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[摘 要] 分析了色织企业的生产及工艺特点，将holon思想引入到CAPP与PPC的系统集成中，建立基于holon思想的CAPP/PPC的集成模型，并结合非线性工艺规划方法，讨论了色织企业工艺规划描述，提出了holon思想下的CAPP与PPC集成过程中的资源决策方法。
[关键词] 色织企业 holon CAPP/PPC集成 资源决策
当前色织企业为了应对快速多变的买方市场，不得不放弃原有少品种大批量的生产方式，转变为以订单为主的多品种小批量的生产方式。而新的生产方式又带来在制品库存大、产能受瓶颈工序制约、设备有效利用率低、对订单响应速度慢等问题。建立计算机辅助工艺规划系统（CAPP）和生产计划与控制系统（PPC）是解决这些问题的有效方式。本文针对色织企业的生产及工艺特点，分析色织企业CAPP及CAPP/PPC的集成特点，结合非线性工艺规划方法，建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出色织企业CAPP/PPC集成过程中的资源选择方法。
一、基于holon的CAPP/PPC集成模型
“holon”是希腊词“holos”(意思是整体、全部)和后缀“on”(意思是部分) 的组合，每一个holon是既独立又协作的完整的个体，相对于上层组织是具有协作特性的部分, 相对于下层组织是具有自律性的整体，协作性和自律性构成了holon 最基本的两个属性。基于holon思想的CAPP/PPC集成模型包括如下模块：
CAPP holon：包括初步工艺计划holon和非线性工艺规划holon，包括综合工艺信息、设备工艺信息、零件工序构成信息、产品零件构成信息、产品种类信息，用于实现产品的工艺设计。PPC holon：包含定单holon和资源holon，其中订单holon拥有关于生产订单和生产任务的知识，包括订单的组织、处理、分解信息以及相应的功能，用于实现订单处理、生产调度、加工进度监视、作业计划调整、制造任务或作业过程的开始、中止、继续和停止等制造功能；资源holon拥有源于制造资源的组织、使用和控制方面的知识，包括车间设备对应信息，设备工序对应信息，物料资源信息及人力资源信息，提供企业的制造能力，用于实现企业各种制造资源的监控、分配、组织、使用和控制。
二、色织企业非线性工艺规划的描述
在生产过程中，结合非线性工艺规划方法，首先，初步工艺计划holon根据主生产计划holon提供的订单信息及资源holon提供的企业制造资源信息制定初步工艺设计方案并提供给主生产计划holon，主生产计划holon根据此方案及资源信息产生企业主生产计划；然后，非线性工艺规划holon根据企业制造资源信息制定非线性工艺规划方案并提供给车间作业holon，车间作业holon根据车间加工能力等信息产生总体优化的车间生产计划。
在集成系统中，为了便于在各个holon之间进行信息的传送、识别和处理，采用一种逻辑语言描述工艺计划过程模型，色织企业主要工序的非线性工艺规划可描述为process(原纱，or(筒染,轴染,配轴染色),上浆,穿综插口,or(剑杆织机,比喷织机,比多织机,日喷织机,多臂织机),后整理），其中，process()关系中的单元按从左至右方向完成，or()关系中的单元有且只有一个被执行。
三、基于非线性工艺规划的CAPP/PPC集成过程中的资源决策
在非线性工艺规划中，包括两类资源选择问题：同一加工特征利用不同的加工方法实现；同一加工特征利用一种加工方法实现，但可以选取不同类型的设备加工。这两类问题都涉及到同一工序可能对应多个设备，这就需要资源holon根据车间实际情况，对每一工序对应的车间设备进行优先级排序，使得订单holon能够选择最优的设备资源。
在资源决策过程中，资源holon首先确定加工该批量产品相对应的设备加工能力，然后根据车间计划系统反馈的加工资源实际情况，确定车间中满足加工能力的设备，最后根据设备能力及实时状态计算车间每一个可用设备的优先指标。具体过程及方法如下：
基于得到的设备相对加工能力，以及排队时间、准备时间等动态因素，确定适合该加工特征的每一类型设备的优先指标ij=(j=1,2,…,n)，ij可以通过优先指标矩阵I计算得出。
I=[i1,i2,…,in]T=C·S （1）
C是由满足非线性工艺规划确定的加工能力的车间设备构成的能力需求满足矩阵，它是由1和0构成的对角矩阵。如果第j个设备满足加工要求，则cij=1(j=1,2,…,n)，否则为0。cij对应第j个加工工序的设备类型。
S=[s1…sj…sn]T，是由滿足加工能力的每一类型设备的相对加工能力指数mj、准备时间指数rj、排队时间指数qj得到的设备状态矩阵，其中sj=1÷(mi+rj+qj)，mj、rj、qj分别表示第j个类型设备的相对加工能力、准备时间、排队时间。
利用上述方法，通过资源选择模块就可以得到满足某一加工特征要求的多个加工设备，然后根据这一加工特征的优先指标矩阵I选择优先级别高的设备安排加工。
四、结论
本文建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出此种集成环境下的色织企业的资源选择方法，改善了设备负荷不均和调度瓶颈问题，大幅度提高了CAPP系统产生的工艺计划的可执行性。
参考文献：
