在變壓器廠中使用 ISA-95 應用程式進行排程整合

王振耀發表於2022-01-10

介紹

在工業批量和連續生產/運營環境中,排程涉及將諸如罐、反應器和其他加工裝置之類的資源分配給生產/運營任務。第 4 層生產/運營計劃確定要製造什麼產品、要製造多少產品以及何時製造。根據裝置、物料、人員和班次的可用性,隨著時間的推移分配資源。詳細的排程優化解決方案使用啟發式模型描述生產/運營過程,以找到分配給定任務和資源的最佳方式。詳細排程是生產的核心,與生產控制、訂單處理、物料和能源控制以及維護密切相關。

ISA-95 標準是為在企業資源規劃(ERP,ISA-95 第4層)和控制(第3層)層次上連線供應鏈而建立的。該標準與典型的生產環境密切相關,包含排程和排程所需的所有主要元素。在該標準中,排程是製造運營管理 (MOM) 的核心,與生產控制密切相關。在 ISA-95 中,詳細的生產/運營計劃通常發生在第 3 層。詳細的生產/運營計劃改進了從第 4 層獲得的生產/運營計劃。

ISA-95 的擴充套件標記語言 (XML) 實現是來自 WBF-生產技術組織的企業到製造標記語言 (B2MML)。B2MML 包括幾個複雜的元素,包含各種生產裝置和產品方面。從排程的角度來看,BLMML 的核心元素是“生產排程”。

有多種實現 ISA-95 標準和 B2MML 的方法。通過其靈活性和對擴充套件的開放性,ISA-95 還適用於訂單和生產/運營相關資訊從 ERP 級別向下傳遞的情況,並且初始生產/運營計劃本身將在 MOM(第3層)系統中執行。

在某些情況下,為了能夠為基於邏輯的決策提供所有必要的資訊,有必要實施 ISA-95 標準不支援的資料傳輸。標準中未包含的此類資料(生產/運營引數)的一個示例是產品的釋出日期和到期日(發貨日期或者到達客戶地點的日期)。釋出日期是產品可以生產的確切時間。由於物料或裝置的可用性,釋出日期可能會受到限制。到期日同樣重要,是指產品必須可用的日期,通常是由於客戶的要求。

在這裡,描述了使用 ISA-95 標準的排程解決方案的企業對製造 (B2M) 的整合。該應用程式展示了一種利用現有元素並使用提供的方法擴充套件 BZMML 檔案的方法。生成的輸入資料包含的資訊比 ISA-95 最初設計的要多得多,因為優化是作為 MOM 級別上的一個單獨模組進行的。因此,所有輸入/輸出資訊必須通過 ISA-95 提供。另一方面,輸出檔案完全適合 ISA-95 環境。該案例研究還表明,許多實際應用程式只需要實現所提供元素的一小部分,並且總是有多種選擇可以實現這一點。

本文是作為 MESA/ISA-95 的一種實踐的一部分編寫的,並作為對開發基於 ISA-95 MOM 標準的製造系​​統的一種實踐的描述。

生產/運營計劃系統簡介

生產/操作排程系統經常在批量生產/操作中找到它們的應用。在批量生產/操作中,每個批次或產品都在連續的生產/操作階段進行處理。每個階段使用一個或多個並行裝置單元來處理批次。排程系統採用批次訂單列表並生成詳細的時間表,指定在什麼時間在哪個裝置上生產哪個批次。在生成詳細時間表時,可能必須考慮其他有限或並行的資源。因此,在詳細排程中做出的最常見的決定是:

  • 資源分配:在哪裡生產哪個批次,由誰生產,數量是多少
  • 批次排序:按什麼順序生產批次
  • 批次計時:確切地何時使用分配的資源生產批次

因此,一個詳細的排程方案必須能夠考慮工廠的相關物料流,考慮所有的生產裝置專案及其當前狀態,並可能還管理能源或其他有限資源的使用。

計劃通常用甘特圖表示,該圖展示隨時間向裝置分配的批次。甘特圖的簡單圖示如圖 6-1 所示。在這裡,六個批次被分配給三個替代裝置單元。對批次進行排序,並確定每批次的生產開始和結束時間。

