一种可重构的生产过程管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可重构的生产过程管理系统及方法，涉及从生产过程分析决策到生产过程跟踪、再到生产过程管控功能的系统构建过程，以及以工作流技术为支撑的业务流程设计方法和运行机制，其中系统构建过程体现以指标关联数据、以数据关联业务的设计思想；业务功能设计体现基于工作流机制的业务流程灵活配置与运行。本发明专利技术提供了统一、规范的系统构建架构、业务流程配置方法和运行机制，能够保证系统在管理需求和业务变更情况下的快速重构，有效提高系统的可扩展性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构的生产过程管理系统
本专利技术涉及工业生产过程控制领域，具体地说是一种可重构的生产过程管理系统。
技术介绍
在生产制造企业信息化体系中，实现生产过程管控的执行层系统占据了核心地位。其以精益生产管理为目标，以生产工艺和标准规范为依据，按照生产计划要求组织和协调设备、物料、人员等生产资源进行生产，实现生产过程的实时监控和人员操作、物料消耗、设备运行、过程质量等生产数据的采集，为实现生产过程控制与分析决策提供了有效的支撑手段。而在系统实际应用过程中，由于生产企业的行业特点及工艺存在多样性，系统开发往往采用功能页面及数据与生产业务流程紧密绑定、高度定制化的设计开发方法，导致在生产工艺、物理环境、业务流程等因素发生变化的情况下，系统缺少灵活的可配置手段，只能进行代码级重构，开发效率和开发质量均受到影响。因此，提供一种可重构生产过程管理系统及方法，在实现对生产过程管控的同时，能够有效增强系统的可配置性，进而提高系统重构过程的效率和质量是十分必要的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种可重构的生产过程管理系统。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种可重构的生产过程管理系统，包括：分析决策模块，作为生产过程管理目标，用于生产过程分析与评价；生产过程跟踪模块，用于生产过程的可视化跟踪，其跟踪指标通过生产过程管控模块提供数据支撑；生产过程管控模块，基于生产过程业务管理流程进行设计，用于生产过程业务管控；基础支撑模块，用于系统运行提供基础模型及数据支撑。所述分析决策模块包括生产效率分析、生产成本分析、生产质量分析和生产绩效分析，并以此为基础建立相应的综合指标体系。所述生产过程跟踪模块包括计划跟踪、物料跟踪、质量跟踪、设备跟踪、能源环境跟踪和人员跟踪，并分别形成相应的跟踪指标。所述生产过程管控模块包括生产计划管理、物流及在制品管理、生产过程质量管理、设备运行维护管理、能源环境管理和人员操作管理，其中生产计划管理为计划跟踪的跟踪指标提供基础数据，物流及在制品管理为物料跟踪的跟踪指标提供基础数据，生产过程质量管理为质量跟踪的跟踪指标提供基础数据，设备运行维护管理为设备跟踪的跟踪指标提供基础数据，能源环境管理为能源环境跟踪的跟踪指标提供基础数据，人员操作管理为人员跟踪的跟踪指标提供基础数据。所述基础支撑模块包括工厂模型、基础编码、数据采集以及系统集成。所述基于生产过程业务管理流程进行设计的方法包括：工作流引擎、业务流程模型、资源模型、数据模型和页面模型；其中业务流程模型，基于生产业务描述，对业务流程进行定义，并通过资源映射、数据映射和页面映射分别实现对资源模型、数据模型和页面模型的关联引用；工作流引擎对业务流程模型进行解析，生成实例并对其运行进行监控、状态转换及异常处理。所述工作流引擎包括业务流程的解析、活动实例的执行调度、活动实例运行状态的转换与监控、以及异常情况的处理；业务流程模型包括对业务管理功能的描述、流程的定义、流程节点的资源映射属性、数据映射属性和页面映射属性的配置；资源模型包括业务管理功能所需的设备资源、物料资源、人员资源和能源环境资源的模型；数据模型包括业务管理功能所需的标准数据、质量数据、过程数据和消耗数据的模型；页面模型包括业务管理功能所需的维护页面、消息页面、统计页面和专有页面的模型。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术的系统架构，突出以生产管理分析决策为应用目标的设计思想，以“生产过程跟踪”为主线集成各类关键生产业务管控功能，实现由“评价指标”到“跟踪指标”到“业务管控”再到“业务流程”的系统设计流程，这样有利于系统设计开发流程的统一与规范，有利于系统功能模块的裁减、扩展和变更，进而有效增强系统的可维护性和可重构性；2.本专利技术所涉及的业务功能设计与运行机制，以工作流技术为主要支撑，实现了业务流程的规范化配置和运行控制，有利于业务管理流程的固化和持续改进。通过灵活的映射机制实现业务管理功能同业务流程、生产数据、生产资源以及功能页面的松散耦合，进而有效提高系统的重构效率和运行可靠性。