[1]唐任仲 狄瑞坤:合弄及其在制造领域中的应用[J].系统工程理论与实践,1999,19 (3):67～70
[2]王忠宾 王宁生 陈禹六:工艺规划和生产计划与控制集成过程中的资源决策.计算机集成制造系统，2004，(6):646～650
[关键词] 色织企业 holon CAPP/PPC集成 资源决策
当前色织企业为了应对快速多变的买方市场，不得不放弃原有少品种大批量的生产方式，转变为以订单为主的多品种小批量的生产方式。而新的生产方式又带来在制品库存大、产能受瓶颈工序制约、设备有效利用率低、对订单响应速度慢等问题。建立计算机辅助工艺规划系统（CAPP）和生产计划与控制系统（PPC）是解决这些问题的有效方式。本文针对色织企业的生产及工艺特点，分析色织企业CAPP及CAPP/PPC的集成特点，结合非线性工艺规划方法，建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出色织企业CAPP/PPC集成过程中的资源选择方法。
一、基于holon的CAPP/PPC集成模型
“holon”是希腊词“holos”(意思是整体、全部)和后缀“on”(意思是部分) 的组合，每一个holon是既独立又协作的完整的个体，相对于上层组织是具有协作特性的部分, 相对于下层组织是具有自律性的整体，协作性和自律性构成了holon 最基本的两个属性。基于holon思想的CAPP/PPC集成模型包括如下模块：
CAPP holon：包括初步工艺计划holon和非线性工艺规划holon，包括综合工艺信息、设备工艺信息、零件工序构成信息、产品零件构成信息、产品种类信息，用于实现产品的工艺设计。PPC holon：包含定单holon和资源holon，其中订单holon拥有关于生产订单和生产任务的知识，包括订单的组织、处理、分解信息以及相应的功能，用于实现订单处理、生产调度、加工进度监视、作业计划调整、制造任务或作业过程的开始、中止、继续和停止等制造功能；资源holon拥有源于制造资源的组织、使用和控制方面的知识，包括车间设备对应信息，设备工序对应信息，物料资源信息及人力资源信息，提供企业的制造能力，用于实现企业各种制造资源的监控、分配、组织、使用和控制。
二、色织企业非线性工艺规划的描述
在生产过程中，结合非线性工艺规划方法，首先，初步工艺计划holon根据主生产计划holon提供的订单信息及资源holon提供的企业制造资源信息制定初步工艺设计方案并提供给主生产计划holon，主生产计划holon根据此方案及资源信息产生企业主生产计划；然后，非线性工艺规划holon根据企业制造资源信息制定非线性工艺规划方案并提供给车间作业holon，车间作业holon根据车间加工能力等信息产生总体优化的车间生产计划。
在集成系统中，为了便于在各个holon之间进行信息的传送、识别和处理，采用一种逻辑语言描述工艺计划过程模型，色织企业主要工序的非线性工艺规划可描述为process(原纱，or(筒染,轴染,配轴染色),上浆,穿综插口,or(剑杆织机,比喷织机,比多织机,日喷织机,多臂织机),后整理），其中，process()关系中的单元按从左至右方向完成，or()关系中的单元有且只有一个被执行。
三、基于非线性工艺规划的CAPP/PPC集成过程中的资源决策
在非线性工艺规划中，包括两类资源选择问题：同一加工特征利用不同的加工方法实现；同一加工特征利用一种加工方法实现，但可以选取不同类型的设备加工。这两类问题都涉及到同一工序可能对应多个设备，这就需要资源holon根据车间实际情况，对每一工序对应的车间设备进行优先级排序，使得订单holon能够选择最优的设备资源。
在资源决策过程中，资源holon首先确定加工该批量产品相对应的设备加工能力，然后根据车间计划系统反馈的加工资源实际情况，确定车间中满足加工能力的设备，最后根据设备能力及实时状态计算车间每一个可用设备的优先指标。具体过程及方法如下：
基于得到的设备相对加工能力，以及排队时间、准备时间等动态因素，确定适合该加工特征的每一类型设备的优先指标ij=(j=1,2,…,n)，ij可以通过优先指标矩阵I计算得出。
I=[i1,i2,…,in]T=C·S （1）
C是由满足非线性工艺规划确定的加工能力的车间设备构成的能力需求满足矩阵，它是由1和0构成的对角矩阵。如果第j个设备满足加工要求，则cij=1(j=1,2,…,n)，否则为0。cij对应第j个加工工序的设备类型。
S=[s1…sj…sn]T，是由滿足加工能力的每一类型设备的相对加工能力指数mj、准备时间指数rj、排队时间指数qj得到的设备状态矩阵，其中sj=1÷(mi+rj+qj)，mj、rj、qj分别表示第j个类型设备的相对加工能力、准备时间、排队时间。
利用上述方法，通过资源选择模块就可以得到满足某一加工特征要求的多个加工设备，然后根据这一加工特征的优先指标矩阵I选择优先级别高的设备安排加工。
四、结论
本文建立基于holon思想的CAPP/PPC集成模型，提出此种集成环境下的色织企业的资源选择方法，改善了设备负荷不均和调度瓶颈问题，大幅度提高了CAPP系统产生的工艺计划的可执行性。
参考文献：
[1]唐任仲 狄瑞坤:合弄及其在制造领域中的应用[J].系统工程理论与实践,1999,19 (3):67～70
[2]王忠宾 王宁生 陈禹六:工艺规划和生产计划与控制集成过程中的资源决策.计算机集成制造系统，2004，(6):646～650