CN112418820A - 一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法，包括功能服务模块、业务流程模块和定制化管理模块，所述各模块之间两两相互连接，所述定制化管理模块用于对业务流程模块的任意一个或者多个环节插入一个定制化接口，并通过所述定制化接口，外挂一个定制化生产流程子模块；当业务流程执行到插入了定制化接口的环节，则通过所述定制化接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产管理，所述定制化生产流程子模块根据面向其对应订单的属性特点，定制满足订单需求的业务流程，该系统能够满足智能制造的订单总量多，每一笔订单的生产数量少的特点，同时在生产中具备高度灵活性。

Description

一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法

技术领域

本发明涉及工业生产技术领域，具体涉及一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法。

背景技术

智能制造是信息化、数据化的制造过程，因此，需要面向车间层、面向整个工业生产流程的信息管理系统，一般称之为MES系统，如图4所示，该系统对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行信息的采集和追踪，对生产过程中的各种资源状况进行管理，对生产过程中的各种事件进行响应，以及面向生产过程的各个参与者、管理者实现信息的收集、传输、可视化等服务。

同时，智能制造也是小批量、定制化的工业生产过程。与传统的工业化大生产相比，智能制造的订单总量多，每一笔订单的生产数量少。并且每一笔订单对于产品工艺参数、产品组配方案、生产加工流程、原材料、质量要求、成本要求、交付时间要求都有所不同，并且希望能够灵活满足每一笔订单的要求，更多地赋予消费者定义自身产品及其生产过程的空间，因此具有定制化工业生产的特点。但是，MES系统涉及复杂的、具有交互性的流程，以及实现MES需要建立分布式的软硬件架构，因此，MES系统的流程和架构一般在部署阶段整体设计的，其架构和流程都是非常固化的，而定制化生产的生产管理，往往需要MES系统部分的流程和架构针对每一个订单进行适应性调整与组合。显然，现有的固化的MES不能适应定制化生产批量小、变化多样的特征。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法，通过在现有MES系统中设置定制化管理模块，从而使得整个系统能够满足智能制造的订单总量多，每一笔订单的生产数量少的灵活性特定。

本申请公开的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，包括功能服务模块、业务流程模块和定制化管理模块，所述各模块之间两两相互连接，所述功能服务模块用于储存新增和/或现有的服务功能，并通过对各种服务功能的组合来实现对业务活动的表述和管理，所述业务流程模块用于控制、监控具体业务流程，且能并列执行多个订单业务，所述定制化管理模块用于对业务流程模块的任意一个或者多个环节插入一个定制化接口，并通过所述定制化接口，外挂一个定制化生产流程子模块；当业务流程执行到插入了定制化接口的环节，则通过所述定制化接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产管理，所述定制化生产流程子模块根据面向其对应订单的属性特点，定制满足订单关于产品工艺参数、产品组配方案、生产加工流程、原材料、质量要求、成本要求、交付时间等需求的业务流程，当订单完成后，能随时撤除插入的定制化接口及定制化生产流程子模块。

进一步，所述功能服务模块包括定制化生产流程子模块的模板库，所述模板库有各种成型的定制化生产流程子模块的模板。

进一步，所述定制化管理模块具有订单适配服务，所述定制化管理模块根据订单的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的特点自动选取编辑模板，形成所述定制化生产流程子模块，或者用户通过所述定制化管理模块自定义编辑定制化生产流程子模块。

进一步，所述定制化管理模块包括接口链接管理模块，所述接口链接管理模块用于定义、管理、撤除插入到各个业务流程的所述定制化接口。

进一步，所述业务流程模块包括流程可视化管理模块，可以针对所述业务流程模块的每个业务流程，进行可视化交互的流程图，从而便于用户在可视化的流程图找到想插入接口的业务流程，由所述接口链接管理模块定义一个定制化接口，所述定制化接口一方面连接到插入的业务流程，另一方面链接到对应的定制化生产流程子模块。

进一步，所述业务流程模块具有定制化生产流程子模块的流程管理功能，所有定制化生产流程子模块都由所述业务流程模块进行统一的运行和管理维护，所述业务流程模块对已完成订单的所述定制化生产流程子模块进行保存和/或撤销。