附图说明图1为系统总体架构图；图2为业务管控功能工作流运行机制图；图3为流程节点实例的状态转换图；图4为流程节点属性映射中的资源分类图；图5为生产过程分析决策中综合指标体系的示例图；图6为生产计划管理功能的业务流程示例图；图7为工作流活动实例运行的时序图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。1)系统体系架构生产过程管理系统，从功能上需要支撑生产管理的核心业务，主要包括计划管理、物料管理、质量管理、设备管理、人员管理等，能够准确采集生产过程中的各类管理数据，通过分析、统计形成企业的关键指标，进而达到有效评价生产过程、为持续改进及决策提供可靠依据的目的。因此，系统构建的关键在于以生产过程评价、分析与决策为目标导向，以核心业务功能支撑与集成为基础，实现各类生产数据的有效采集和指标的精准统计。如图1所示为本专利技术的系统总体架构图。从横向来看，系统运行的基础是模型构建与系统集成，管控过程以“生产过程跟踪”为主线贯穿于各业务功能，按照不同业务类型进行划分为计划跟踪、物料跟踪、质量跟踪、设备跟踪、能源环境跟踪和人员跟踪。跟踪过程最终为分析决策提供指标数据，基于综合指标体系开展效率、成本、质量和绩效四个方面的生产过程分析，实现生产过程的有效评价和持续改进。从纵向来看，不同类型的过程跟踪需要业务管理功能提供支撑，计划跟踪、物料跟踪、质量跟踪、设备跟踪、能源环境跟踪和人员跟踪分别对应计划排产与调度、物流调度与在制管理、质量过程管控、设备动态运维、能源计量与安全以及规范化操作和现场管理。每类业务管理功能需按照相应的标准管理流程进行设计，并实现各流程间的紧密集成。采用可配置的工作流技术对业务流程进行设计开发，能够有效增强系统的可重构性。2)业务功能设计方法如系统总体架构所述，系统的业务管理功能采用可配置工作流技术进行设计，如图2所示为业务管控功能工作流运行机制图：建立包括工作流引擎、业务流程模型、资源模型、数据模型和页面模型的统一的流程设计与开发运行机制，实现了管理功能的业务流程、功能页面、数据处理和运行控制的高度可配置，能够有效提高业务管理功能设计开发的灵活性。其中，业务流程模型是整个机制的核心，提供业务流程的设计环境，实现基于生产流程和管控要求的业务管理流程配置，每个流程节点通过资源映射属性、数据映射属性和页面映射属性完成对资源模型、数据模型和页面模型的引用。而业务流程实例的运行及控制则由工作流引擎实现。工作流引擎工作流引擎为业务流程活动实例提供运行环境，包括流程图的解释、资源的分配、逻辑的控制、服务运行监视等。主要的功能包括：对过程定义进行解释；控制活动实例的启动、运行、暂停、终止等运行状态；控制活动实例间的转换，包括串行、并行、合并、异常处理等；对工作流实例的执行状态进行监控。如图3所示为本专利技术的流程节点实例的状态转换图。工作流实例包括准备(Initiated)、就绪(Ready)、执行(Active)、暂停(Suspended)、终止(Terminated)和完成(Completed)六种运行状态。其中，“准备”状态代表一个实例已经生成，但需要等待激活运行的条件，如生产计划执行流程中计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构的生产过程管理系统，其特征在于，包括：分析决策模块，作为生产过程管理目标，用于生产过程分析与评价；生产过程跟踪模块，用于生产过程的可视化跟踪，其跟踪指标通过生产过程管控模块提供数据支撑；生产过程管控模块，基于生产过程业务管理流程进行设计，用于生产过程业务管控；基础支撑模块，用于系统运行提供基础模型及数据支撑。

【技术特征摘要】
1.一种可重构的生产过程管理系统，其特征在于，包括：分析决策模块，作为生产过程管理目标，用于生产过程分析与评价；生产过程跟踪模块，用于生产过程的可视化跟踪，其跟踪指标通过生产过程管控模块提供数据支撑；生产过程管控模块，基于生产过程业务管理流程进行设计，用于生产过程业务管控；基础支撑模块，用于系统运行提供基础模型及数据支撑。2.根据权利要求1所述的可重构的生产过程管理系统，其特征在于，所述分析决策模块包括生产效率分析、生产成本分析、生产质量分析和生产绩效分析，并以此为基础建立相应的综合指标体系。3.根据权利要求1所述的可重构的生产过程管理系统，其特征在于，所述生产过程跟踪模块包括计划跟踪、物料跟踪、质量跟踪、设备跟踪、能源环境跟踪和人员跟踪，并分别形成相应的跟踪指标。4.根据权利要求1所述的可重构的生产过程管理系统，其特征在于，所述生产过程管控模块包括生产计划管理、物流及在制品管理、生产过程质量管理、设备运行维护管理、能源环境管理和人员操作管理，其中生产计划管理为计划跟踪的跟踪指标提供基础数据，物流及在制品管理为物料跟踪的跟踪指标提供基础数据，生产过程质量管理为质量跟踪的跟踪指标提供基础数据，设备运行维护管理为设备跟踪的跟踪指标提供基础数据，能源环境管理为能源环境跟踪的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李歆，潘福成，陈喆，胡国良，里鹏，段彬，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21