一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及流水線、混合流水線等復(fù)雜加 工制造行業(yè)，在復(fù)雜生產(chǎn)過程中，智能化方式處理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息化的方法，是一種復(fù)雜生產(chǎn) 制造過程的智能建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)制造地位，全球500強(qiáng)企業(yè)中，制造企業(yè)有208家，占 41. 6%，其營業(yè)收入占總收入的44. 7%。制造工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r直接影響國家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和綜 合國力的強(qiáng)弱。
[0003] 為提高企業(yè)的市場競爭力，提高企業(yè)自動(dòng)化水平，加工制造企業(yè)越來越重視信息 化建設(shè)° ERP(Enterprise Resource Planning)>MES(Manufacturing Execution System)、 APS (Advanced Planning and Scheduling)等信息系統(tǒng)分別從不同的層面解決企業(yè)問題， 提高企業(yè)管理水平、自動(dòng)化水平、產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，預(yù)測生產(chǎn)進(jìn)度。 產(chǎn)品生產(chǎn)過程的建模，是整個(gè)信息化系統(tǒng)地基礎(chǔ)，模型的優(yōu)劣程度直接影響其他系統(tǒng)性能。 產(chǎn)品生產(chǎn)過程模型是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程跟蹤、生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)過程預(yù) 警的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和產(chǎn)品質(zhì)量保證的關(guān)鍵，其重要性在流水線加工制造行業(yè)更 為明顯。在激烈的市場競爭中，單一和一成不變的產(chǎn)品是無法滿足市場需求的，加工制造企 業(yè)為保證其在市場中能處于有利地位，必須實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可定制化和能快速推出新產(chǎn)品。無 論是產(chǎn)品的可定制化還是新產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程中所需的原料或物料、加工設(shè)備、加 工技能等要素都需重新定義，同時(shí)產(chǎn)品的加工工藝越來越復(fù)雜，所需的工藝越來越多（少則 幾十，多則幾百)，對原料和資源的需求越來越高，產(chǎn)品生產(chǎn)加工制造過程信息的生成與維 護(hù)難度和成本越來越大。產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的智能建模與優(yōu)化，對于企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提 高企業(yè)市場競爭力，降低生產(chǎn)護(hù)成本，縮短開發(fā)周期具有極其重要的價(jià)值，也是急于解決的 難題。
[0004] 由上述可知，產(chǎn)品的復(fù)雜生產(chǎn)制造過程模型對于企業(yè)的信息化建設(shè)具有非常重要 的意義，同時(shí)由于各行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化導(dǎo)致生產(chǎn)制造過程模型差異很大，因此需要一 種有效的復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建 模方法。
[0006] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模 方法，包括產(chǎn)品加工制造過程的物理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型轉(zhuǎn)變和可視化邏輯模型向 物理存儲(chǔ)模型轉(zhuǎn)變，包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :將產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程抽象分為兩類：物理存儲(chǔ)模型P和邏輯可視化模型L；
[0008] 步驟2 :根據(jù)步驟1，將物理存儲(chǔ)模型抽象為一系列記錄組成的記錄集合，表示為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，包括產(chǎn)品加工制造過程的物 理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型轉(zhuǎn)變和可視化邏輯模型向物理存儲(chǔ)模型轉(zhuǎn)變，包括W下步 驟： 步驟1 ;將產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程抽象分為兩類；物理存儲(chǔ)模型P和邏輯可視化模型L; 步驟2 ;根據(jù)步驟1，將物理存儲(chǔ)模型抽象為一系列記錄組成的記錄集合，表示為
其中而為記錄； 步驟3 ;根據(jù)步驟1，將邏輯可視化模型L抽象為一系列節(jié)點(diǎn)和鏈接組成的集合，表示為
其中Mi為節(jié)點(diǎn)，Xj為鏈接； 如果是物理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型轉(zhuǎn)變，則執(zhí)行步驟4 ;如果是可視化邏輯模型 向物理存儲(chǔ)模型轉(zhuǎn)變，則執(zhí)行步驟5 ; 步驟4 ;根據(jù)步驟2和步驟3,定義物理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型的轉(zhuǎn)換過程： 所述物理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型的正向轉(zhuǎn)換關(guān)系；L=F(P)，即將物理存儲(chǔ)模型 中馬的映射為邏輯可視化模型中的Mi，將Ri之間的關(guān)系映射為Xj; 所述物理存儲(chǔ)模型向可視化邏輯模型的可視化過程；首先實(shí)現(xiàn)所有Mi節(jié)點(diǎn)的可視化； 其次根據(jù)鏈接和節(jié)點(diǎn)的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)所有鏈接的可視化； 步驟5 ;根據(jù)步驟2和步驟3,定義可視化邏輯模型向物理存儲(chǔ)模型的轉(zhuǎn)換過程： 所述物理存儲(chǔ)模型和可視化邏輯模型的逆向轉(zhuǎn)換關(guān)系：P=巧。