圖 6-1:在三個並聯裝置單元上隨時間分配六個批次的甘特圖表示

排程的另一個重要方面,特別是在具有並行裝置單元的多級工廠中,是通過工廠的批次路由進行批量排程。圖 6-2 展示了具有三個連續處理步驟的工廠的示例,每個步驟都配備了三個並行裝置單元。此處,批次 1 首先在階段 1 中的裝置 1 上進行處理,然後再移至階段2 中的裝置 5 和階段 3 中的裝置 8。這個簡單的示例只是一種可能性,並提出了通過工廠的多種可能的替代路線。

圖 6-2:批次 1 通過多級批處理工廠中的連續階段和並行裝置單元的路由

詳細的排程是生產/運營物流的重要組成部分。如 ISA-95 標準第 3 部分所述,詳細生產/操作排程的主要任務包括:

  • 建立和維護詳細的生產/運營計劃
  • 將實際生產/運營與計劃生產/運營進行比較
  • 執行假設模擬以確定瓶頸並估計生產流速和工作流程

將詳細的排程解決方案連線到控制系統可以利用這些好處,因為排程所需的大部分當前狀態資料都可以自動訪問。此外,該解決方案隨後成為控制系統基礎設施的一個功能部分,並且所使用的資料可以始終保持最新。

為了更輕鬆地連線到其他系統,需要很好地定義應用程式介面。重點是詳細排程解決方案需要哪些資訊以及解決方案應返回哪些資訊,例如,第 4 層的企業計劃和物流。

詳細的排程活動通常是與執行的節拍是不一致的,因為它通常需要一些時間,從幾分鐘到幾小時不等。輸入解決方案的重要輸入資料在排程活動完成併發布到生產時必須仍然有效。如果活動開始後實時狀態資料發生變化,則必須重新計算詳細計劃。

一個好的詳細的生產/運營計劃通常是一個短生產期的計劃,即開始和完成有限和特定批次生產之間的時間。詳細的生產/運營計劃可以通過以下一種或幾種方法的組合得出:

  1. 手動:在討論和考慮工廠限制後,規劃團隊使用標準化辦公工具(如Excel或專門的規劃支援軟體)制定詳細的時間表。這些軟體工具可以視覺化生產/運營計劃,但不會生成它——所有決定都由使用者做出。通常情況下,詳細的時間表只是用紙筆將計劃表寫下來。手動生成的時間表通常被認為是好的時間表,但需要付出巨大的努力,並且對排程人員的技能極為敏感。如果沒有經驗豐富的計劃人員,進度表的質量就會受到影響。通常,根據可用資源的當前狀態在車間調整手動生成的詳細計劃,其中計劃人員定期手動更新按計劃生產的指標。
  2. 基於規則:這種方法非常接近手動方法,因為規劃過程遵循一組嚴格的規則,這些規則基於團隊的領域知識或經驗。基於規則的排程的主要好處可能只是通過計算機程式加速人類行為。在基於規則的排程中,規則通常在標準或特定的業務規則軟體包中實現,以在短時間內生成良好的可行排程。例如,規則可能是先使用裝置1進行儘可能多的生產,然後使用裝置2,依此類推。這些規則通常規定了要做出的決定的順序,也可能有解決衝突的規則。優化很少包括在內,排程的最優性主要取決於規則的準確性和生產車間對資源和訂單狀態的近實時更新頻率。基於規則的系統的一個典型例子是特定領域的專家系統。基於規則的排程的計算時間通常非常短。
  3. 啟發式:啟發式方法可以快速制定一個預計接近最佳答案或“最佳解決方案”的時間表,儘管通常既沒有最優性的保證也沒有最優性的度量。啟發式是“經驗法則”、有根據的猜測、直覺判斷或簡單的常識,還可以包括“盲目”的試錯程式。還有基於規則的啟發式方法,可以是嚴格規則(見上文)和直覺的混合;方法的分類是主觀的,因此並不總是直截了當的。啟發式方法通常會產生一個好的第一個計劃或解決一個更簡單的問題,該問題包含更復雜問題的解決方案或與更復雜問題的解決方案相交。它還可能涉及數學方法和搜尋樹。啟發式方法的缺點是通常既不能保證也不能測量最優性。解決問題所需的時間在很大程度上取決於問題的大小和選擇的樹搜尋策略。
  4. 基於模型:派生代數模型來描述工廠佈局和物理生產/運營規則(和配方)。與前面討論的規則相比,底層生產/運營規則可能指示生產/運營階段的順序,或者裝置 1 的生產時間為 20 分鐘,而裝置 2 的生產時間為 40 分鐘。數學模型包含以下表示式:

'生產時間(裝置 1)= 20' 和'生產時間(裝置 2)= 40'

'開始時間(階段 2)> 結束時間(階段 1)' 的批次。

基於模型的方法在找到數學最優解時有可能優於手動、基於規則和啟發式方法。缺點是模型可能不完整以及計算時間長。

數學模型通常用以下方法求解:

數學優化,它提供了一種旨在實現最優性的分析和穩健方法,或者使用優化演算法,這些演算法可能不會導致最佳結果,但會減少計算時間。

在這些方法中的任何一種中,作業系統的人工排程員可能希望在其執行之前或執行時出於他自己的原因改變所生成的詳細排程。企業對製造和過程控制的整合必須為計劃的潛在變化做好準備。

詳細排程的更新頻率是排程到生產控制系統的整合要求的一個重要方面。此頻率主要取決於生產要求、資源狀態和在製品 (WIP) 訂單狀態的更改頻率。它決定了資料交換的頻率以及排程和生產控制之間的聯絡必須變得多麼緊密,以優化生產和支援操作。

使用的方法(手動、基於規則、啟發式或基於模型)也會影響更新頻率。手動計劃的更新頻率通常低於計算機生成的計劃。對於計算機生成的更新,幾乎可以立即建立和實施時間表。第2層的過程控制整合會模糊甚至可能消除過程控制和詳細排程之間的界限。

排程系統的介面

詳細的生產/運營排程是任何過程自動化系統的組成部分,代表了物流和生產/運營之間的關鍵環節。隨著需要更高運營效率的全球經濟挑戰日益增加,其重要性也在不斷增長。在現代工廠中,詳細排程與周圍環境直接相關,例如(如上所述)與控制系統相關。生產/運營排程,與控制系統整合,直接排程計劃生產,並將相關加工資訊反饋給第二層的控制系統。例如,詳細的排程系統可以通過各種控制系統元件收集有關工廠的當前狀態資訊。在生成計劃之後,詳細的計劃系統提供新的設定點以達到目標生產計劃。這需要通過第2層和第3層的實時整合快速訪問相關資料,這點對系統架構提出了挑戰。

ISA-95 的第 3 部分描述了詳細的生產/操作排程活動。主要輸入是來自第 4 層系統的生產/運營計劃,它可能只定義詳​​細計劃功能的生產目標,而無需考慮有限的產能或資源。第 3 部分中描述的其他輸入是產品定義或配方、資源可用性和報告正在進行的工作的生產跟蹤資訊。

ISA-95 標準第 1 部分和第 2 部分中描述的介面功能列表包括訂單處理、生產控制以及物料和能源控制功能。這些排程在圖 6-3 所示的功能性模型中展示,除了功能性模型中給出的介面外,詳細的生產排程和維護管理功能之間業經常交換資訊。特別是,阻止某些裝置的計劃維護活動的日期、時間和持續時間時對於有效計劃的生成至關重要。

