[摘 要] 分析了色織企業(yè)的生產(chǎn)及工藝特點，將holon思想引入到CAPP與PPC的系統(tǒng)集成中，建立基于holon思想的CAPP/PPC的集成模型，并結(jié)合非線性工藝規(guī)劃方法，討論了色織企業(yè)工藝規(guī)劃描述，提出了holon思想下的CAPP與PPC集成過程中的資源決策方法。

[關(guān)鍵詞] 色織企業(yè) holon CAPP/PPC集成 資源決策

當(dāng)前色織企業(yè)為了應(yīng)對快速多變的買方市場，不得不放棄原有少品種大批量的生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂唵螢橹鞯亩嗥贩N小批量的生產(chǎn)方式。而新的生產(chǎn)方式又帶來在制品庫存大、產(chǎn)能受瓶頸工序制約、設(shè)備有效利用率低、對訂單響應(yīng)速度慢等問題。建立計算機輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)（CAPP）和生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)（PPC）是解決這些問題的有效方式。本文針對色織企業(yè)的生產(chǎn)及工藝特點，分析色織企業(yè)CAPP及CAPP/PPC的集成特點，結(jié)合非線性工藝規(guī)劃方法，建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出色織企業(yè)CAPP/PPC集成過程中的資源選擇方法。

一、基于holon的CAPP/PPC集成模型

“holon”是希臘詞“holos”(意思是整體、全部)和后綴“on”(意思是部分) 的組合，每一個holon是既獨立又協(xié)作的完整的個體，相對于上層組織是具有協(xié)作特性的部分， 相對于下層組織是具有自律性的整體，協(xié)作性和自律性構(gòu)成了holon 最基本的兩個屬性。基于holon思想的CAPP/PPC集成模型包括如下模塊：

CAPP holon：包括初步工藝計劃holon和非線性工藝規(guī)劃holon，包括綜合工藝信息、設(shè)備工藝信息、零件工序構(gòu)成信息、產(chǎn)品零件構(gòu)成信息、產(chǎn)品種類信息，用于實現(xiàn)產(chǎn)品的工藝設(shè)計。PPC holon：包含定單holon和資源holon，其中訂單holon擁有關(guān)于生產(chǎn)訂單和生產(chǎn)任務(wù)的知識，包括訂單的組織、處理、分解信息以及相應(yīng)的功能，用于實現(xiàn)訂單處理、生產(chǎn)調(diào)度、加工進度監(jiān)視、作業(yè)計劃調(diào)整、制造任務(wù)或作業(yè)過程的開始、中止、繼續(xù)和停止等制造功能；資源holon擁有源于制造資源的組織、使用和控制方面的知識，包括車間設(shè)備對應(yīng)信息，設(shè)備工序?qū)?yīng)信息，物料資源信息及人力資源信息，提供企業(yè)的制造能力，用于實現(xiàn)企業(yè)各種制造資源的監(jiān)控、分配、組織、使用和控制。

二、色織企業(yè)非線性工藝規(guī)劃的描述

在生產(chǎn)過程中，結(jié)合非線性工藝規(guī)劃方法，首先，初步工藝計劃holon根據(jù)主生產(chǎn)計劃holon提供的訂單信息及資源holon提供的企業(yè)制造資源信息制定初步工藝設(shè)計方案并提供給主生產(chǎn)計劃holon，主生產(chǎn)計劃holon根據(jù)此方案及資源信息產(chǎn)生企業(yè)主生產(chǎn)計劃；然后，非線性工藝規(guī)劃holon根據(jù)企業(yè)制造資源信息制定非線性工藝規(guī)劃方案并提供給車間作業(yè)holon，車間作業(yè)holon根據(jù)車間加工能力等信息產(chǎn)生總體優(yōu)化的車間生產(chǎn)計劃。

在集成系統(tǒng)中，為了便于在各個holon之間進行信息的傳送、識別和處理，采用一種邏輯語言描述工藝計劃過程模型，色織企業(yè)主要工序的非線性工藝規(guī)劃可描述為process(原紗，or(筒染，軸染，配軸染色)，上漿，穿綜插口，or(劍桿織機，比噴織機，比多織機，日噴織機，多臂織機)，后整理），其中，process()關(guān)系中的單元按從左至右方向完成，or()關(guān)系中的單元有且只有一個被執(zhí)行。

三、基于非線性工藝規(guī)劃的CAPP/PPC集成過程中的資源決策

在非線性工藝規(guī)劃中，包括兩類資源選擇問題：同一加工特征利用不同的加工方法實現(xiàn)；同一加工特征利用一種加工方法實現(xiàn)，但可以選取不同類型的設(shè)備加工。這兩類問題都涉及到同一工序可能對應(yīng)多個設(shè)備，這就需要資源holon根據(jù)車間實際情況，對每一工序?qū)?yīng)的車間設(shè)備進行優(yōu)先級排序，使得訂單holon能夠選擇最優(yōu)的設(shè)備資源。

在資源決策過程中，資源holon首先確定加工該批量產(chǎn)品相對應(yīng)的設(shè)備加工能力，然后根據(jù)車間計劃系統(tǒng)反饋的加工資源實際情況，確定車間中滿足加工能力的設(shè)備，最后根據(jù)設(shè)備能力及實時狀態(tài)計算車間每一個可用設(shè)備的優(yōu)先指標。具體過程及方法如下：

基于得到的設(shè)備相對加工能力，以及排隊時間、準備時間等動態(tài)因素，確定適合該加工特征的每一類型設(shè)備的優(yōu)先指標ij=(j=1，2，…，n)，ij可以通過優(yōu)先指標矩陣I計算得出。

I=[i1，i2，…，in]T=C·S （1）

C是由滿足非線性工藝規(guī)劃確定的加工能力的車間設(shè)備構(gòu)成的能力需求滿足矩陣，它是由1和0構(gòu)成的對角矩陣。如果第j個設(shè)備滿足加工要求，則cij=1(j=1，2，…，n)，否則為0。cij對應(yīng)第j個加工工序的設(shè)備類型。

S=[s1…sj…sn]T，是由滿足加工能力的每一類型設(shè)備的相對加工能力指數(shù)mj、準備時間指數(shù)rj、排隊時間指數(shù)qj得到的設(shè)備狀態(tài)矩陣，其中sj=1÷(mi+rj+qj)，mj、rj、qj分別表示第j個類型設(shè)備的相對加工能力、準備時間、排隊時間。

利用上述方法，通過資源選擇模塊就可以得到滿足某一加工特征要求的多個加工設(shè)備，然后根據(jù)這一加工特征的優(yōu)先指標矩陣I選擇優(yōu)先級別高的設(shè)備安排加工。

四、結(jié)論

本文建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出此種集成環(huán)境下的色織企業(yè)的資源選擇方法，改善了設(shè)備負荷不均和調(diào)度瓶頸問題，大幅度提高了CAPP系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝計劃的可執(zhí)行性。

參考文獻：

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