基于规则引擎的合同归并生产解决方案

　　摘要: 基于钢铁生产“大规模、标准化”的固有本质与“多品种、小批量”的市场需求，设计合同自动有效分工序段归并，以实现原料共享设计的解决方案，在钢铁生产特点与市场需求找到一个平衡点。方案应用后，提升了钢铁 企业生产组织的柔性及敏捷性，同时将生产业务专家的经验以规则库的方式进行了整理提取，形成了合同归并 专业知识库。

　　关键词: 合同归并; 规则引擎; 原料共享

　　0 引言

　　从全球钢铁行业现状来看，钢铁行业面临严峻的产能过剩形势。在此前提下，大规模生产、品种单一的模式不能满足市场需求。新试品、特殊特性产品等个性化的产品才能够满足下游企业加工要求，提高其产品成材率，从而达到钢铁生产企业拓展市场、效益增长的目的。基于规则引擎的合同归并生产，通过组批优化技术，实现多合同分段共享同一原料，直接达到减少在库余材、缩短生产周期、降低生产成本等效果。企业对于工艺技术的研究不断拓展，解决方案及对应的信息化系统也随之提升，合同归并生产规则知识库也在不断丰富完善。

　　1 方案简介

　　基于宝信软件对于冶金加工行业知识及信息化系统实施经验的积累与提炼，基于规则引擎的合同归并生产是基于模块化设计，可集成于企业制造执行系统平台，也可作为一个独立系统与制造执行系统实时联动、独立实施。它主要的作用为以宝信研发的规则引擎技术，分析当前待生产合同的用料需求，以减少原料投入为原则自动计算决策，形成不同决策结果集合，完成全程或部分工序可共用原料的合同归并推荐，实现系统优化的归并决策。

　　2 关键技术说明

　　方案设计及实现过程中，借助生产业务专家 的知识积累，将复杂的业务需求结构化、逻辑化， 并使用规则引擎软件实现基于规则的复杂业务逻

　　辑[1]。

　　规则语言是基于钢铁行业生产用语，由行业词汇建立的业务对象模型，是编写复杂业务规则的基础。对象模型既能被钢铁生产业务人员理解掌握，又能和底层数据之间建立对应关系。以规则引擎实现业务决策，从应用程序代码中分离，提供预定义的语义模块编写业务决策。接受数据输入、解析业务规则，实现业务决策[2]。

　　业务对象模型由钢铁生产业务人员进行专业设计，由软件工程师实现软件建模，业务要素为规则语言中以“词汇”展示的建模要素。业务对象模型建立后，业务单元可在模型基础上，使用规则语言自定义业务逻辑。基于规则引擎的合同归并规则引擎使用了规则语言、决策表、决策树三种不同形式的业务规则，通过规则流建立连接，形成复合业务规则集合。

　　0 方案架构及应用功能

　　3. 1 方案架构

　　基于规则引擎的合同归并生产解决方案的关 键功能为规则引擎应用及与制造执行系统的互联 互通，总体架构依据这两个核心内容设计，主要包 括: 待归并合同管理、业务模型管理、规则库管理、规则部署发布、业务规则应用、接口及集成管理。

　　3. 2 待归并合同管理

　　待归并合同管理主要功能为筛选需要且可以归并投料的合同。

　　( 1) 归并条件设定

　　以合同生产组织的关键要素为基础，提供条件设定。系统依据设定归并要素条件，条件区分合同类、设备工艺类。合同状态、合同性质、欠交货量、交货日期等内容为合同类筛选条件，可归并生产工序、具备分切能力工序、可集批生产作业码为设备工艺类筛选条件。

　　( 2) 归并申请接收

　　若系统集成与制造执行系统，则通过应用界面接收生产业务人员的归并申请; 若为独立子系统，则通过接口集成模块接收生产业务人员的归并申请。

　　( 3) 待归并合同管理

　　以归并条件设定，确定需要归并后合并投料的合同集，并通过设备工艺细化筛选合同集中具备归并条件的合同，形成最终发送规则引擎计算的待归并合同集。

　　3. 3 业务模型管理

　　业务模型管理，主要实现功能为规则语言定义。预定义类似自然语言的语义，以便业务人员可以使用基于钢铁行业的词汇建立业务规则。例如合金牌号，直接定义为“牌号”; 钢制品实际厚度，直接定义为“厚度”等。业务模型管理中，将与合同归并相关的几十种业务要素，直接以上述自然语言定义的方式，设置于业务模型中。

　　3. 4 规则库管理

　　规则库支持规则语言、决策表、决策树三种不同形式的业务规则表示，以规则流建立连接，形成满足生产归并复杂业务需求的规则集合。

　　( 1) 规则语言

　　为各种可以直接用自然语言描述的归并条件，以业务模型定义的规则要素为基础，可以直接使用要素，辅助以各种逻辑计算条件，如“大于”、“小于等于”、“是”等设定。

　　( 2) 规则树

　　将规则语言以条件方式集成为规则树，条件包括“或者”、“并且”及数学计算等，支持以直接数学符号“( ) ”等定义层次关系。实例如下:

　　’合同 A’的 合 同 号 不 是’合同 B’的 合 同 号

　　并 且 ’合同 A’的 作 业 种 类 是 ’合同 B’的 作 业 种 类并 且 ( ( ( ’合同 A’的 订 货 宽 度 - ’合同 B’的 订 货 宽

　　度 ) 小 于 等 于 50

　　并 且 ( ’合 同 A’ 的 订 货 宽 度 - ’ 合 同 B’ 的 订 货 宽 度大 于 等 于 0)

　　或 者 ( ( ’合同 B’的 订 货 宽 度 - ’合同 A’的 订 货 宽度 ) 小 于 等 于 50)

　　并 且 ( ’合 同 B’ 的 订 货 宽 度 - ’ 合 同 A’ 的 订 货 宽度 ) 大 于 等 于 0) )

　　……

　　并 且 ’合同 A’的 决 策 号 不 是 " "

　　并 且 ’合同 B’的 决 策 号 不 是 " "

　　并 且 ’合同 A’的 决 策 号 是 ’合同 B’的 决 策 号

　　( 3) 决策表

　　规则语言、规则树能够满足相对简单的业务规则库设置。对于合同条件归并共享原料的业务场景来说，尚不能满足需求，方案设计实现了决策表，以决策表将复杂的工艺约束，业务规则结构化描述。

　　3. 5 规则部署发布

　　规则库定义完成，规则服务设定“决策表 + 业务规则”组成的规则流，并发布部署。部署完成的规则流示意如表 1 所示。即以决策表中“大类、钢种牌号、某工艺要求、订货要求 1、订货要求 2、订货要求 3”为组合关键键值，每 1 个组合执行 1 个特定的决策号。

　　3. 6 业务规则应用

　　实际应用方法为: 以待归并合同集为输入参数调用规则流，执行规则决策，形成归并推荐。合同归并为目的的规则引擎计算中设定了算法 A 及算法 B。

　　算法 A 主要执行决策表，以决策表对待归并合同进行分组，不同分组形成不同的决策号，并将分组结果以决策号方式赋予待归并合同。

　　算法 B 在决策表分组完成的情况下，以组为单位对相同决策号合同进行业务规则计算，将待归并合同集中的合同自动归并为多个可合并投料生产的大合同。并将计算结果返回制造执行系统的生产管理模块，直接改变生产组织单位。

　　4 应用实例及效果

　　本系统在冷轧不锈钢加工企业进行了项目实践，满足了业务对于合理减少工艺切换、缩短生产周期及降低非合同材库存的实际需求，并从以下方面带来了管理提升效果。

　　( 1) 减少库存积压

　　减少因小订量合同原料的单炉要求，造成采购量超过使用量，原料前库积压的情况; 减少满合同退料后的余材，无法匹配其它合同，造成积压或以现货形式销售的情况。

　　( 2) 降低现货率

　　减少因小合同无法组批生产，单独投料后产生现货的情况、在制余材或成品余材超库龄强制消库，造成现货产出的情况。

　　( 3) 缩短生产周期

　　实现集批生产，减少切换次数，实现快进快出的原则。

　　( 4) 降低生产成本

　　实现组批生产，一次生产多种产出，减少原料投入、减少机组辅助用材、减少能源消耗等生产制造直接成本，达到生产成本降低的目的。

　　( 4) 实现系统管理，提高控制程度

　　合同归并业务通过系统、科学的管理，完成了自动化的整体合同资源池遍历、检索、筛选、规则计算、自动决策，提高了合同的归并量，提升了归并的效率。同时因与企业的制造执行系统实现了实时联动无缝集成，实现了全程过对归并合同及生产过程的细化跟踪与实时管控。整体提升了该业务的执行效率，实现了精准管理。

　　0 总结

　　基于规则引擎的合同归并方案的实现，一定程度上优化了钢铁加工行业的生产组织。在实践中发现，以规则引擎完成合同归并业务的知识提炼及业务执行，符合钢铁行业有规模化生产向大规模定制化生产转型的需求，对于企业研究高性能、小批量、生产组织难度大的钢铁加工技术有一定的推动作用。

　　因此试用效果明显，将持续通过实施实践配合方案优化及产品研发，提升产品的技术水平、增加冶金行业知识积累，以信息化升级服务与企业提质增效目标实现。

　　参考文献:

　　[1]王李军，陶明亮，张曙，等. 面向业务规则引擎研究[J].计算机工程，2007，33( 24) : 52.

　　[2]闫欢，张宜生，李德群. 规则引擎在制造企业 MES 中的研究与应用[J]，计算机工程，2007，33( 7) : 210.

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文章名称： 基于规则引擎的合同归并生产解决方案

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