圖 6-3:功能性模型

產品控制

可以在生產控制系統和詳細排程系統之間交換資料。這種資料交換的一個動機是提煉車間的情況,即當前的生產/運營能力。生產/運營能力包括生產/運營的當前狀態、有關可能延遲或實際裝置效能的資訊以及有關在生成詳細計劃時要考慮的可能干擾的資訊。此外,計劃生產的資訊被饋送到排程系統,反映了現實,因為並非所有的預定訂單都可能實際生產。由於裝置單元在短時間內關閉或訂單的生產時間比預期的要長,因此可能會發生延遲和取消。在相反方向的資料交換中,從生產/操作排程到生產控制系統,排程通常被傳輸到排程系統。傳輸包括主要的排程決策資訊,即訂單分配、順序、和時間。

訂單處理

從訂單處理系統到排程系統的更新輸入是生產/操作訂單。生產/運營訂單資訊通常包括物料定義、數量、與配方相關的資料元素以及可能影響計劃的相關屬性。訂單資訊還包括截止日期、生產/運營訂單中的批次或產品數量、產品等級、質量要求和訂單優先順序。

從詳細的生產/操作排程系統到訂單處理系統的返回輸入可以是準確的生產時間以及可用的生產能力或可用性,以指示是否可以提交更多訂單進行生產。大多數情況下,生產/運營訂單已經在訂單管理系統中選定,所有被排程的訂單都應該進行計劃。如果不是這種情況,則排程系統還返回關於在排程的時間範圍內將生產哪些訂單以及將不生產哪些訂單的資訊。此外,可能必須遵守其他與質量相關的規則。例如,可能有一項限制規定,不得在同一裝置上直接依次生產兩種截然不同的產品。如果這些規則中的一些不能被遵守,那麼一些訂單可能不得不推遲。

物料和能源控制

排程系統的任務是將生產/操作訂單分配和計時到可用資源。這些資源通常是裝置,但通常也包括物料、人員和能源,尤其是當這些資源受到限制或在當前生產/運營計劃中形成瓶頸時。因此,排程與物料和能源控制是交織在一起的。通常在短期或中期考慮物料和能源控制,以便排程系統可以提供長期物料和能源需求作為輸入。物料和能源控制的作用是確保所需資源在需要時可用。

在資源有限的情況下,排程系統應接收有關物料和能源限制的資訊。一個好的、詳細的計劃會考慮到某種物料在特定時間無法用於生產的情況,並且在必要時會延遲需要這種物料的產品的製造。它還考慮了能源限制。例如,在鋼鐵生產中,工廠能源消耗是一個主要的成本因素。最耗能的工作可能會安排在不同的時間,以最大限度地減少非常昂貴的峰值能源需求。在其他情況下,能源密集型生產可能會轉移到能源更便宜的夜間時間。同時,一些訂單可能非常重要,以至於能源成本的作用微不足道。所有這些問題都可以通過在兩個系統之間有效交換資訊來解決。

維護管理

詳細排程和維護管理之間的密切聯絡是必要的,因為維護操作可能會阻塞單個機器甚至整個生產線。一個好的、詳細的計劃說明計劃的維護操作會導致生產停止、部分停機或產能下降。該資訊通常在維護管理系統中可用,並應作為排程系統的輸入。

計劃維護操作的時間安排通常有一定的餘地。定期檢查、清理和翻新活動可能會安排在特定的一天,但通常可以靈活選擇活動是在上午還是下午進行。為了最大限度地減少不可避免的干擾及其對生產力的影響,除了生產/運營訂單的時間安排之外,一些排程系統還可以優化維護活動的確切時間,並相應地調整整個生產/運營計劃,然後,有關何時應進行維護活動、維護可用性的資訊將從排程系統饋送到維護管理系統,以通知維護人員。

應用於變壓器廠

本節討論排程系統在變壓廠的應用。在這裡,計劃從未分類的生產/運營請求開始,並以完整的詳細計劃結束。因此,所提出的方法實際上結合了來自第4層的基本主排程活動和來自第3層的詳細排程活動。

在變壓器廠中,矽鋼卷在不同的加工步驟中進行處理,這些處理會產生不同的形狀和大小的鐵晶片。最後的加工步驟是將最終成形的鐵晶片進行疊裝。準備和加工通常需要數小時。因此,這在變壓器廠是一個批處理過程。

