何基于此技术方案的修改、等同替换和改进等都应视为在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，包括：

步骤S1：建立面向工厂生产过程语义的概念模型；

步骤S2：建立过程通用模型，定义基本类型、属性及其原子操作；

步骤S3：参照过程通用模型，根据设备清单，建立设备相关模型库；

步骤S4：参照工厂过程通用模型和设备相关模型，根据具体工厂的生产流程，建立工厂相关模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述步骤S1中：

工厂生产过程包括类型、关系及实例，所述类型包括原生类型及自定义类型，所述原生类型包括整型、浮点型、布尔型、时间、字符型及枚举，所述自定义类型包括属性、方法及事件。

3.根据权利要求2所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述事件是一类带有特定前置条件的方法，所述自定义类之间的3种关系包括继承、组成和关联，所述继承关系中子类一旦继承了父类，子类将自然拥有父类的所有属性、方法和事件，所述组成是整体与部分之间的拥有关系，所述关联是两个类之间的一种强依赖关系。

4.根据权利要求2所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述自定义类型还包括实例，所述实例表示物理真实事物的实体。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述步骤S2中：

基本类型包括单元及生产线别，所述生产线别将计划的生产工单分派到生产单元执行作业，其原子操作包括但不限于：工单调度、启动作业、结束作业、下载配方、投料防错、生产、计量以及各检验工序，其中相同工艺的生产线归纳为同一类生产过程。

6.根据权利要求5所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述单元包括生产单元及存储单元，两种子单元继承于单元，生产单元执行特定工序规定的动作，同一工单可以在相关工序并行执行，存储单元存储批次或单件，所述存储单元包含2个子类：可移动存储单元和不可移动存储单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述单元由若干自包含的设备组成，由于检维修需要，同一个单元在不同时期存在替换设备或子设备的情况。

8.根据权利要求7所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述设备相关模型库包括POY/FDY纺线、包装线、DTY纺线、落丝小车、暂存架、丝箱、丝车、普通库房和立体仓库，所述POY/FDY纺线继承于生产线别，其包括8个工序：纸管输送、卷绕、落筒、打印粘贴标签、剥丝打结、外观检验以及织袜，所述包装线继承于生产线别，包括6个工序：托盘供给、丝锭供给、套袋、码垛、塑封、打印粘贴唛头，所述落丝搬运小车、暂存架、丝箱和丝车都继承于可移动存储单元。

9.根据权利要求8所述的一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法，其特征在于，所述工厂相关模型包括纺丝车间D，纺丝车间D包括7条POY/FDY纺丝线，每条纺丝线各48台卷绕机、6个仓库、若干立体仓库及3000个丝车。