一种离散制造的过程建模方法技术

一种离散制造的过程建模方法。所述过程建模方法只有道和工序两个基本元素；所述道为生产过程的路径，由行和步组成，行是在道上供单一横线上的工序执行任务的部分，步是生产过程中的执行步伐，一行一步形成一个子格，建模时一个子格容纳一个工序；所述工序为生产过程中生产特定制品任务的步骤，它包括加工工序、复合工序、空工序和X环工序；所述加工工序包括基本属性、任务规则、映射规则、输出规则。该过程建模方法采用仅由道和工序两类元素构成的极简元模型，能适配离散制造过程的多变性和不确定性，同时支持前后道工序制品间的映射约束，具有显性建模产品生产的节拍性。具有显性建模产品生产的节拍性。具有显性建模产品生产的节拍性。

【技术实现步骤摘要】
一种离散制造的过程建模方法


[0001]本专利技术涉及工业制造流程设计
，特别是一种采用仅由道和工序两类元素构成的极简元模型、能适配离散制造过程的多变性和不确定性的离散制造的过程建模方法。

技术介绍

[0002]工业制造流程即业务流程，是为达成业务目标而设定的一系列标准化的任务步骤，以及对各步骤之间业务规则的描述，业务流程将一组任务组织起来，定义任务的触发顺序和触发条件，每个任务可以由一个或多个软件系统完成，也可以由一个或一组人完成，还可以由一个或多个人与软件系统协作完成。
[0003]为对业务流程进行规范化建模，产生了许多业务流程描述语言与方法。著名的有IBM的WSFL、微软的XLANG，以及基于这两种语言合并衍生出的WSBPEL,由OASIS组织推荐为WEB服务流程的建模和执行语言; XPDL是WfMC提出的流程定义规范，BPDM则由OMG提出用来表达业务流程元模型。
[0004]OMG组织的BPMN是目前最为广泛接受的流程建模和执行语言。BPMN融合WSBPEL和BPDM的优点，定义了流程的元模型和执行语义。BPMN的目标是如同UML在面向对象软件开发领域一样成为业务流程的统一建模语言，期望通过一套统一的图形建模及执行模型填起业务人员与开发人员之间的鸿沟。
[0005]工业制造包括离散制造，离散制造的产品往往由多个零部件经过一系列并不连续的工序加工并最终装配而成，一般的离散制造型企业都生产相关和不相关的较多类型产品,往往进行多品种小批量的生产，离散制造过程具有如下三大特点：（1）生产过程的多变性和不确定性。离散制造生产过程是由不同零部件的加工工序或装配工序，通过或串连或并联组成的生产过程，该生产过程复杂多变，不同种类产品的生产过程不一样，同类产品的生产过程在不同时期也可能发生变化，甚至这种变化不能预先确定，是在生产进程中动态调整的，因此，相对于一般工业生产过程，离散制造过程包含着更多的变化和不确定因素。
[0006]（2）生产过程和工序加工的节拍性。生产过程的节拍是指连续完成相同两个产品之间的间隔时间，工序加工的节拍则指某个工序的单位制品在该工序加工过程中的产出时间。离散制造的产品生产具有明显的节拍性，生产步骤或相互依存或相互连接，生产过程或相互衔接或相互连贯，好的生产过程，前后工序的节拍协调均衡，并联工序的节拍并行同步，才不会引起加工延迟和制品库存增加，生产能力能高效利用。
[0007]（3）前后道工序制品间的映射约束。离散制造的产品一般具有较为固定的产品结构，产品和零部件间的配套关系较为确定。进一步的，在产品生产过程中，工序或加工生成中间制品（零部件），或对中间制品组装成品，使得前道工序的制品往往是后道工序加工组装的输入，前后道工序的制品存在紧密的映射关系，该映射关系明确且固定。
[0008]结合离散制造上述三大特点，现有离散制造的业务流程建模对建模方法的主要要
求有：（1）易用易学习，是业务流程建模广泛推广的需要；（2）建模的快速化和高效化，是现代工业发展的需要；（3）支持模型的动态不确定性，才能适配离散制造生产过程的多变性和不确定性；（4）由于离散制造的前后道工序的制品存在紧密的映射关系，建模方法也必须支持前后道工序制品间的映射约束；（5）由于离散制造的生产过程和工序加工的节拍性，要求显性建模产品生产的节拍性与之适配；（6）图形模型和可执行语义，图形建模是建模可视化、模型更直观的需要，可执行语义使得建模能直接执行。
[0009]上述BPMN流程建模和执行语言具有5大类100多个元素及其图元，尽管具有强大的表达能力和跨领域的普适应用能力，但是也带来体系庞大、学习使用复杂、动态适应性能力不强的缺点，显然，BPMN流程建模和执行语言不能满足上述离散制造的业务流程建模对建模方法的要求，不能易用易学习、不能实现建模的快速化和高效化、不能支持模型的动态不确定性、不能满足前后道工序制品间的映射约束、不能满足显性建模产品生产的节拍性，同时图形模型不完善。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种离散制造的过程建模方法，该过程建模方法采用仅由道和工序两类元素构成的极简元模型，能适配离散制造过程的多变性和不确定性，同时支持前后道工序制品间的映射约束，具有显性建模产品生产的节拍性。
[0011]本技术方案中，离散制造的生产过程简称为生产过程。