大多數變壓器廠的每個加工步驟都有幾個替代裝置單元。這使得在 24 或 36 小時的時間範圍內安排加工的任務變得複雜。龐大的產品組合加劇了制定良好時間表的難度。

例如,電磁絕緣件部分有三個替代繞線機。根據產品的不同,並非所有裝置都可用。例如,只有在生產油浸式變壓器時才可以使用繞線機1,而只有在生產電抗器時才可以使用繞線機2。

B2MML 元件

本節介紹變壓器廠排程解決方案中使用的 B2MML 元件。它們與前面描述的其他系統對接。兩個 B2MML 檔案與其他系統交換。首先,輸入檔案詳細說明要安排的生產/操作請求列表以及生產/操作規則。其次,輸出檔案指定時間表,即在什麼時間將哪個生產/操作請求分配給哪個裝置。可以根據這些資訊生成甘特圖,如圖 6-1 所示,以展示排程解決方案應用的關鍵結果。

在這裡描述的解決方案中,輸入和輸出檔案具有相同的結構,唯一的區別是輸入檔案中的某些元素保持為空。輸出檔案中省略了其他元素以避免傳輸冗餘資料。保持輸入和輸出的結構相同的優點是隻需定義一個 B2MML 檔案,並且只需建立一個到所有其他系統的連結。隨著結構的重複,與 IT 部門和系統管理員的討論變得更加容易。

生產/運營規則和配方資訊也經常儲存在第4層的 ERP 系統中。在變壓器廠應用中,詳細的排程優化解決方案是 ISA-95 第 3 部分中描述的 MOM 模組。由於生成計劃時需要規則和配方,因此必須將它們作為 B2MML 元件輸入。

在接下來的段落中,詳細描述了應用程式中使用的模型,即:

  • 過程/操作段模型,定義工廠佈局
  • 生產/運營計劃模型,定義生產/運營請求
  • 維護模型,定義維護請求

此應用程式不需要某些 B2MML 元件,因此未包括在內。許多相關的關鍵資訊項是訂單或裝置特定的,可以通過生產/運營請求和裝置要求條目提供。

流程/運營部門模型

過程/操作段模型描述了過程/操作佈局,並將不同的過程/操作段與裝置、人員和物料需求聯絡起來,見圖 6-4。它可能包含詳細資訊,例如流程/操作段相關性、工藝路線和物料相關性。例如,它可以包括中間體的生產和消費。工廠佈局是排程的必要輸入,以便排程解決方案可以按照正確的生產/操作順序將作業分配給裝置單元。儘管在輸出檔案中不需要,但可以將其保留在那裡以在生成計劃時重建工廠狀態。

在廠排程應用的上下文中,圖 6-4 中突出顯示的元件是最相關的元件;其他元件,可參考ISA-95標準文件。過程/操作段模型主要用於表示加工步驟和裝置。如前所述,“過程/操作段”是指一個處理步驟。每個裝置單元由單獨的裝置段規範表示。該資訊定義了整個工廠佈局,在生成詳細的生產/運營計劃時需要考慮。

此外,排程解決方案的輸入檔案需要定義生產/操作規則。B2MML 表示區分一般生產/操作規則和特定於生產/操作請求的生產/操作規則。一般生產/運營規則適用於所有生產/運營請求,並在流程/運營段模型中定義。在所描述的應用程式中,所有通用生產/操作規則都由裝置定義為裝置段規範屬性。

圖 6-4:第 1 部分:過程段模型

圖 6-4:第 2 部分:產品定義模型

生產/運營規則包括:

  • 清理時間:在裝置上處理生產/操作請求後清理裝置的持續時間
  • 持續時間:在裝置上處理生產/操作請求之前設定裝置的持續時間
  • 運輸距離:將生產/運營需求從一個裝置單元運輸到下一個可能的裝置單元的持續時間。運輸距離以通過工廠的路線為依據,如圖6-4 所示。
  • 裝置可用性:裝置單元首次可用的時間。裝置件可能在預定時間開始時被阻塞,因為它們被先前的加熱所佔用或因為正在進行維護。