进一步，所述业务流程模块还包括流程联动管理模块，因为针对一个业务流程插入定制化接口及定制化生产流程子模块，可能导致相关的上下游业务流程也需要适应性调整；所述业务流程模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警。

本申请公开的一种支撑定制化工业流程生产管理方法，包括如下步骤：

S1、云端系统接收订单业务，所述定制化管理模块根据订单业务的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的特点自动编辑该模板，形成所述定制化生产流程子模块；

S2、所述接口链接管理模块根据所述定制化生产流程子模块的业务流程需求将定制化接口插入到业务流程模块的相应的一个或者多个环节；

S3、所述云端系统在完成所有准备工作后，所述流程联动管理模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警，没有，则执行生产流程；

S4、所述业务流程模块开始执行生产流程，当生产流程进入到插入了定制化接口的环节，则通过该接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产流程，执行完毕后，继续执行原业务流程模块剩余任务；

S5、完成订单业务后，所述接口链接管理模块撤除定制化接口；

S6、所述业务流程模块根据实际生产需要从而保存或者撤销已完成订单的定制化生产流程子模块。

进一步，步骤S1中，若所述模板库未能自动匹配到与订单相适应的模板，操作人员通过所述定制化管理模块编辑自定义流程业务。

进一步，步骤S2中，若所述定制化生产流程子模块未能自动通过所述接口链接管理模块匹配到合适的流程接口，则用户通过所述流程可视化管理模块找到想插入接口的业务流程，然后交互插入一个定制化接口。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统及其方法，该系统能够满足智能制造的订单总量多，每一笔订单的生产数量少的特点。同时在生产中具备高度灵活性，能够在自身固有系统上外设定制化管理模块，从而满足更多地赋予消费者定义自身产品及其生产过程的空间。

附图说明

图1为本发明实施例一中本系统的框架结构示意图；

图2为本发明实施例一中插入定制化流程子模块的运行示意图；

图3为本发明实施例二中步骤流程示意图；

图4为现有MES系统在实际生产中运行示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

本申请公开的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，如图1所示，在传统的MES系统上，新增了定制化管理模块，从而使得系统能够满足如今越来越火爆的小规模定制化生产，该系统包括功能服务模块、业务流程模块和定制化管理模块，所述各模块之间两两相互连接，所述功能服务模块用于储存新增和/或现有的服务功能，并通过对各种服务功能的组合来实现对业务活动的表述和管理，每个业务模块都会包括一个或者几个WebService，这些细粒度Web Service是实现业务的基础。MES通过设计相应服务，并进行组合来实现对业务活动的表述和管理，例如生产任务管理包括作业单下达、作业单查询、工艺审核管理、生产调度、生产调度等服务。数据采集和交互层:对车间生产活动中流转的各种数据进行实时地采集和处理，例如加工进程数据、物料消耗情况的数据、库存流转数据、生产设备的运行状态数据等。

所述业务流程模块用于控制、监控具体业务流程，且能并列执行多个订单业务，车间生产业务通过对细粒度服务的组合、编制和调用来完成，如：现场管理流程由配套、投料、产品加工、完工质量检验、检验结果接收、分卡和完工入库等服务组合完成。

所述定制化管理模块用于对业务流程模块的任意一个或者多个环节插入一个定制化接口，并通过所述定制化接口，外挂一个定制化生产流程子模块；当业务流程执行到插入了定制化接口的环节，则通过所述定制化接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产管理，所述定制化生产流程子模块根据面向其对应订单的属性特点，定制满足订单关于产品工艺参数、产品组配方案、生产加工流程、原材料、质量要求、成本要求、交付时间等需求的业务流程，当订单完成后，能随时撤除插入的定制化接口及定制化生产流程子模块。

例如，如图2所示，所述业务流程模块在常规生产过程中包括了投料、产品加工、完工质量检验、检验结果接收、分卡和完工入库，而此时进入一个新的定制化订单，需要新增一个需求，要求在对产品进行二次精加工。按照现有生产流程，没有对产品进行二次精加工，所以此时，所述定制化管理模块会根据新订单的需求，自动从所述模板库中适配一个模板，然后对选取模板进行编辑，从而形成所述定制化生产流程子模块，或者用户通过所述定制化管理模块自定义编辑定制化生产流程子模块。

