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王爱民:MBSE思想指导下的MES/APS规划与开发思考
来源:智能制造随笔   作者: 王爱民 2021-09-07 12:29:44
MBSE是进行产品开发的很好的理念,现在各种复杂的装备产品的开发都在大力的推行MB SE。其实对于工业软件来说,比如MES、APS等,这也是一种产品。所以,两者的结合是顺理成章和天经地义的。

MBSE是进行产品开发的很好的理念,现在各种复杂的装备产品的开发都在大力的推行MB SE。其实对于工业软件来说,比如MES、APS等,这也是一种产品。所以,两者的结合是顺理成章和天经地义的。

MBSE从需求定义、功能定义、架构设计到方案设计、综合和验证的正向研发过程,并在这个系统工程的理念基础之上,增加了(数字)模型驱动的内涵。而对于工业软件来说,天然的就具有数字化的基因。因此工业软件开发与MBSE的融合,应该是具有天然的紧密联系。但非常奇怪的是关于产品设计的很多先进理念,我们在软件开发过程当中,其实借鉴参考的并不多,似乎这是一个思考的盲区。

(1)不管是装备产品还是软件产品及最根本的设计理念,其实都是需求、功能到行为之间的映射。

从需求功能到行为之间的映射关系,这是公理化设计的最基本内涵。不管是装备产品还是软件产品,其实都在经历这么一个过程,或者在循环迭代的经历这么一个过程。

笔者在2019年6月23日发表的微信公众号文章“MES选型建设的“问题-指标-功能”三部曲思路”,其实就有这这方面的一些体现,可是当时并没有把它上升到方法论的程度。现在想想其实还是非常有必要的。

(2)工业软件所追求的平台化简单来说是对于需求、功能的组合配置追求。

对于工业软件,我们经常是要进行定制化的开发,而这种定制化开发的本意其实就是在响应用户的需求。

就如同现在汽车产品提供了很多用户可选择的配置一样,但是不管怎么样来说,这些配置都是在企业所提供的配置范围之内的,而不能超出。这方面其实可以充分的借鉴之前提的产品开发策略,例如平台产品规划,产品族配置、product Portfolio等理念。

对于工业软件产品来说,以笔者熟悉和实践的APS系统举例来说,如果能够针对机加、电装、装配、测试等工段或车间,建立分别与之相对应的求解模型,那如果面向另外一个企业只是。部分类型的工段或车间通过配置的手段可以快速的实现定制。其实这就是平台化软件开发所要达到的一种要求。当然了,随着工程实践的深入可以积累,即使是同样的机加类型,可以建立不同的模型或者统一成具有冗余功能的单一统一的求解模型,也是对于软件产品的定制化具有很好的支持作用。笔者在APS系统开发实践当中,就一直在这个路上持续迈步。

(3)当前软件开发所追求的工业互联网模式或者微服务模式,其实是细化到行为级别组合配置。

模块化的高内聚低耦合这软件开发模式是软件开发由来以久所追求的效果。对于需求、功能、行为这种公理化设计思想来说,其实需求是功能的输入,而功能是行为的收入,或者从另一个角度来说,从行为的角度,这个功能其实就是行为的需求。

还是拿笔者所熟悉的APS系统举例来说,比如对于同样的机加这种这件类型,是最普遍的其实也是最复杂的。当我们能够设计出一个精巧的排程主线的基础上,对于这种车间类型所具有的各种约束,应该像一条藤上的各个瓜的策略,并且每一个瓜都像个葡萄一样的策略,实现与特定约束及其关联关系的对应。这样的话就可以实现APS对于不同机加车间类型下各种约束的模块化的行为级别的配置架构,非常便于后续的定制化开发和实施。笔者在APS系统开发实践当中,就一直在这个路上持续迈步。

现在所提的工业互联网模式或者说微服务架构,其实就是行为力度上的关联关系或者误操作,本质上是模块化的思想。这样才有利于系统的柔性扩充和定制化开发实施。

上面其实讲了很多都是关于基于公理化设计思想所进行的工业软件开发方面的一些关联性应用思考。 MBSE这种思想其实是公理化思想的一种细化,可以对照出很多实际上可以操作的软件的开发方式或策略。本文就不再做过多阐述。有兴趣的我们可以讨论,或者等有时间的时候再继续解析写出来。

一己之见,仅供参考。

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编辑:史晨宇
关键字:   MBSE  MES  APS  王爱民 
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