根據經驗,將裝置的生產/操作規則定義為裝置段規範屬性而不是將定義為過程/操作段引數通常是有利的。這可能會導致更多的條目,但允許更多的靈活性,因為可以為每個裝置輸入不同的值。

生產/運營計劃模型

圖 6-5 中的生產/運營排程模型是關鍵的元件,包含執行排程任務所需的大部分資訊。這包括所有生產/運營請求和步驟,以及執行訂單的給定生產/運營步驟所需的人員、裝置和物料。此外,還可以提供特定於訂單和階段的生產/運營引數,以及生產的中間物料和成品的數量以及原材料和中間物料的消耗量。

圖 6-5:生產/運營排程模型

在變壓器廠應用中,生產/運營計劃模型用作排程系統的輸入和輸出。輸入包括來自訂單處理系統的生產/操作請求列表,其中包含執行排程優化所需的所有相關資訊。輸出包含每個裝置單元上每個生產/操作請求的時間安排和裝置分配。

所有必要的資訊都來自多個細分領域的要求和各自的裝置要求以及生產/運營引數和屬性。同樣,相關元素被突出顯示。該資訊包含:

  • 訂單的釋出和截止日期
  • 通用訂單引數,例如鋼種和質量
  • 正確順序的細分需求
  • 各細分領域的裝置要求
  • 處理時間,可能在安排之前就已確定
  • 用於優化的訂單優先順序或懲罰資訊

一個步驟可能有幾個可供選擇的裝置,並且需要為這些步驟中的每一個指定處理時間。值得注意的是,處理時間應儘可能靈活。因此,提供了最小和最大處理時間以及標準處理時間。該時間範圍指定了排程的靈活性,同時確保生成的產品屬性繼續滿足要求。這種靈活性對於調整加工時間可能是必要的,以便連續生產序列不會被中斷。

維護模型

變壓器廠應用程式中使用的第三個也是最後一個 B2MML 元件是維護模型。一般情況下,維護請求是針對特定裝置提出的,維護請求可能產生維護工單,進而產生維護響應。

在討論的變壓器廠排程系統中,只排程工單,不排程維護響應。B2MML 條目用於指定執行維護的時間視窗,以及要維護的裝置和預期的維護持續時間。如果時間視窗大於預期的持續時間,排程優化軟體會確定該視窗內最適合執行維護任務的時間。

圖 6-6:維護模型的 B2MML 元件:突出顯示在變壓器排程應用程式中使用的元件

同時處理維護工作訂單和生產/運營計劃,使生產與計劃的維護運營保持一致。這最大限度地減少了裝置停機對生產效率的影響。

超出 ISA-95 標準的補充

ISA-95 B2MML 實現標準沒有直接提供向排程系統提供所有資訊所需的所有元素。但是,通過遵循 B2MML 擴充套件指南,在嵌入缺失元素時幾乎可以完全保持在標準的結構化框架內。

本節將介紹實施變壓器廠排程應用程式所需的一些擴充套件。儘管這些擴充套件適用於變壓器廠排程解決方案的這個特定示例,但建議類似的擴充套件應該適用於其他排程解決方案。

超出標準的主要新增內容是由於生產/運營訂單的順序依賴性而產生的。這些序列依賴性必須為每個生產/操作訂單表示,因此不適合標準的產品段依賴性。如果沒有依賴於裝置、訂單和可能的下一個訂單的元素,提供依賴於序列的轉換時間可能會非常麻煩。

在這裡,實施是通過工藝/操作部分中的標準生產/操作引數完成的。

選擇處理時間

在 ISA-95 標準中,生產/運營請求的段要求包含持續時間欄位。但是,所討論的案例需要一個持續時間範圍,而不是一個固定的持續時間。這是通過屬性實現的,通過針對最小、最大和標準處理時間的單獨裝置要求屬性來實現。可以為每個生產/操作訂單和每個裝置單元指定這些時間。