然后接口链接管理模块自定义一个定制化接口，所述定制化接口一方面连接所述务流程模块的流程中，产品加工、完工质量检验中间位置，一方面连接对应的定制化生产流程子模块，当生产业务流程完成现场精度采集工作后，会直接通过定制化接口进入到具二次精加工的定制化生产流程子模块，完成定制化生产流程子模块内部流程后，继续执行完工质量检验流程。

所述云端系统还包括展现模块、数据采集和交互模块、第三方应用服务库模块、系统集成框架模块，系统支持模块、所述数据采集和交互模块用于对系统中流转的各种数据进行实时地采集和处理，所述第三方应用服务库模块用于提供面向企业的专业化的服务功能，可以实现新业务流程的快速开发，这些服务库包括业务功能服务库、技术标准库和行业标准库等。所述系统集成框架模块用于对硬件、数据、软件、人与组织机构进行系统集成，实现系统整体上数据流通，所述系统支持模块用于对系统的各模块的正常调用提供支持，所述展现模块用于实现操作者和计算机进行交互的界面的目的。

进一步，所述功能服务模块包括定制化生产流程子模块的模板库，所述模板库有各种成型的定制化生产流程子模块的模板。所述模板库内，例如可以包括配套出库、分卡管理、工长权限管理、齐套检查等，而且所述模板库可以自定义新模板，同时在系统运行过程中，会随时根据外挂的定制化生产流程子模块的流程功能是否储存在模板库内，如果没有则将该定制化生产流程子模块所附带的功能进行保存，实时更新模板库中数据，同时，也可以随时删除模板库内多余或者与实际生产不匹配的功能。

进一步，所述定制化管理模块具有订单适配服务，所述定制化管理模块根据订单的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的特点自动选取编辑模板，形成所述定制化生产流程子模块，或者用户通过所述定制化管理模块自定义编辑定制化生产流程子模块。所述订单适配服务主要是为了满足系统的自动化，因为实际生产中，一个系统内部会并列运行多个订单任务，而且订单任务会随时增加或者删除，所以对于比较常规的订单任务通过智能匹配，就能满足订单需求，从而提高系统的智能化，减少工作量。

进一步，所述定制化管理模块包括接口链接管理模块，所述接口链接管理模块用于定义、管理、撤除插入到各个业务流程的所述定制化接口。所述接口链接管理模块主要作用是用于管理接口，因为系统在运行中，会有许多订单任务并列运行，且每个订单任务需要插入的流程业务模块的位置不一，所以通过设定一个接口链接管理模块，统一将定制化接口进行管理，这样就能保证整个系统在运行过程中的，智能化统一协调运行。

同时，本申请进一步的业务流程模块还设置流程可视化管理模块，可以针对所述业务流程模块的每个业务流程，进行可视化交互的流程图，从而便于用户在可视化的流程图找到想插入接口的业务流程，由所述接口链接管理模块定义一个定制化接口，所述定制化接口一方面连接到插入的业务流程，另一方面链接到对应的定制化生产流程子模块。因为针对个性化订单，接口链接管理模块无法匹配到合适的连接位置，这时候，就需要通过人工的方式，选取定制化接口插入位置或者自定义一个定制化接口。从而系统能通过人工调节的方式满足有特殊需求的订单。

进一步，所述业务流程模块具有定制化生产流程子模块的流程管理功能，所有定制化生产流程子模块都由所述业务流程模块进行统一的运行和管理维护，所述业务流程模块对已完成订单的所述定制化生产流程子模块进行保存和/或撤销。所述流程管理功能主要是因为在多订单任务并行过程中，对于已经完成的订单任务，需要将外挂的定制化生产流程子模块进行统一管理，如果所述功能服务模块中的模板库中，已经储存了定制化生产流程子模块相应功能，则可以将定制化生产流程子模块进行删除，如果模板库中，没有储存相应功能则需要将定制化生产流程子模块进行保存，从而在模板库里面新增功能，通过该种方式，能够增添模板库的多样性，同时也能减轻自定义模板的工作量，使得整个系统更具灵活性。

