中藥制造企業生產資源建模與管理研究

黃海松 ，謝慶生 ，李少波

HUANG Hai-song , XIE Qing-sheng, LI Shao-bo

(貴州大學 現代制造技術重點實驗室，貴陽 550003)

0 引言

中藥是中華民族的瑰寶，千百年來為中華民族的繁衍昌盛和醫療保健做出了不可磨滅的貢獻。近年來，隨著全世界“回歸自然”，“回歸綠色”思潮的風靡，我國的中藥制造業迎來了一個機遇與挑戰并存的全面快速發展的新時期[1]。然而, 作為典型的批流程工業，我國傳統的中藥制造企業普遍存在生產效率低、資源利用率低、生產管理方式粗放、缺乏科學的質控體系等問題[2]。這在一定程度上影響了中藥的競爭力，也影響了中藥的國際化進程。

中藥生產向來有“以產定銷，以產促銷”的特點，且中藥產品是批量化的固定生產，生產線不便于產品種類的頻繁更換。因此，中藥生產主要靠最大限度地利用生產設備和生產資源來達到提高產量，降低成本，增加企業利潤，提高市場競爭力等目的[3]。因此迫切需要在傳統的中藥制造企業引入現代化的生產管理技術。

本文基于企業資源建模技術對中藥制造企業的主要資源進行建模，并在此基礎上研究提出了中藥制造企業資源管理平臺，把所建立的各類資源模型與生產過程關聯起來，實現企業資源與業務系統的解耦，從而大大提高企業資源管理水平和資源利用率。

1 中藥制造企業生產資源建模需求分析

資源不僅僅是中藥制造企業經營過程和企業活功的載體，也不僅僅是企業組織的從屬物，它是企業實現經營目標的最重要的物質基礎。目前針對中藥制造企業資源管理的研究普遍存在以下三個問題：

1)忽視了企業內部資源之間的聯系，缺乏對不同資源之間關系的語義描述，資源的調度準確性不強。

2)部分研究只針對資源本身進行建模，缺乏對業務功能和資源之間聯系的描述，模型不支持業務流程的自動匹配和組合。

3)部分制造資源模型主要是根據中藥生產的各個階段、各個部門和各個計算機應用子系統對制造資源信息的需求而制定的，為各個子系統所設計的制造資源數據庫相互獨立。其主要缺點表現在：(1)缺乏統一、完整的制造資源定義和表達，造成大量數據冗余；(2)數據表示的不一致性導致系統之間無法進行信息交換;(3)制造數據多處存儲，很費大量存儲資源，且導致數據維護與更新的困難[4]。

因此要實現中藥制造企業資源的有效管理與高效利用，就必須：1）建立企業資源真實的信息化映像，并使之成為各應用依賴的基礎信息來源，減少多源數據帶來的維護難度與同步難度;2）建立起面向生產全過程的集成化動態制造資源數據模型，從而精確描述企業資源的屬性，并掌握企業資源的布局和拓撲結構，理清企業資源之間的關系，更好地控制和評估企業生產的執行情況，實現資源優化配量和動態調度。從而為企業經營過程的仿真、分析、優化和企業資源的優化組合提供支持[5]。

2 中藥制造企業生產資源建模與管理

2.1 中藥制造企業生產資源

中藥制造企業的生產資源是指為完成中藥產品的生產的所有活動的物理元素的總稱。主要包括：人力資源、設備資源、物料，生產制造標準、生產工藝手冊、作業指導書、測試規范、工藝過程定義、生產方案定義、業務活動流程定義等各種分布式數據資源與各種知識資源。中藥制造企業制造資源如圖1所示。它貫穿了中藥產品生產的全過程，制造資源的組織、管理、計劃和控制以及制造資源自身的約束等，都影響著企業的計劃調度、生產控制、產品成本、生產能力等。

圖1 中藥制造企業生產資源

2.2 中藥制造企業生產資源模型

企業資源建模技術就是通過定義企業生產經營過程中所涉及的關鍵資源之間的邏輯關系和資源的具體屬性，從而描述企業制造資源信息模型的方法和技術，它通過定義資源實體及其相互關系來描述資源結構和資源構成[6]。下面利用面向對象技術，依照IEC-622264標準中的資源定義方式。對中藥制造企業的主要關鍵資源設備、人、物料進行建模，從而具體描述相應資源的屬性，如資源類別、資源的性質和性能、資源的能力等。中藥制造企業設備、人、物料的模型定義分別如圖2、3、4所示。

