導(dǎo)語：產(chǎn)品分析論文：智能產(chǎn)品的監(jiān)管機(jī)制探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：胡子瑜工作單位：廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院

背景和相關(guān)工作

總的來說，在現(xiàn)代工廠，智能資源是能夠執(zhí)行和控制制造行為的制造資源，也能夠監(jiān)督和控制自身情況。一些學(xué)者將軟件系統(tǒng)打包看成是資源智能化最自然的方法（e.g.Saadetal.1995，BussmanandSchild2000，Venkateswaranetal.2003）。文章中，軟件系統(tǒng)被定義為與其他軟件系統(tǒng)聯(lián)合，以解決單一軟件不能解決的復(fù)雜問題的軟件系統(tǒng)。工廠里假如有干擾發(fā)生，智能資源能夠?qū)χ圃靻栴}反應(yīng)，并為產(chǎn)品研究備選的機(jī)器和路線。目前，在制造和供應(yīng)鏈管理方面，越多越多的人對智能產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有更多興趣（Meyeretal.2009）。McFarlaneetal（.2003)將智能產(chǎn)品定義為以實(shí)體和信息化為載體表現(xiàn)一個產(chǎn)品。而物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)規(guī)則是：所有的設(shè)備每一天都會被連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上（Gershenfeldetal.2004）。很可能在將來，隨著智能產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工廠里面不僅資源而且所有的產(chǎn)品和設(shè)備將會變得智能化。一些近期被用于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)協(xié)議，可能將會被使用在所有相關(guān)聯(lián)的設(shè)備之間的互用性方面（Gershenfeld2000，F(xiàn)leisch2010）。因此，如何能夠創(chuàng)造一個這樣的制造系統(tǒng)：它擁有的更多智能產(chǎn)品和資源能夠一起工作并能適應(yīng)工廠和車間的變化。文章對其進(jìn)行了探討。

分析問題

監(jiān)控需要在聚集的環(huán)境中討論其精細(xì)化。因?yàn)?，聚集廣泛存在于生產(chǎn)計(jì)劃與控制中（e.g.AxsaterandJonsson1984，Schneeweiss2004）。比如，裝運(yùn)、排序、日程安排等觀察報(bào)告以時(shí)間聚集，物料和設(shè)備以地點(diǎn)聚集。然而，監(jiān)控問題幾乎不能在聚集關(guān)系中顯示出來?，F(xiàn)實(shí)中，在倉庫或車間，錯放的物料不見了；導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢的質(zhì)量問題總是和某臺機(jī)器、某個工具、或某位操作者聯(lián)系在一起等。這些是發(fā)生在某個細(xì)節(jié)中的干擾問題。另外一個事實(shí)是：集權(quán)的生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)的計(jì)劃者會例行采用等級制處理問題。這樣做可以減少不同組織層之間的復(fù)雜性，因?yàn)槊恳粋€組織層面在功能上是相對獨(dú)立的。但是，在統(tǒng)治系統(tǒng)中，作為固有的功能，執(zhí)行的反饋非常重要（Mesarovicetal.1970）。因此，較低層面必須向較高層面提供適當(dāng)和及時(shí)的反饋。如果其中某些需求沒有被滿足，計(jì)劃者將不可能對計(jì)劃的執(zhí)行進(jìn)行有效監(jiān)控。這個問題是組織中垂直聯(lián)系的瓶頸（Galbraith1973）。

