摘要:基于鋼鐵生產“大規模、標準化”的固有本質與“多品種、小批量”的市場需求，設計合同自動有效分工序段歸并，以實現原料共享設計的解決方案，在鋼鐵生產特點與市場需求找到一個平衡點。方案應用后，提升了鋼鐵企業生產組織的柔性及敏捷性，同時將生產業務專家的經驗以規則庫的方式進行了整理提取，形成了合同歸并專業知識庫。
關鍵詞:合同歸并;規則引擎;原料共享
引言
從全球鋼鐵行業現狀來看，鋼鐵行業面臨嚴峻的產能過剩形勢。在此前提下，大規模生產、品種單一的模式不能滿足市場需求。新試品、特殊特性產品等個性化的產品才能夠滿足下游企業加工要求，提高其產品成材率，從而達到鋼鐵生產企業拓展市場、效益增長的目的。基于規則引擎的合同歸并生產，通過組批優化技術，實現多合同分段共享同一原料，直接達到減少在庫余材、縮短生產周期、降低生產成本等效果。企業對于工藝技術的研究不斷拓展，解決方案及對應的信息化系統也隨之提升，合同歸并生產規則知識庫也在不斷豐富完善。
1方案簡介
基于寶信軟件對于冶金加工行業知識及信息化系統實施經驗的積累與提煉，基于規則引擎的合同歸并生產是基于模塊化設計，可集成于企業制造執行系統平臺，也可作為一個獨立系統與制造執行系統實時聯動、獨立實施。它主要的作用為以寶信研發的規則引擎技術，分析當前待生產合同的用料需求，以減少原料投入為原則自動計算決策，形成不同決策結果集合，完成全程或部分工序可共用原料的合同歸并推薦，實現系統優化的歸并決策。
2關鍵技術說明
方案設計及實現過程中，借助生產業務專家的知識積累，將復雜的業務需求結構化、邏輯化，并使用規則引擎軟件實現基于規則的復雜業務邏輯[1]。
規則語言是基于鋼鐵行業生產用語，由行業詞匯建立的業務對象模型，是編寫復雜業務規則的基礎。對象模型既能被鋼鐵生產業務人員理解掌握，又能和底層數據之間建立對應關系。以規則引擎實現業務決策，從應用程序代碼中分離，提供預定義的語義模塊編寫業務決策。接受數據輸入、解析業務規則，實現業務決策[2]。
業務對象模型由鋼鐵生產業務人員進行專業設計，由軟件工程師實現軟件建模，業務要素為規則語言中以“詞匯”展示的建模要素。業務對象模型建立后，業務單元可在模型基礎上，使用規則語言自定義業務邏輯。基于規則引擎的合同歸并規則引擎使用了規則語言、決策表、決策樹三種不同形式的業務規則，通過規則流建立連接，形成復合業務規則集合。
3方案架構及應用功能
3.1方案架構
基于規則引擎的合同歸并生產解決方案的關鍵功能為規則引擎應用及與制造執行系統的互聯互通，總體架構依據這兩個核心內容設計，主要包括:待歸并合同管理、業務模型管理、規則庫管理、規則部署發布、業務規則應用、接口及集成管理。
3.2待歸并合同管理
待歸并合同管理主要功能為篩選需要且可以歸并投料的合同。
(1)歸并條件設定以合同生產組織的關鍵要素為基礎，提供條件設定。系統依據設定歸并要素條件，條件區分合同類、設備工藝類。合同狀態、合同性質、欠交貨量、交貨日期等內容為合同類篩選條件，可歸并生產工序、具備分切能力工序、可集批生產作業碼為設備工藝類篩選條件。
(2)歸并申請接收若系統集成與制造執行系統，則通過應用界面接收生產業務人員的歸并申請;若為獨立子系統，則通過接口集成模塊接收生產業務人員的歸并申請。
(3)待歸并合同管理以歸并條件設定，確定需要歸并后合并投料的合同集，并通過設備工藝細化篩選合同集中具備歸并條件的合同，形成最終發送規則引擎計算的待歸并合同集。
3.3業務模型管理
業務模型管理，主要實現功能為規則語言定義。預定義類似自然語言的語義，以便業務人員可以使用基于鋼鐵行業的詞匯建立業務規則。例如合金牌號，直接定義為“牌號”;鋼制品實際厚度，直接定義為“厚度”等。業務模型管理中，將與合同歸并相關的幾十種業務要素，直接以上述自然語言定義的方式，設置于業務模型中。
3.4規則庫管理
規則庫支持規則語言、決策表、決策樹三種不同形式的業務規則表示，以規則流建立連接，形成滿足生產歸并復雜業務需求的規則集合。
(1)規則語言
為各種可以直接用自然語言描述的歸并條件，以業務模型定義的規則要素為基礎，可以直接使用要素，輔助以各種邏輯計算條件，如“大于”、“小于等于”、“是”等設定。
(2)規則樹