在以上資源建模的過程中，本文利用弱數據結構對資源進行定義，利用系統ID作為資源唯一ID，資源特性可以根據實際要求進行增刪改。根據這種資源定義方式，企業中的資源對象都能產生相應的弱數據結構鍵值對，若將每個資源的特性值的取值規則都進行指定，則通過底層企業資源數據接口所提供的方法，能實現資源特性的數據自動轉化。

圖2 中藥制造企業人員模型

圖3 中藥制造企業設備模型

圖4 中藥制造企業物料模型

2.3 中藥制造企業生產資源管理平臺

要實現資源的有效管理及最大化利用，不僅要建立企業資源模型，描述企業資源結構，更重要的是要把所建立的各類資源模型與生產過程關聯起來，支持企業業務過程的管理、執行、仿真、診斷和優化，即需要在資源和過程中間建立更加合理的關聯關系和解耦關系。為此本文研究提出了企業資源管理平臺，該平臺由資源定義和系統運行兩大部分組成。

資源定義部分按照規則定義企業生產運作所需的資源定義、能力定義、產品定義。資源定義部分處理流程示意圖如圖5所示。

圖5 資源定義器

系統運行部分處理流程示意圖見圖6所示，該部分通過對象解析器將資源定義、能力定義、產品定義進行結構化處理，產生對象結構傳遞給對象管理器。對象管理器根據對象結構中的數據源定義進行數據加載，通過數據獲取接口從數據源進行數據獲取。對象管理器為系統中應用提供最新最全的企業資源對象數據，對象管理器通過對象初始化、定期刷新、接受反饋信息更新緩存對象。在應用層面存在計劃處理模塊、調度處理模塊、響應處理模塊常駐系統，快速處理從應用發出的計劃、調度類任務。另外業務流程由業務管理器完成應用管理、業務流定義與業務流程控制。

圖6 系統運行平臺

該企業資源管理平臺通過對外開放數據訪問接口的方式，通過注冊業務功能配置接口約定就可以取得工廠資源的信息數據。通過數據訂閱的方式與特定應用建立數據契約，實現數據按需供給。它依托綜合信息集成平臺的集成服務，可以將數據與業務解耦，使所有的資源應用都可以在同一個數據源中進行操作。這樣，一方面減少了冗余數據的傳輸和處理，另一方面提供了資源特性的關聯變化。它是第一個嘗試采用資源數據與業務系統解耦的架構實現。

3 結束語

中藥制造企業是一個非常復雜的、動態變化的物流、信息流、能量流系統。因此，為了更好地理解企業的生產經過，理清企業資源結構、布局，控制企業的生產經營過程，實現企業集成和優化，提高企業資源利用率等，都對中藥制造企業的資源建模和資源管理提出了迫切的需求。

本文在對中藥制造企業資源管理現狀分析的基礎上，運用面向對象技術，對中藥企業的關鍵生產資源進行了建模，并在此基礎上，研究提出了中藥制造企業資源管理平臺，實現了中藥制造資源模型與業務過程模型的解耦，該建模思想及解耦架構已在貴州某中藥廠制造執行系統建立中進行了應用驗證，取得了很好的應用的效果。

[1]H.S.Huang, Q.S.Xie. An Operation Mode of Manufacturing System for Traditional Chinese Medicine Based on Equipment Integration[C]//2010 second pacific-Asia conference on circuits, communications and system:P165-169.

[2]李謙.中藥企業生產運營集成建模與優化研究[D].華南理工大學,2004.

[3]李萍,華賁.基于并行工程的中藥制造企業業務過程建模[J].系統工程理論與實踐,2006,1:48-52

[4]夏晴.制造企業資源建模技術與共享平臺的研究[D].四川大學,2005.

[5]高琛顥,張洵,范玉順.企業建模中資源模型與過程模型解耦問題研究[J].信息與控制,2004,4:394-398.

[6]李向寧,郝克剛.一種面向業務過程管理的企業資源模型[J].西北工業大學學報（自然科學版）2007,5:739-742.