[0012]为了解决上述现有技术问题,本专利技术的技术方案是:本专利技术一种离散制造的过程建模方法，所述过程建模方法为Discrete Manufacturing Process Model and Method，简称为DMPM，所述过程建模方法只有道和工序两个基本元素；所述道为生产过程的路径，由行和步组成，行是在道上供单一横线上的工序执行任务的部分，用于容纳单一横线上的多个相近工序，步是生产过程中的执行步伐，用于控制生产过程的工序节拍和执行时序，一个生产过程只有一条道，一条道上有一行或两行或多行，且一条道上有一步或两步或多步，每行或每步都按顺序设置有序号并形成行号、步号，行号区隔不同的行，步号按顺序代表时序关系，一条道上所有的行、步分别垂直相交形成网格，一行一步形成一个子格，建模时一个子格容纳一个工序；所述工序为生产过程中生产特定制品任务的步骤，它包括加工工序、复合工序、空工序，所述加工工序是具备一系列加工操作的工序，所述复合工序是由多个不同加工工序组成的子过程，所述空工序是不做任何加工操作的工序，用来在道上占位以协调工序间的节拍均衡或同步；所述工序还包括X环工序，所述X环工序循环执行任意次且每次为任意加工工序，所述X环工序循环执行任意次直到预先设置的终止工序， X环工序用来建模在设计期不能预先确定而在执行期动态调整的生产过程，且作为收集和监管这种生产过程的检索；所述加工工序包括基本属性、任务规则、映射规则、输出规则；所述过程建模方法的道及道中行和步的定义，特别是步的依时序取号特性指示了生产过程的执行走向性，即控制流的方向性和节拍性，输出规则定义前步工序生产的制品对后步工序的输出关系，决定多行同步工序间的分支汇聚，映射规则、任务规则分别定义工
序上输入输出制品间的映射关系和任务规则，决定工序任务的生成、分派与执行。
[0013]进一步，所述加工工序的基本属性包括操作集、执行体类型、工装模具、工艺指导，所述操作集为该工序上执行的操作动作集合，所述操作动作集合包括领料、投料、报工、存库、报废，所述执行体类型为执行该工序任务活动的人员角色或机器类型，所述工装模具为完成工序任务所需的工装、夹具和模具，所述工艺指导包括工序作业文件、质检模板。
[0014]进一步，所述加工工序的映射规包含制品映射和物料映射，所述制品映射定义该工序上的输入制品和输出制品间的确定性映射关系，所述物料映射定义该工序上的物料输入和输出制品间的映射关系。
[0015]进一步，所述加工工序的任务规则包括任务生成规则、任务分派规则，任务生成规则定义任务生成的前置条件和生成策略，前置条件为任务生成时必须满足为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离散制造的过程建模方法，其特征在于：所述过程建模方法为Discrete Manufacturing Process Model and Method，简称为DMPM，所述过程建模方法只有道和工序两个基本元素；所述道为生产过程的路径，由行和步组成，行是在道上供单一横线上的工序执行任务的部分，用于容纳单一横线上的多个相近工序，步是生产过程中的执行步伐，用于控制生产过程的工序节拍和执行时序，一个生产过程只有一条道，一条道上有一行或两行或多行，且一条道上有一步或两步或多步，每行或每步都按顺序设置有序号并形成行号、步号，行号区隔不同的行，步号按顺序代表时序关系，一条道上所有的行、步分别垂直相交形成网格，一行一步形成一个子格，建模时一个子格容纳一个工序；所述工序为生产过程中生产特定制品任务的步骤，它包括加工工序、复合工序、空工序，所述加工工序是具备一系列加工操作的工序，所述复合工序是由多个不同加工工序组成的子过程，所述空工序是不做任何加工操作的工序，用来在道上占位以协调工序间的节拍均衡或同步；所述工序还包括X环工序，所述X环工序循环执行任意次且每次为任意加工工序，所述X环工序循环执行任意次直到预先设置的终止工序， X环工序用来建模在设计期不能预先确定而在执行期动态调整的生产过程，且作为收集和监管这种生产过程的检索；所述加工工序包括基本属性、任务规则、映射规则、输出规则；所述过程建模方法的道及道中行和步的定义，特别是步的依时序取号特性指示了生产过程的执行走向性，即控制流的方向性和节拍性，输出规则定义前步工序生产的制品对后步工序的输出关系，决定多行同步工序间的分支汇聚，映射规则、任务规则分别定义工序上输入输出制品间的映射关系和任务规则，决定工序任务的生成、分派与执行。2.根据权利要求1所述的一种离散制造的过程建模方法，其特征在于，所述加工工序的基本属性包括操作集、执行体类型、工装模具、工艺指导，所述操作集为该工序上执行的操作动作集合，所述操作动作集合包括领料、投料、报工、存库、报废，所述执行体类型为执行该工序任务活动的人员角色或机器类型，所述工装模具为完成工序任务所需的工装、夹具和模具，所述工艺指导包括工序作业文件、质检模板。3.根据权利要求2所述的一种离散制造的过程建模方法，其特征在于，所述加工工序的映射规包含制品映射和物料映射，所述制品映射定义该工序上的输入制品和输出制品间的确定性映射关系，所述物料映...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长云，何频捷，廖立君，
申请(专利权)人：湖南云智迅联科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：