兩個裝置單元之間的距離

對於生成詳細排程的排程解決方案,必須知道每個段的處理時間。此外,裝置單元之間的運輸時間通常很長,必須加以考慮。例如,從絕緣車間到線圈車間需要20分鐘,而從線圈車間到入爐只需要5分鐘。排程解決方案需要這條資訊來遵循工廠中的首選路線。在所描述的解決方案中,運輸時間與場地路線無關並且可以嵌入到段需求元素中。

根據 ISA-95,不能在屬性中包含裝置 ID。為此需要兩種替代方法來使用 描述元素,或者為此目的定義一個型別為“Any”的元素。根據實施,這種型別的資訊也可以作為裝置段規範屬性提供。

維護時間

維護部分幾乎完成,除了無法明確提供的維護請求的請求持續時間。

維護工單的使用與 ISA-95 中的定義略有不同。計劃開始和結束時間定義了所需維護時間視窗的開始和結束時間。持續時間欄位作為“Any”型別的元素實現,對應於所需的實際維護時間。無需更改 B2MML 模型即可輕鬆實現此擴充套件。

標準的擴充套件

以下功能目前不受 ISA-95 支援,因此不包含在 B2MML 中,但它們是嚮應用程式中的排程模組提供相關資訊所必需的:

  • 訂單價格/價值:訂單的價格/價值應直接位於生產/運營請求下,例如,可以在生成計劃時在目標方法中使用。但是,在此級別沒有生產/運營引數的條目,而是使用了優先順序。或者,可以將價格或價值插入到每個生產/運營請求的成本核算段下,這將提供有關生產/運營訂單利潤的反向資訊。
  • 依賴於序列的轉換時間:這是排程系統的一個非常常見的輸入,允許對排序選項進行排序。因為包括依賴於序列的轉換時間需要參考兩個訂單,可能還需要參考一個段或裝置,所以缺少以直接方式執行此操作的要素。
  • 生產/運營請求的釋出和截止日期:這是一個非常簡單的問題,不應涉及除標籤之外的任何更改。當前元素“開始時間”和“結束時間”用於此目的,但截止日期尤其可以預期為生產/運營計劃元素中的標準元素。

在變壓器廠排程解決方案中,這些功能目前尚未實現,而是使用變通方法來確保符合 ISA-95。在這種情況下,它們可以通過使用標準生產/操作引數和型別“Any元素來實現。B2MML 擴充套件也允許變通方法。

系統實施

在討論的變壓器廠排程應用中,開發了一種結合啟發式的基於模型的優化方法。這保證了可靠、快速的計算和最佳或接近最佳的時間表。軟體架構中包含對專用數學優化求解器的呼叫。圖 6-7 展示瞭解決方案元件,可以看出,ISA-95 介面已作為解決方案中的一個模組完成。這提供了最大的靈活性,例如,在遷移到標準的新版本或向輸入/輸出例程新增一些元素時。

圖 6-7:排程系統元件概述

結論

在這個例子中,很明顯標準不能直接滿足或提供可能出現的所有特定資料整合需求的指南。然而,通過提供可擴充套件的標準化資料格式和結構,以及任何相容系統可讀的定義明確的介面,ISA-95 標準可以並將顯著減少整合工作。

使用 ISA-95 標準的主要好處並不直接來自軟體開發,但是,遵循標準會加快資料交換結構的設計速度,因為它限制了可能的替代方案的數量。並且,熟悉標準的專業人士可以很容易地找到相關資訊,因此其他應用程式的可重用性更高。由於該標準已被很好地記錄在案,因此也無需重新執行此操作。最後,使用中性標準還允許跨公司邊界的解決方案整合,由於需要在各種專業解決方案提供商之間進行協作,這在今天是一個重要問題。B2MML 的主要缺點是檔案相對較大,對上述標準的所有必要擴充套件都可以以相對簡單的方式實現。

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