进一步，所述业务流程模块还包括流程联动管理模块，因为针对一个业务流程插入定制化接口及定制化生产流程子模块，可能导致相关的上下游业务流程也需要适应性调整；所述业务流程模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警。在实际生产过程中，当插入一个定制化接口时，会导致上下流程的冲突，如果没流程联动管理模块，则生产过程，会出现错误，从而导致整个系统停止运行，一旦系统停止运行，则会造成巨大损失，所以，通过流程联动管理模块对整个流程业务进行一个监控，预警，保证了整个装置的顺利运行。

实施例二：

本申请公开基于实施例一的一种支撑定制化工业流程生产管理方法，包括如下步骤，

S1、云端系统接收订单业务，主要是通过用户通过在展现模块中的WEB浏览器中，注册账号，并通过图形用户界面或者无线访问界面，进行下单。用户在下单时，可以标注出该笔订单的各种信息，例如产品工艺参数、产品组配方案、生产加工流程、原材料、质量要求、成本要求、交付时间等需求，所述定制化管理模块根据订单业务的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的特点自动编辑该模板，形成所述定制化生产流程子模块；例如，根据订单有对于产品工艺参数的限定，此时，定制化管理模块根据产品工艺参数的限定，从模板库中调取关于产品工艺参数的模板，包括大小尺寸，精度的限定，然后将该模板进行编辑，形成一个限定大小范围[20cm,25cm]、误差范围±0.5cm的定制化生产流程子模块。

系统中的第三方应用服务库模块用于提供面向企业的专业化的服务功能，可以实现新业务流程的快速开发，这些服务库包括业务功能服务库、技术标准库和行业标准库等。

S2、所述接口链接管理模块根据所述定制化生产流程子模块的业务流程需求将定制化接口插入到业务流程模块的相应的一个或者多个环节；例如将步骤S1中，限定大小尺寸和精度的定制化生产流程子模块需要插入到完工质量检验流程中，此时，在执行生产业务流程时，会在完工质量检验时，会进入到定制化生产流程子模块的内部子流程，对产品会进行尺寸大小和精度的检验。

S3、所述云端系统在完成所有准备工作后，所述流程联动管理模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警，没有，则执行生产流程；如步骤S2中，插入的定制化生产流程子模块限定了尺寸大小和精度，由所述数据采集和交互模块用于对系统中流转的各种数据进行实时地采集和处理，如果流程联动管理模检测时，接受到的数据表明定制化生产流程子模块的内部流程和业务流程模块中关于工艺质量的流程可能会出现冲突，此时，系统就会向工作人员进行提醒，然后由工作人员进行适应性调整，从而使得整个业务流程能顺利执行。

S4、所述业务流程模块开始执行生产流程，当生产流程进入到插入了定制化接口的环节，则通过该接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产流程，执行完毕后，继续执行原业务流程模块剩余任务；

S5、完成订单业务后，所述接口链接管理模块撤除定制化接口；当订单任务完成后，撤除定制化接口，清理原订单业务流程，当有新的订单进入时，再根据订单需求，重新执行步骤S1到S4，而且系统在业务流程模块中，可以并列运行多个生产任务，且互不干扰，其生产任务的数量主要根据车间机床等生产工具的数量决定。

S6、所述业务流程模块根据实际生产需要从而保存或者撤销已完成订单的定制化生产流程子模块。如果所述功能服务模块中的模板库中，已经储存了定制化生产流程子模块相应功能，则可以将定制化生产流程子模块进行删除，如果模板库中，没有储存相应功能则需要将定制化生产流程子模块进行保存，从而在模板库里面新增功能，通过该种方式，能够增添模板库的多样性，同时也能减轻自定义模板的工作量，使得整个系统具备了一定程度的学习能力。

进一步，步骤S1中，若所述模板库未能自动匹配到与订单相适应的模板，操作人员通过所述定制化管理模块编辑自定义流程业务。该功能主要是为了满足订单日益复杂的需求，使得系统更加具备包容性和适应性。

进一步，步骤S2中，若所述定制化生产流程子模块未能自动通过所述接口链接管理模块匹配到合适的流程接口，则用户通过所述流程可视化管理模块找到想插入接口的业务流程，然后交互插入一个定制化接口。

整个系统在运行中，由所述系统集成框架模块用于对硬件、数据、软件、人与组织机构进行系统集成，实现系统整体上数据流通，所述系统支持模块用于对系统的各模块的正常调用提供支持。

