基于事件驅動的企業生產過程實訓模型研究與應用

周健

摘 要：面向企業生產過程和管理過程的實訓教學是高校職業能力培養的重要環節，應用現代信息技術手段進行模擬實訓系統設計的核心是實訓模型的設計。我們采用事件驅動方法將有關的專業基礎知識、企業生產工藝過程、計算機仿真模擬技術、實訓教學方法等結合起來，研究了基于事件驅動的企業生產過程實訓模型，在生產過程模擬實訓系統的設計與應用中取得了很好的效果。

關鍵詞：生產過程；事件驅動；模擬教學；實訓模型

實訓教學歷來是職業教育中的一個重要環節，而針對企業生產工藝過程的實訓，由于受企業生產現場的條件限制，傳統的下廠實訓和頂崗實習對于一些專業領域的實訓具有很大的局限性，往往達不到預期的教學效果。因此利用現代信息技術手段開發設計仿真模擬的生產過程實訓系統，就越來越多的被高校和企業所重視。本文通過總結職業技術教育和企業職工培訓的經驗，探討研究了基于事件驅動的生產過程實訓模型，在生產過程模擬實訓系統的設計中進行了應用。

1 事件驅動模型設計基本原理

所謂事件驅動就是在持續事務的處理過程中，進行選擇決策的一種策略，即跟隨當前時間點上出現的事件，調動可用資源，執行相關任務，使不斷出現的問題得以解決或處理，通過這樣一個事件接著一個事件的關聯處理完成，也就完成了一個整體事務的處理過程。通過事件驅動方法進行事務處理的結構形式構建，也就是事件驅動模型。

各類企業的生產過程都是按工序來劃分，每個工序又可以劃分為若干的操作步驟或作業步驟，也就每道工序的工作步驟，通常被稱為“工步”。這里把生產過程各工序的每個工步稱之為“事件”，生產過程各工序之間、每個工序的各個工步之間都有著物質的、能量的或信息的聯系，上一工步對下一工步的作業觸發或作業環境條件提供，都可以歸結為事件及事件之間的驅動關系。

1.1事件及其基本要素

每個事件的基本要素包括以下幾方面。

①工序號/工序名，用來劃分生產過程的基本工序，為后面的工作步驟劃分出范圍界限。

②事件號/事件名，用來標識出一個基本事件，其中的事件號應該是事件模型的主鍵。

③事件基本描述，用來對一個事件進行定性的說明。例如：根據裝入量確定合理吹煉槍位，嚴格按照“低-高-低”槍位操作，就是槍位控制的事件描述。

④事件觸發條件，由前一個事件、也就是“前驅事件”引發的當前事件的開始信號數據。例如，“槍位控制”事件的前一個事件是“吹氧”事件，它提供了“點火開吹”的觸發條件。

⑤事件的起始參數，就是一個工步開始執行時的必要參數，可以是常量，也可能是一個區間值；可以是本事件的固定存儲，也可能是前驅事件觸發本事件時的輸入數據。

⑥過程參數處理，是依據當前事件的基本工作性質，再結合本事件的起始參數，按工藝要求進行當前事件過程的參數加工變換，最后生成事件的終止參數。過程參數處理的來源數據和結果數據可以是標準值或區間值，也可以是生產過程變化的公式或參數表等。

⑦事件的終止參數，就是本工步執行結束時所具有的各項工序參數，可以是常量，也能是一個區間值；可以只是本事件的結果存儲，也可能是提供給后繼事件的輸出數據。

在事件基本要素劃分清楚的同時，每個事件還根據作業特點與教學要求，可以與作業畫面效果和教學知識點相鏈接，從而提供與作業步驟相關聯的作業效果和專業知識。

1.2前驅事件與后繼事件

①前驅事件也就是與當前事件有關的、對于觸發或完成當前事件有關聯的一個或多個事件。用前驅事件號來標記當前事件的可能前驅，如果多于一個，則當前事件可稱為多輸入事件。在進行工序選擇的實訓操作時，實訓的起始點是選定的一個工序，這時前驅事件的結果可以按給定的參數執行，也可以在該事件允許的參數范圍內隨機生成參數作為當前實訓工序的起始參數。

②后繼事件則是與當前事件有關的、在本事件完成中或完成后對后續執行的事件具有觸發或提供條件的一個或多個事件。用后繼事件號來標記當前事件的可能后繼，如果多于一個，則當前事件可稱為多輸出事件。

2 生產過程的工序與事件劃分

如果把一個生產過程事件比喻為一個函數，這時事件的過程參數處理就是函數的功能，事件的起始參數就是函數的自變量，事件的終止參數就是函數的因變量。而前驅事件的完成結果就構成了當前事件的輸入數據和函數執行觸發條件，而當前事件的完成結果又構成了后繼事件的輸入數據和函數執行觸發條件，由此一系列的事件觸發和事件完成就構成了生產過程按工序、分步驟的持續進行，最后完成一個相對完整的生產作業過程。

這里以轉爐煉鋼生產的基本過程為例，總結歸納生產過程中工序與事件的劃分方法。生產過程問題以生產任務下達開始，形成了一個生產任務的起始參數與目標要求，然后從裝料開始到出鋼后進行濺渣護爐，對于轉爐煉鋼的六個生產工序過程從生產崗位操作的角度可以劃分為58個工步，也就是58個事件，在劃分了轉爐煉鋼工序和事件的基礎上，再對事件的要素和各事件之間的驅動關系進行整理，就可以形成轉爐煉鋼生產過程的事件驅動模型。

3 事件驅動模型的應用

根據對生產過程實訓系統運行要求的不同，事件驅動的實訓模型在應用中可以提供工序選擇、方式選擇和不同組合選擇模式。

（1）實訓工序選擇

完整工序模式：從一個生產任務的第一道工序開始，進行完整的一套生產過程實訓，可以作為崗位作業訓練或技能競賽考核的環境。

局部工序模式：根據實訓教學的需要可以選擇生產過程的某個工序或某個工序開始的一至幾個工序的運行環境，以滿足局部或重點工序生產實訓的要求，可以作為學生按教學內容進行實操環境的重點學習與反復練習。

（2）實訓方式選擇

①教學訓練模式：這種實訓方式以基礎作業訓練為目標，再配合一定的工序選擇模式，根據生產作業過程的不斷推進，通過提供作業提示、提出相關問題來為學員提供與作業過程相配套的專業知識與專業技能訓練環境，每次作業結束后可以根據解答的速度和正確性進行評分，用來滿足作業訓練與知識技能學習需要。

②實操考評模式：以專業生產過程的實際操作考核或競賽為目標，按現場作業實際提供模擬運行與作業環境，不提供提示和問題，可以用來進行崗位操作的模擬訓練或職業技能鑒定考試的實操環境。

系統設定在缺省狀態時各工序的完成時間按1：1設計，對于時間過長的工序，可以按設定比例進行縮短。在進行實訓工序與實訓方式選擇的同時，還可通過對實訓環境和實訓崗位的選擇，利用這四種實訓模式在應用時的不同選擇組合，就可以實現靈活多變的模擬實訓環境。