將規則語言以條件方式集成為規則樹，條件包括“或者”、“并且”及數學計算等，支持以直接數學符號“()”等定義層次關系。實例如下:’合同A’的合同號不是’合同B’的合同號并且’合同A’的作業種類是’合同B’的作業種類并且(((’合同A’的訂貨寬度-’合同B’的訂貨寬度)小于等于50并且(’合同A’的訂貨寬度-’合同B’的訂貨寬度大于等于0)或者((’合同B’的訂貨寬度-’合同A’的訂貨寬度)小于等于50)并且(’合同B’的訂貨寬度-’合同A’的訂貨寬度)大于等于0))……并且’合同A’的決策號不是""并且’合同B’的決策號不是""并且’合同A’的決策號是’合同B’的決策號
(3)決策表
規則語言、規則樹能夠滿足相對簡單的業務規則庫設置。對于合同條件歸并共享原料的業務場景來說，尚不能滿足需求，方案設計實現了決策表，以決策表將復雜的工藝約束，業務規則結構化描述。
3.5規則部署
發布規則庫定義完成，規則服務設定“決策表+業務規則”組成的規則流，并發布部署。部署完成的規則流示意如表1所示。
即以決策表中“大類、鋼種牌號、某工藝要求、訂貨要求1、訂貨要求2、訂貨要求3”為組合關鍵鍵值，每1個組合執行1個特定的決策號。
業務規則
預定義
指定’合同B’為一個合同來自(in)’待歸并合同集合’;
指定’合同A’為一個合同來自(in)’待歸并合同集合’;
如果’合同A’的合同號不是’合同B’的合同號并且’合同A’的作業種類是’合同B’的作業種類并且(((’合同A’的訂貨寬度-’合同B’的訂貨寬度)小于等于50并且(’合同A’的訂貨寬度-’合同B’的訂貨寬度大于等于0)或者((’合同B’的訂貨寬度-’合同A’的訂貨寬度)小于等于50)并且(’合同B’的訂貨寬度-’合同A’的訂貨寬度)大于等于0))……并且’合同A’的決策號不是""并且’合同B’的決策號不是""并且’合同A’的決策號是’合同B’的決策號那么’組批者’對’合同A’，’合同B’合同進行組批.
3.6業務規則應用
實際應用方法為:以待歸并合同集為輸入參數調用規則流，執行規則決策，形成歸并推薦。合同歸并為目的的規則引擎計算中設定了算法A及算法B。
算法A主要執行決策表，以決策表對待歸并合同進行分組，不同分組形成不同的決策號，并將分組結果以決策號方式賦予待歸并合同。
算法B在決策表分組完成的情況下，以組為單位對相同決策號合同進行業務規則計算，將待歸并合同集中的合同自動歸并為多個可合并投料生產的大合同。并將計算結果返回制造執行系統的生產管理模塊，直接改變生產組織單位。業務規則應用方法如圖1所示。
4應用實例及效果
本系統在冷軋不銹鋼加工企業進行了項目實踐，滿足了業務對于合理減少工藝切換、縮短生產周期及降低非合同材庫存的實際需求，并從以下方面帶來了管理提升效果。
(1)減少庫存積壓減少因小訂量合同原料的單爐要求，造成采購量超過使用量，原料前庫積壓的情況;減少滿合同退料后的余材，無法匹配其它合同，造成積壓或以現貨形式銷售的情況。
(2)降低現貨率減少因小合同無法組批生產，單獨投料后產生現貨的情況、在制余材或成品余材超庫齡強制消庫，造成現貨產出的情況。
(3)縮短生產周期實現集批生產，減少切換次數，實現快進快出的原則。
(4)降低生產成本實現組批生產，一次生產多種產出，減少原料投入、減少機組輔助用材、減少能源消耗等生產制造直接成本，達到生產成本降低的目的。
(5)實現系統管理，提高控制程度合同歸并業務通過系統、科學的管理，完成了自動化的整體合同資源池遍歷、檢索、篩選、規則計算、自動決策，提高了合同的歸并量，提升了歸并的效率。同時因與企業的制造執行系統實現了實時聯動無縫集成，實現了全程過對歸并合同及生產過程的細化跟蹤與實時管控。整體提升了該業務的執行效率，實現了精準管理。
5總結
基于規則引擎的合同歸并方案的實現，一定程度上優化了鋼鐵加工行業的生產組織。在實踐中發現，以規則引擎完成合同歸并業務的知識提煉及業務執行，符合鋼鐵行業有規模化生產向大規模定制化生產轉型的需求，對于企業研究高性能、小批量、生產組織難度大的鋼鐵加工技術有一定的推動作用。
因此試用效果明顯，將持續通過實施實踐配合方案優化及產品研發，提升產品的技術水平、增加冶金行業知識積累，以信息化升級服務與企業提質增效目標實現。
參考文獻:
[1]王李軍，陶明亮，張曙，等.面向業務規則引擎研究[J].計算機工程，2007，33(24):52.
[2]閆歡，張宜生，李德群.規則引擎在制造企業MES中的研究與應用[J]，計算機工程，2007，33(7):210.
