工作流技術與生產管理論文

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1生產過程分析

對于企業的生產過程進行管理，首先要對其生產過程分析、總結，提取主要的生產類型和對應的流程。在企業的生產過程中，主要的管理對象包括設備、人員、物料、能源和產品。

（1）設備：設備是對原材料或者中間產品進行加工。設備的屬性主要包括：加工類型、生產率、維護周期等。不同類型的設備對應不同的加工工序，可以加工不同類型的產品和原材料，其維護保養的周期也不同。在進行管理時必須要考慮這些因素。

（2）人員：這里的人員是進行加工操作的人員。人員的屬性包括：工種、熟練程度、工作時間等。根據不同的工種，可以進行不同的加工工序，同時要考慮人員的工作時間，安排必要的休息時間。

（3）物料：主要指生產的原材料和中間產品。這里的物料不光包括在生產過程中使用的原材料，還包括其在倉庫的庫存量。物料的主要屬性包括：類型、數量、合格率等。不同的產品需要不同的原材料加工而成，同時我們還要隨時掌握物料的庫存量，保證在生產過程中原材料的供應。

（4）能源：主要指加工過程中所使用的電、水等能源。能源的管理主要是針對能源的消耗與產品的生產率關系。其主要屬性包括：利用率、單位消耗速度。

（5）產品：主要指生產出來的完成品，即最終提供給客戶的產品。產品的主要屬性包括：生產速度、工序工藝、生產周期、物料清單。不同的產品，其加工的方式和工藝路徑不同，所以加工時間、所需要的原材料、生產一件產品的時間也不同，在生產管理的過程中，需要掌握產品的生產進度，以及所需要的物料、設備、能源、人員的信息。當企業接收到一份訂單，需要制定一個生產計劃，這一生產計劃受到企業的設備運轉情況、物料庫存、產品的生產周期等條件約束，必須符合企業的實際生產能力。制定生產計劃后，需要按照計劃進行生產，在生產的過程中，監控生產進度，對整個生產過程進行管理，保證訂單的按時完成。生產管理系統會保證產品按照一定的生產流程有序的進行生產，如果出現影響生產進行的事件，需要按照一定規則調整生產計劃，保證訂單的按時完成。

2系統架構設計

最下層的PCS為生產現場的數據采集設備，不包括在本文的生產管理系統中。但是PCS所采集的數據為系統所用，生產管理系統管理的依據主要來源于生產現場數據的分析。當現場的數據被采集后，接下來的工作就交給生產管理系統完成。系統中的數據分析模塊對采集上來的數據進行分析，特別是關鍵數據，例如報警數據、廢品數據、設備故障數據等對生產進行會產生負面影響的數據。當出線關鍵數據后，對其分析，依據事件類型將數據分析結果生成任務，并進一步處理。處理之后的結果會返回給操縱人員或者管理員，同時記錄上傳至ERP系統，作為未來制訂生產計劃的依據之一。

2.1數據分析

當數據采集系統獲得生產現場實時數據后，需要對數據進行分析。實時采集的數據記錄的是生產進行的狀態，通過數據分析，我們可以知道生產進行到哪里，是否按照生產計劃進行，在生產過程中是否有計劃外事件發生，以及事件的類型及發生原因。

2.2任務生成

當生產現場的實時數據采集上來并通過數據分析后，會針對不同類型的數據生成不同的任務交給生產管理系統進行處理。不同的任務對應不同的處理流程，在這里，將數據分析后的數據繼續分解為任務清單，交給任務處理模塊進行下一步工作。

2.3任務處理

任務生成模塊將生產現場采集的數據轉換成任務清單，交給任務處理模塊進行處理。處理時，需要嚴格按照清單內容有序的執行，保證任務的有效性。因為不同的任務優先級不同，所以在處理時需要采取不同的策略。在生產過程中，現場的PCS會定時的、不斷地返回數據，生產管理系統需要對這些數據進行及時的處理及保存，所以我們采用了工作流技術對這些數據進行處理，實現生產管理系統的功能。

2.4基于工作流技術的生產管理系統

工作流技術的特點是將所有的任務按照一定的規則有序處理，符合前文中我們設計的系統框架。利用工作流技術，我們可以很好的讓采集到的數據按照我們的設計有序處理。工作流系統的處理核心是工作流引擎，工作流引擎的效率直接決定系統的處理效率，為了提高生產管理系統的效率和實時性，我們可以采用多工作流引擎并發處理任務，有效提高系統的實時性和處理速度。工作流引擎可以采用單處理器，也可以采用多處理器。單處理器簡單，適用于小規模數據處理；多處理器復雜，但是可以并發處理數據，適合大規模數據。因為生產過程的數據定時、不間斷采集，而且隨著生產規模的擴大，數據規模也隨之快速增長，所以采用多處理器并發處理數據，可以有效提高處理效率以及系統的實時性。

3管理系統實現

通過對生產管理系統的框架設計以及工作流技術的介紹，筆者在理論上驗證了系統的合理性，接下來需要通過實際應用來驗證其應用性。本文設計的生產管理系統已經部分應用于某煙草企業，其生產過程具有典型的混合生產特點，在整個煙草生產過程中既有煙絲生產這樣的流程型生產過程，也有剪切包這樣的離散型生產過程。生產過程復雜，現場采集數據量大，且生產計劃安排緊密，需要生產管理系統具有一定的實時性，以及高效的數據處理方式和便于理解的流程定義。利用前文設計的生產管理系統，采用工作流技術，設計不同數據類型的處理規則以及流程，采用多工作流引擎并發處理任務。工作流定義數據處理流程便于理解，而且維護方便，可以針對不同的產品建立產品的任務規則庫。工作流引擎采用并發實時處理的方式，可以有效提高任務的處理效率，并且保證高優先級、高實時性要求的任務優先處理。針對不同任務的不同優先級設置，我們可以建立任務優先級規則庫，通過配置滿足不同情況的不同要求。通過在煙草企業的實際應用，生產管理系統基本滿足了企業的實際需求，達到了設計的目標，有效提高了企業的生產效率，降低了管理成本。

4結束語

本文針對企業的生產過程特點，利用工作流技術，設計了基于工作流技術的生產管理系統，目的在于降低企業生產現場的管理難度，提高企業的生產效率，減少企業的管理成本。通過在煙草企業的實際應用，該系統滿足了企業的實際需求，并且有效的提高了生產管理的效率，降低了因為生產過程中的一些突發事件對生產計劃的影響，提高了企業生產效率。企業的實際應用結果證明，本文設計的基于工作流技術的生產管理系統具有一定的實用性和先進性。接下來，還需要對工作流引擎進行研究，以提高數據處理的效率以及實時性，提高系統的應用范圍。

作者:劉銘朱瑞龍單位:紅塔遼寧煙草有限責任公司中國科學院沈陽自動化研究所