控制制造过程的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制制造过程的方法和系统，特别是涉及采用计算机管理的 制造执行系统（MES)的生产设施中的一种用于控制制造过程的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 如制造企业解决方案协会（Manufacturing Enterprise Solutions Association) (MESA国际组织（MESA International))所定义的，MES系统是通过管理"从 下达订单进入制造的点至成品的产品交付的点的生产操作"，以及通过"经由双向通信跨组 织和跨供应链向他人"提供"与生产活动有关的任务关键信息"，来"驱动制造操作的有效执 行的动态信息系统"。
[0003] 为了提高制造工厂的质量和处理性能，MES系统通常包括的功能是资源分配和状 态、派送生产订单、数据收集/获取、质量管理、维护管理、性能分析、操作/细节调度、文档 控制、劳动力管理、过程管理和产品跟踪。
[0004] 例如，在西门子公司（Siemens Corp.)的沒IMAT丨产品家族下，西门子公司 提供了范围广泛的MES产品。
[0005] 通常，在设计时，MES客户端应用程序被系统工程师使用以根据特定制造工厂要求 进行定制。代替地，在运行时，诸如工厂操作员或生产线负责人员的终端用户使用MES客户 端应用程序。
[0006] 对制造过程的准确建模对于制造活动中的调度和执行两者以及对于最终达到良 好水平的操作性能来说是必要的。
[0007] 在称为ISA-S95的标准中具有用于制造的模型的公知示例。标准ISA-S95是使用 ISA S88标准的批处理模式的扩展，适用于离散和连续生产类型，其中ISA S88标准用于制 造中的过程控制工程。标准ISA-S95定义了各个生产步骤的方案，这些方案包括与制造执 行系统中所需的不同生产阶段之间的信息交换有关的规则。
[0008] 在MES系统中，必要的步骤是产品定义。这意味着工程师需要用于定义驱动成品 的生产的过程的工具。工程师将定义生产步骤、材料、设备，并且更一般地说，生产特定产品 所涉及和需要的所有资源。在ISA-S95标准中呈现了需要产品定义的证据。
[0009] 根据ISA-S95标准，并且如图1中所示，图1再现了该标准的部分1的图8,产品定 义信息包括三个不同的信息区域，即，用于调度的信息或资源清单（BoR)、材料信息或材料 清单（BoM)以及产品生产规则（PPR)。BoR是生产产品所需的所有资源的清单，包括材料、 人员、设备、能量和消耗品。BoM是生产产品所需的所有材料的清单，该清单示出所需的每种 材料的量：这些可以是原材料、中间材料、子组件（subassembly)、零件和消耗品。PPR是用 于指示制造操作如何生产产品的信息。PPR和相关联的BoR/BoM(图1中的虚线区域）的重 叠部分形成产品段（PS)。在下文中，PPR和BoR/BoM将还被分别称为"生产相关信息实体" 和"资源相关信息实体"。在本说明书中，"信息实体"将还被简称为"实体"。
[0010]目前，如ISA-S95中所定义的，产品定义和产品生产规则仅预知：PPR生产单个产 品，并且甚至颇为相似的产品（其生产共用大部分制造步骤和大部分材料）也需要不同的 产品定义。
[0011] 这种方法（不管产品如何，对每个产品都有一个产品定义）显然在MES系统中导 致了经常具有很少差别的产品定义的激增，因此导致了 MES系统的复杂度的增加。高复杂 度更容易造成错误、引入低效率，并且导致差的性能和高的维护成本。
[0012] 可能发生产品定义的激增的领域例如是制药行业或食品和饮料行业。例如，考虑 成品"维他命C片"和"维他命D片":除了某些材料（有效成分是不同的）以及某些过程参 数（例如，不同的混合次数）以外它们具有相似的过程和相似的成分。类似地，在食品行业 中，在生产香草冰淇淋和巧克力冰淇淋时，除了决定风味的成分（香草或巧克力）以及可能 除了允许生产同一种冰淇淋的一些变型的某些可选成分以外，基本上共用一切。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的是提供一种控制制造过程的方法，当工程师面对相似的过程时，该 方法允许避免产品定义的激增（以及由此引起的产品生产规则的激增），所述相似的过程 共用用于生产不同成品的大部分资源和大部分过程工作流程。
[0014] 通过一种方法和系统来实现上述目的，包括向MES系统提供产品定义信息的步 骤，该产品定义信息包括：包含关于如何制造产品的信息的生产相关信息实体，以及包含与 要用于制造该产品的资源有关的信息的资源相关信息实体。向MES系统提供产品定义信息 的步骤包括向MES系统提供用于制造多种产品的单个生产相关信息实体，该多种产品的制 造过程共用大部分过程工作流程和大部分资源，并且向MES系统提供单个生产相关信息实 体的步骤依次包括：
[0015] a)针对非共用资源，在所述单个生产相关信息实体中存储将所述非共用资源定义 为一般资源的标签；
[0016] b)在创建针对特定产品的生产订单时通过创建与资源相关信息实体的绑定来将 一般资源解释为实际资源。
[0017] 在发明实施例中，通过将所述标签存储到每个资源相关实体中来建立生产相关实 体与资源相关实体之间的绑定，其中所述单个生产相关实体涉及所述每个资源相关实体以 用于生产每个特定商品。
[0018] 在发明实施例中，标签是全局唯一标识符（⑶ID)。
[0019] 在发明实施例中，资源是在生产中要使用的材料。
[0020] 在发明实施例中，产品定义信息优选地可以取自ISA-S95标准，并且生产相关实 体和资源相关实体分别是产品生产规则和材料清单。
[0021] 此外，能够提供计算机程序单元，该单元包括计算机程序代码，该代码用于在被装 载在计算设备的数字处理器中时执行根据上述方法的步骤。
[0022] 另外，能够提供存储在计算机可用介质上的计算机程序产品，该计算机程序产品 包括用于使计算设备执行所提到的方法的计算机可读程序代码。
[0023] 因此，本发明的实施例提供了针对要生产的多种成品的单个产品生产规则，并且 在创建特定生产订单时所述单个生产规则将涉及特定材料清单。
[0024] 由于诸如GUID的简单标签的使用，所以容易实现将一般材料解释为真实材料，并 且不给系统增加复杂度，其中该简单标签被存储在PPR和BoM中，并且识别一般的、非共用 材料。
【附图说明】
[0025] 现在将参考附图以优选而非排他性的实施方式来描述本发明，其中：
[0026] 图1示出了根据ISA-S95标准的产品定义信息；
[0027] 图2是本发明的方法的流程图；以及
[0028] 图3示出了本发明的示例性应用程序的单个PPR和BoM。
【具体实施方式】
[0029] 根据本发明，经由MES系统来控制工厂的制造过程。MES系统被提供有如图1中示 出的产品定义信息。产品定义信息包括：生产相关的信息实体，特别是具有与之相关联的一 个或更多个PS的至少一个PPR ;以及资源相关的信息实体，特别是PPR所涉及的用于每个 产品的BoM。
[0030] 如前面所提到的，在符合ISA-S95标准的MES系统中，在产品定义与产品之间存在 一一对应关系。为了解决该方法中固有的上述问题，根据本发明，引进了 PPR多种最终材料 的概念，即PPR能够定义生产一组成品（例如，维他命C或维他命D ;香草冰淇淋或巧克力 冰淇淋……）而不是单个成品的过程