跟AMT学制造执行系统MES之MES过程建模实例（AMT 夏敬华）

这里以一类批量制造过程建模来说明MES建模的具体过程。首先给出过程模型主要组成部分的定义：

(1) 单元：是批量生产中的一组处理设备，用以物料处理或物料存储，如搅拌器、蒸器等
(2) 连接：是批量生产中的一组传输设备，用以实现物料从源单元向目标单元的输送，如阀、泵等，通常由多个设备段构成一个连接；
(3) 处理类：一个处理类是一组单元的集合，每一处理类中的各个单元具有相同的处理能力或执行一样的功能，如几个搅拌效率不同的搅拌器就属于一个处理类；
(4) 传输类：一个传输类是一组连接的集合，其中每一连接的源单元和目标单元分别属于同一处理类；
(5) 能力属性：分为处理类能力属性和传输类能力属性，是对处理类和传输类的功能界定；
(6) 流程线：由一组单元及相应的连接构成，基于此可实现从主配方向控制配方的转化，从而达到执行配方的目的；
(7) 标记：是过程模型中一种特殊的数据类型，用以实现过程模型和底层控制系统的数据连接，包括单元标记、连接标记、处理标记、传输标记以及设备标记等。

图4批流程生产过程模型

由此可以给出批量生产过程建模的一般步骤：①定义单元；②由多个单元定义不同的处理类；③定义单元间的连接；④定义构成每个连接的设备段；⑤由多个连接定义不同的传输类；⑥分别定义处理类和传输类的能力属性；⑦定义设备状态；⑧定义流程线；⑨定义各种标记。

建立的过程模型及其各个组成部分间的关系可用图4表示，其中由配方编辑生成的主配方建立在处理类和传输类的基础上，与具体设备无关，当其与流程线相结合时，经过确认流程线中是否具备主配方中定义的物料，以及保证流程线满足主配方的设备要求，从而基于流程线将主配方转化为控制配方，实现对底层控制系统的控制；同时通过定义各种标记，可实现批量管理与控制系统和底层控制系统之间的数据传输，实现两个控制层间的信息集成。

这样建立的过程模型具备对象特征，主配方由处理类和相应的传输类元素构成，每一种处理类和对象类都是一种对象，封装一定的对象属性，同时通过定义标记具备了与底层控制系统的通讯连接功能；单元和连接则是处理类和传输类的实例化，对处理类和传输类具有继承性；具体的单元则构成了流程线对象，一个单元可属于多个不同的流程线。在由主配方向控制配方的转化过程中，通过单元（连接）对象对处理类（传输类）对象的继承，主配方经由流程线实现了实例化，生成具体的控制配方。这种柔性的过程建模增强了批流程企业面向动态产品的自适应生产能力；引入处理类和传输类等对象，使批量管理与控制系统具有在引入新产品的情况下重新配置和修改配方、生产流程，在柔性配方下建立柔性的流程线的功能。

图5 某生产流程图

图5为某一具体生产流程，基于该生产流程应用上述的方法在过程建模工具Inbatch中进行过程建模，主要模型数据如表1所示。

表1 模型数据 

在建立的过程模型的基础上，进行相应的物料编辑、配方编辑等，生成具体的控制配方，完成对实际生产过程的控制；同时通过定义各种类型的标记，可实现以过程模型为引擎的前端应用，进行批量调度、批量列表、批量消息显示、物料跟踪、设备状态维护等。本例前端应用的实现环境为Intouch,具体实现方式如图6所示。

图6应用实现方式