最后说明的是，本文中的模块、单元或组件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元、组件在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元来实现实施例的方案。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，包括功能服务模块、业务流程模块和定制化管理模块，所述各模块之间两两相互连接，所述功能服务模块用于储存新增和/或现有的服务功能，并通过对各种服务功能的组合来实现对业务活动的表述和管理，所述业务流程模块用于控制、监控具体业务流程，且能并列执行多个订单业务，所述定制化管理模块用于对业务流程模块的任意一个或者多个环节插入一个定制化接口，并通过所述定制化接口，外挂一个定制化生产流程子模块；当业务流程执行到插入了定制化接口的环节，则通过所述定制化接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产管理，所述定制化生产流程子模块根据面向其对应订单的属性特点，定制满足订单关于产品工艺参数、产品组配方案、生产加工流程、原材料、质量要求、成本要求、交付时间等需求的业务流程，当订单完成后，能随时撤除插入的定制化接口及定制化生产流程子模块。

2.如权利要求1所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述功能服务模块包括定制化生产流程子模块的模板库，所述模板库有各种成型的定制化生产流程子模块的模板。

3.如权利要求2所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述定制化管理模块具有订单适配服务，所述定制化管理模块根据订单的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的特点自动选取编辑模板，形成所述定制化生产流程子模块，或者用户通过所述定制化管理模块自定义编辑定制化生产流程子模块。

4.如权利要求3所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述定制化管理模块包括接口链接管理模块，所述接口链接管理模块用于定义、管理、撤除插入到各个业务流程的所述定制化接口。

5.如权利要求4所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述业务流程模块包括流程可视化管理模块，可以针对所述业务流程模块的每个业务流程，进行可视化交互的流程图，从而便于用户在可视化的流程图找到想插入接口的业务流程，由所述接口链接管理模块定义一个定制化接口，所述定制化接口一方面连接到插入的业务流程，另一方面链接到对应的定制化生产流程子模块。

6.如权利要求5所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述业务流程模块具有定制化生产流程子模块的流程管理功能，所有定制化生产流程子模块都由所述业务流程模块进行统一的运行和管理维护，所述业务流程模块对已完成订单的所述定制化生产流程子模块进行保存和/或撤销。

7.如权利要求6所述的一种支撑定制化工业流程生产管理的云端系统，其特征在于，所述业务流程模块还包括流程联动管理模块，因为针对一个业务流程插入定制化接口及定制化生产流程子模块，可能导致相关的上下游业务流程也需要适应性调整；所述业务流程模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警。

8.基于权利要求1-7所述的一种支撑定制化工业流程生产管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、云端系统接收订单业务，所述定制化管理模块根据订单业务的特点，自动从所述模板库中适配一个或多个模板，再根据订单的需求自动编辑该模板，形成所述定制化生产流程子模块；

S2、所述接口链接管理模块根据所述定制化生产流程子模块的业务流程需求将定制化接口插入到业务流程模块的相应的一个或者多个环节；

S3、所述云端系统在完成所有准备工作后，所述流程联动管理模块根据定制化生产流程子模块，自动检测其相关的上下游业务流程，分析是否存在适配冲突，如果有冲突则对用户进行提示预警，没有，则执行生产流程；

S4、所述业务流程模块开始执行生产流程，当生产流程进入到插入了定制化接口的环节，则通过该接口自动触发定制化生产流程子模块，按照所述定制化生产流程子模块内部的子流程执行生产流程，执行完毕后，继续执行原业务流程模块剩余任务；

S5、完成订单业务后，所述接口链接管理模块撤除定制化接口；

S6、所述业务流程模块根据实际生产需要从而保存或者撤销已完成订单的定制化生产流程子模块。

9.根据权利要求8所述的一种支撑定制化工业流程生产管理方法，其特征在于，步骤S1中，若所述模板库未能自动匹配到与订单相适应的模板，操作人员通过所述定制化管理模块编辑自定义定制化生产流程子模块的流程业务。

10.根据权利要求9所述的一种支撑定制化工业流程生产管理方法，其特征在于，步骤S2中，若所述定制化生产流程子模块未能自动通过所述接口链接管理模块匹配到合适的流程接口，则用户通过所述流程可视化管理模块找到想插入接口的业务流程，然后交互插入一个定制化接口。

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