基于工作流的装配车间可配置制造执行系统

　　制造执行系统(manufacture execution system,MES)作为计划层与车间控制层的中间层,起着上传下达的核心作用。随着制造执行系统在离散行业的应用越来越广泛,企业不断要求尽量缩短MES系统实施周期,同时对于MES系统的可配置性也提出了明确要求[1]。基于传统软件开发过程开发出来的MES系统,由于是根据具体某个企业特定状态而定制开发的,很有可能存在如下问题：

　　(1)在系统上线运行一段时间后企业的生产过程就发生了变化,系统必须针对变化修改源代码或重新设计开发。

　　(2)系统无法在同类型企业实施。因此,针对行业的可配置MES成为了发展趋势。文献[2, 3]分别提出了两种制造执行系统的框架模型。文献[4]提供了一个通用的MES系统的数据模型;文献[5]提出了一种基于组件的MES应用框架;文献[6]提出了使用CORBA实现一种可重构的MES。以上几种方式都是从开发人员角度的可配置方案,但是笔者希望从实施人员的角度或最终客户的角度解决MES系统的可配置问题。

　　可配置是指MES系统在不需要修改源代码或重新编译系统的前提下,通过一些非源码级的参数设置,即可以满足用户需求的变化特性。在实际的生产过程中,笔者认为以下情况不应该通过修改源代码来解决,而是应该通过配置来解决。如产品生产工艺的升级,产品BOM的升级,产品追踪要求的升级,质量数据的调整,同一生产线对多产品生产的支持以及MES实施过程引起的系统调整等。针对以上问题,笔者提出了一种基于工作流思想的制造执行系统(aworkflow basedmanufacture ex-ecution system,WFMES)设计。

　　1　工作流技术简介

　　工作流是一类能够完全或者部分自动执行的业务过程,它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行。经过几年的不断演变,目前工作流形成了3大主流方向或产品,分别是(1)WFMC的xPDL[7]; (2) OASIS的BPEL[8]; (3)OMG的BPMN和BPDM[9]。但是不管工作流技术如何发展,所有工作流技术都有如下

　　几个共同特点:

　　(1)都有一个工作流建模工具或语言,它使工作流定义过程与应用开发过程相对分离。

　　(2)都有一个核心的驱动引擎,它负责完成复杂的调度工作。工作流使用者在实际应用时不必再关心这一复杂过程的技术细节。

　　(3)每一种工作流技术都留有可以扩展的接口。

　　WFMES系统所涉及的相关角色可以这样分工:系统开发人员专注于通用生产流程的建模工具与流程调度引擎的开发;系统实施者利用流程建模工具对生产过程中的工艺路线进行可视化的建模,并对于包括产品定义、BOM、设备、工位、物料转化信息、质量信息等进行定义。建模完成后在运行时系统中布署相关产品生产流程,并由流程调度引擎驱动执行;最终客户全程参与系统的流程建模,并可以对建模参数进行调整。