管理制造订单的执行的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于在制造过程中对制造订单的执行进行管理的方法和系统，尤 其设及一种用于在采用计算机管理的制造执行系统（ME巧的生产设施中对制造订单的执 行进行管理的方法和系统。
【背景技术】 阳00引如由制造企业解决方案协会（MESA国际）所限定的，MES系统是通过管理"从发布 至IJ制造中的订单的点至交付到制成品中的产品的点的生产操作"并且通过"经由双向通信 向整个组织的其他方提供与生产活动有关的任务关键信息和供应链"来"推动制造操作的 有效执行的动态信息系统"。
[0003]MES系统通常包括W提高制造工厂的质量和过程性能的功能是资源分配和状态、 调度生产订单、数据收集/采集、质量管理、维护管理、性能分析、操作/详细日程安排、文档 控制、劳动管理、过程管理和产品跟踪。
[0004] 例如，西口子公司在其SIMATIC?产品系列下提供了广泛范围的MES产品。 阳0化]通常，在工程时期，MES客户端应用由系统工程师使用W根据特定制造工厂要求来 进行定制。相反地，在运行时期，MES客户端应用由终端用户如工厂操作员或生产线负责人 员使用。
[0006]在制造活动中，针对日程安排和执行两者W及为了最终实现良好水平的操作性 能，制造过程的精确建模是至关重要的。
[0007]在被称为ISA-S95的标准中发现了用于制造的模型的已知示例。该示例限定了针 对单独生产步骤的方案，所述方案包括与在制造执行系统中需要的不同生产阶段之间的信 息交换有关的规则。ISA-S95标准是用于MES系统的发展的公共基础。
[0008] 在生产订单的执行中，当从企业资源规划巧R巧水平转换到制造执行系统（ME巧 时的重要问题是限定在特定生产工厂中在特定时刻要使用设备的哪些部件（经过生产的 各步骤的路由管理和配置，除其他方面W外设及：设备段规格的生成、属于连续阶段的设备 之间的材料的传递……）。鉴于此，技术人员要在产品生产规则内指定设备的可能用于每个 过程段的部件，或者在订单的创建期间时常指定运种部件。运些操作尤其是当若干个路由 备选方案存在时是复杂且耗时的，因此，期望尽可能将运些操作自动化。
[0009] 通过使用由西口子公司在其SIMTICIT(简言之，SIT)系统中提出的"虚拟线"来 设置旨在使运些步骤自动化的步骤。"虚拟线"表示产品在生产期间将经过的设备部件集。 因为ERP水平包括与必须使用哪条线来生产产品有关的信息，但是可能没有与该生产线在 特定时刻设及设备的哪些部件有关的详细知识，所W虚拟线的概念是重要的。因此，需要查 阅"查找"表（包括与实际所设及的设备有关的信息）来将ERP订单转化成与特定工厂有关 的MES订单，并且虚拟线可W被认为是运种查找表的实现方式。通过名为行业库混合-生 产线管理库（ILH-LMG)的库来创建和维护SIT中的虚拟线。可W在网站WWW.siemens,com 上可获得的文档"SIMTIC口IndustiyLibrariesHybridforProcess-Functional Overview"中找到与ILH-LMG有关的一些信息。
[0010] 然而，虚拟线的现有设计没有与工厂的布局的设计结合，所W-些机制如针对订 单的所有阶段建立设备段规格W及在所关注的单元前后捜索设备单元的自动化是不可能 的。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种使得能够在MES系统内对生产订单的管理和执行的自 动化进行增强的方法和系统。
[0012] 本发明的目的是通过一种用于在工厂中经由MES系统对生产订单的执行进行管 理的方法和系统实现的，工厂包括设备的多个部件W及设备的部件之间的多个连接，该方 法包括对表示产品在生产期间将经过的设备的部件集的虚拟线进行限定的步骤，并且还包 括下述步骤：
[0013] 将设备部件和设备部件的连接与再现工厂的布局的有向图的节点和弧相关联，并 且将布局的数据存储为节点和弧的表；
[0014] 从被选定为根节点的工厂节点开始W包括能够从根节点到达的多个节点的方式 来创建至少一条虚拟线，所述至少一条虚拟线存在于工厂布局中；
[0015] 将至少一条虚拟线的数据存储为表示所述虚拟线的子有向图的节点和弧的表。
[0016] 由于使用了虚拟线，当（手动地、由操作员或者自动地从根据ERP水平下载的订单 的工作中屯、）识别了其中生产订单待被执行的生产线时，系统可W获得设备的待被使用的 整个部件集。由于结合了虚拟线设计和工厂布局设计，可W在工厂布局中限定一个或更多 个"虚拟路由"，并且可W在运行时期将生产执行指向在不同的路由上。此外，在运种限定中 设及的基本上整个操作可W容易地被自动化。
[0017] 在本发明的实施方式中，选择与生产订单有关的节点的步骤包括下述步骤：指定 所选定的节点所属于的过程阶段，并且，针对每个阶段和阶段中的每个节点来指示节点是 否是默认节点或者节点与该阶段是相关还是非相关。
[0018] 在本发明的实施方式中，该方法在所述输入步骤之后还包括：将材料分类或材料 限定与虚拟线相关联的步骤。
[0019] 在本发明的实施方式中，该方法还包括下述步骤：在根据规划水平输入订单或配 方或者手动创建订单或配方的情况下，在运行时期针对给定产品段或段要求建立一个或更 多个化的设备规格或设备要求。
[0020] 在本发明的实施方式中，通过API(应用程序接口）来执行对虚拟线的创建和对设 备规格/设备要求的建立。
[0021] 此外，提供了一种计算机程序元件，包括用于当被载入到计算设备的数字处理器 中时执行根据上述方法的步骤的计算机程序代码。