，即將邏輯可視化模 型中Mi的映射為物理存儲(chǔ)模型中的而，根據(jù)Xj對所有的而進(jìn)行調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 記錄而的屬性集為；{唯一標(biāo)識(shí)，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，訂單標(biāo)識(shí)，工藝標(biāo)識(shí)，工藝序號(hào)，制造資源/成品 標(biāo)識(shí)，制造資源/成品數(shù)量，工時(shí)，前制造時(shí)間，后制造時(shí)間，指令類型標(biāo)識(shí)，指令標(biāo)識(shí)，連接 方式，指令有效條件，移動(dòng)最小時(shí)間，移動(dòng)最大時(shí)間，前工藝}。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 節(jié)點(diǎn)Mi的類型包括工序節(jié)點(diǎn)類型、產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)類型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 鏈接和節(jié)點(diǎn)的邏輯關(guān)系定義為：0 =MiUM^i，j)G(1. . . .n) (i聲j)，其中，Mi代表源節(jié) 點(diǎn)，Mj代表目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 工藝節(jié)點(diǎn)的屬性集為；{節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)，加工狀態(tài)，工藝標(biāo)識(shí)，工時(shí)，前制造時(shí)間，后制造時(shí) 間，資源標(biāo)識(shí)集合，橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)，Z序，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、工藝序號(hào)}。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)的屬性集為：{節(jié)點(diǎn)唯一標(biāo)識(shí)，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)，Z序}。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 鏈接的屬性集為：{鏈接唯一標(biāo)識(shí)，源節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，目標(biāo)結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)，目標(biāo)結(jié)點(diǎn)標(biāo) 識(shí)}。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 工藝節(jié)點(diǎn)是對產(chǎn)品的加工工藝的可視化抽象，存在形式為自定義控件，包含工藝信息和資 源/物料信息，用戶可W更換工藝和資源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，所述 產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)是成品信息或需要加工且具有明確工藝路線的半成品信息的抽象，存在形式為自 定義控件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法，其特征在于，還包 括；新建節(jié)點(diǎn)事件，即新建工藝節(jié)點(diǎn)事件和新建產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)事件； 或修改節(jié)點(diǎn)事件，即修改工藝節(jié)點(diǎn)事件、修改產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)事件和鏈接路徑修改事件； 或刪除節(jié)點(diǎn)事件，即刪除工藝節(jié)點(diǎn)事件、刪除產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)事件和刪除鏈接事件； 或選擇事件包括資源選擇事件、產(chǎn)品信息變更事件和工藝信息變更事件。
【專利摘要】本發(fā)明涉及加工制造行業(yè)的一種復(fù)雜生產(chǎn)制造過程的智能建模方法。智能建模技術(shù)包含兩部分：產(chǎn)品加工制造過程模型的可視化和可視化形式智能構(gòu)建產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的建模技術(shù)。產(chǎn)品加工制造過程模型的可視化其步驟如下：讀取產(chǎn)品的物理存儲(chǔ)模型；構(gòu)建產(chǎn)品的加工工藝組件；構(gòu)建產(chǎn)品組件；構(gòu)建所有組件間的鏈接；遍歷所有工藝節(jié)點(diǎn)，如某工藝需要使用其它加工產(chǎn)品，則構(gòu)建該加工產(chǎn)品的可視化樹，父節(jié)點(diǎn)組件及該工藝組件，構(gòu)建過程重復(fù)上述步驟。可視化形式智能構(gòu)建產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的建模技術(shù)其步驟如下：構(gòu)建產(chǎn)品的可視化樹；校驗(yàn)可視化樹；遍歷可視化數(shù)，生成物理存儲(chǔ)模型。本發(fā)明是生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)追蹤、生產(chǎn)預(yù)警的重要基礎(chǔ)，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低物耗成本、優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和提高企業(yè)市場競爭力。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104850068
【申請?zhí)枴緾N201410055332
【發(fā)明人】原文斌, 彭慧, 史海波
【申請人】中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年2月18日