智能工厂的基础建模
2018/09/14 21:48:14
工厂建模的目的是为了数字化、结构化的描述和处理生产制造环节的各种信息，按照组织划分的原则、业务协同的规则、数据统计的规则、物料(能源)平衡的原则等一系列共性规则和约束，将生产制造信息与物理世界联系起来。
人(业务、组织)、机(设备、产线)、物(物料、产品)在生产制造环节实现了数字化融合,那么,工厂作为生产制造环节的主要承载者,其基础建模也一定离不开这三部分,即业务组织建模、物理实体建模和产品工艺建模。
先说业务组织建模。
业务组织是企业开展业务工作的基础，也是评价业务绩效的主体责任单元。有了工厂组织模型的定义，就可以按组织的维度洞察业务流程性能和制造过程绩效。一般来说，工厂业务组织模型应该包括一个树形的生产组织架构以及岗位人员、工作制度等基础信息的定义。
再说物理实体建模。
物理实体是对生产线、生产单元、生产节点等物理生产资源的抽象和描述。常见的物理实体建模有两种方式，一种是自顶向下的切割式建模，以ERP为代表，一种是自底向上的装配式建模，以MES为代表。
在ERP中，对物理生产资源的描述是高度抽象化的，它站在生产组织和业务管理的角度，向下透视，把物理生产资源切割成一个个工作中心，建立起计划排产、生产统计和成本归集的基本业务单元。
在MES中，由于管理的对象更加贴近实际生产资源，所以就更强调了物理建模的仿真性。它站在实际物理生产场景的角度，把一个个物理生产资源构件化，然后再逐级向上装配，最终形成一个工厂的物理模型。
以化工企业的工厂建模为例，首先在物理边缘建立起与物理生产资源对应的节点模型，如侧线、罐、进出厂点、汇流点、互供点、装置界区节点、计量节点、库位、能源节点等，再向上装配形成物理界区模型，并在ERP与MES的对接处建立ERP工作中心与MES物理实体以及组织模型的映射，如下图所示。
最后说产品工艺建模。
工艺模型是产品付诸生产的具体行动方案和路线图，用于定义产品生产的工序和步骤，是产品从原料到中间产品再到最终产品的形态变化过程，是生产平衡、能源平衡、物料平衡的统计模型和工程模型。
工序过程在生产单元上完成，不同工艺路线在相同工序上的工艺要求不同，形成不同工艺的工艺卡片，记录工序上的投入、产出、能耗、工艺参数、作业步骤。
这样，通过三个基本模型和模型间引用关系的定义和构建，来完整描述智能工厂的数字主线，从而建立起智能工厂的数字化模型。