[0022] 此外，提供了一种存储在计算机可用介质中的计算机程序产品，该计算机程序产 品包括用于使计算设备执行上述方法的计算机可读程序代码。
【附图说明】
[0023] 现在参照附图描述本发明的优选但不唯一的实施方式，在附图中：
[0024] 图1是示出了工厂布局的有向图；
[0025] 图2至图6是在创建虚拟线的不同阶段期间操作员的计算机画面； 阳0%] 图7是本发明的方法的流程图；W及
[0027] 图8和图9是本发明在示例性实际情况中的应用。
【具体实施方式】
[0028] 为了清楚起见，下面的详细描述指的是本发明在SIT系统内的使用。
[0029] 图1示出了表示由S口的生产建模器（PM)(使用户能够跟随MES项目的整个生 命周期的图形工具）设置的工厂布局和基于所述布局的单条虚拟线（VL)的定向图（有向 图）。如已知的，是有序连接的设备的部件集（或设备单元），其中设备的部件及其连接分 别形成节点W及有向图的弧或边。鉴于此，W可互换的方式使用术语"节点"和"设备"（或 设备单元）。在本实例中，存在节点不能连接到其自身的限制。
[0030] 化准确地再现工厂布局，并且不同于物理连接，化不限定节点之间的连接。运避 免了在系统的不同点中复制图形步骤和重复连接配置，在系统的不同点中复制图形步骤和 重复连接配置导致系统复杂性和数据复制的增加，使得在更新的情况下难W维护。 阳03U 文中假定针对添加至化（完全连接的VL)的任何设备单元存在有在PM上限定的 物理连接。然而，在设备不具有限定的物理连接的情况下，甚至可W存在非连接的VL。不同 的节点可W属于由图1中的虚线框P1…P4所示的不同的生产阶段（产品段）。
[0032] 上述有向图在SQL(结构化查询语言）中由节点的表（即，标准ISA-S95的对象"设 备"的表格中的表示）和弧的表（"邻接矩阵"）来表示。文中被命名为"BPM_EWIPMENT" 和"BPM_EWIPMENT_PHYSI-CAL_LINK"的运种表可W具有下述结构：
[0033] 1. BPM_EWIPMENT
[0034] TABLE [化0]. [BPM_EWIPMENT](
[0035] [equip_id][nvarchar] (255)N0TN化L,
[0036] [equip_name] [nvarchar] (200)N0T NtXL,
[0037][equip-Uuid][nvarchar] (150)NOTNtXL,
[0038] [equip-Superior] [nvarchar] (25f5)NOTNtXL,
[0039] [equip_class_pk] [int]NtXL,
[0040] [equip_class_lvl_pk] [int]N0T NtXL,
[0041] 虹odule_pk] [int]N0T N化L,
[0042] [equip_in_plant]bit]NOTNtXL,
[0043] [equip_sta1:us] [smallint]NOTNtXL,
[0044] [equip_l油el][nvarchar] (25f5)NOTNtXL,
[0045] [RowUpdated] [datetime]N0T NtXL,
[0046][equip_pk] [int] IDENllTY(1，1)NOT NU化
[0047] 2. BPM_EWIPMENT_PHYSICAL_LINK
[0048] TABLE[化0]. [BPM_EWIPMENT_PHYSICAL_LINK](
[0049] [equip-Source-pk] [int]N0T NtXL,
[00加] [equip_dest_pk] [int]N0T NtXL,
[0051] [connection_type] [nvarchar] (3)N0TNtXL,
[0052] [RowUpdated] [datetime]N0TNtXL
[0053] 各字段的含义对于本领域技术人员而言是清楚的。
[0054] 借助于在本文中被命名为"Equipment"(设备）、"VirtualLine"(虚拟线）和 "Material"(材料）的专用表来表示化实体和表征化实体的整个信息。运种表的可能结 构公布如下：
[00巧]1.VirtualLine 阳化6] TABLEWbo]. [Vbtua化ine](
[0057] [VLPK] [int]亂L,
[0058] [化ID] [nvarchar] (4000)NU化，
[0059] [L油elingCode] [nvarchar] (4000)NtXL,
[0060] [WorkCenter] [nvarchar] (4000)NtXL,
[0061] [Plant] [nvarchar] (4000) NtXL
[0062] 2.Equipment
[0063] TABLE[clbo].圧quipment]
[0064] 圧quipmentID] [nvarchar] (4000)NtXL,
[00化] [VirtualLine] [int]NtXL,
[0066] [Phase] [nvarchar] (4000) NtXL,
[0067] 巧elevani:] [nvarchar] (4000)NtXL,
[0068] [IsWiaseDefault] [int]NU化
[0069] 3.Material
[0070] TABLE[化0]. [Material](
[0071] [MaterialID] [nvarchar] (4000)NtXL,<