設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)的需求基于對問題的分析，文章總結(jié)出監(jiān)控系統(tǒng)的三個需求：①一個有效的監(jiān)控系統(tǒng)需要在干擾常常發(fā)生的數(shù)據(jù)層面運(yùn)作；②這個系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)⒏蓴_的反饋信息直接傳遞給適當(dāng)?shù)娜?；③?dāng)干擾發(fā)生時(shí)，這個系統(tǒng)必須能夠立即給適當(dāng)?shù)娜私ㄗh解決方法。下面，文章闡述這些需求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何合并。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了滿足身份維護(hù)的首要需求，監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠在干擾發(fā)生的層面儲存詳細(xì)的信息。因此，追溯功能需要合并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。據(jù)此，文章設(shè)計(jì)了一個產(chǎn)品中心系統(tǒng)，如圖1所示。在這個新的設(shè)計(jì)中，能夠?yàn)槿魏螁为?dú)的實(shí)體產(chǎn)品儲存諸如地點(diǎn)、類別、質(zhì)量和外形等屬性。此外，對于每一個產(chǎn)品，將它轉(zhuǎn)換成當(dāng)前狀態(tài)的物理加工信息都能夠被儲存，每一項(xiàng)加工的位置也能夠更具體。這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)可以監(jiān)控單個產(chǎn)品，這也是干擾常常發(fā)生的層面。3.3產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)的運(yùn)行為了收集所有產(chǎn)品的最新信息，為了能夠檢測問題并提供反饋給監(jiān)督者，為了能夠?qū)ふ业浇鉀Q問題的方法，某些智能產(chǎn)品的運(yùn)用是必須的。正如上文所提到的，軟件系統(tǒng)看起來是最適合完善智能資源的智能部分，因?yàn)樗鼈儞碛袌?zhí)行重復(fù)任務(wù)的知識和推理能力。因此，在系統(tǒng)建議的設(shè)計(jì)里，每一件產(chǎn)品都有自己的軟件系統(tǒng)履行這些任務(wù)。文章根據(jù)Meyeretal（.2009）區(qū)分的智能的三個層面，介紹產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)的運(yùn)行。第一個層面：信息處理首先，產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新信息。如果軟件系統(tǒng)要適當(dāng)?shù)芈男腥蝿?wù)，那么它所需要的最重要的信息由兩部分組成：當(dāng)前產(chǎn)品狀態(tài)，計(jì)劃或者期望的產(chǎn)品狀態(tài)。決定期望的產(chǎn)品狀態(tài)相對比較容易，軟件系統(tǒng)可以分析生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)提供的近期信息，比如序化到期日，計(jì)劃交易，運(yùn)營這些影響產(chǎn)品的因素。然而，決定當(dāng)前產(chǎn)品狀態(tài)將會有更多問題。一種方法是重新檢查近期系統(tǒng)中提供的信息：將會發(fā)現(xiàn)交易和運(yùn)作已經(jīng)履行，并需要繼續(xù)履行下去。然而，信息不可能總是充足的，因?yàn)榻灰椎穆男泻退讳浫胂到y(tǒng)之間總是存在延遲，并且，更重要的是，較干擾而言，信息可能是在更高一級的層面。因此，為了獲取單個產(chǎn)品的最新狀態(tài)信息，自動射頻技術(shù)被獨(dú)一無二的引進(jìn)到識別單個產(chǎn)品中，比如：條碼和RFID。此外，可以用定位技術(shù)大約對產(chǎn)品進(jìn)行定位，正如Strassner和Schoch（2002）闡述的。另一種方法是通過每次掃描條碼或者RFID標(biāo)簽以及確定掃描的實(shí)體位置來更新產(chǎn)品的定位。這些識別和定位技術(shù)可以和傳感技術(shù)合并使用，例如：熱、聲音、圖像、紅外線、磁震或者雷達(dá)系統(tǒng)等。所有這些技術(shù)將物聯(lián)網(wǎng)帶入生產(chǎn)車間。第二個層面：問題告知所提供的產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)既了解計(jì)劃也了解計(jì)劃執(zhí)行的當(dāng)前狀態(tài)，這樣就能夠檢測出干擾。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，軟件系統(tǒng)引入像效用函數(shù)這樣的機(jī)制，以判斷進(jìn)程是否與計(jì)劃匹配，其他物品的狀態(tài)是否仍在可接受的范圍內(nèi)等。效用函數(shù)是基于如下這樣的因素運(yùn)行的：離訂單到期日剩余的大量時(shí)間，是否有適當(dāng)?shù)挠?jì)劃按時(shí)完成產(chǎn)品，計(jì)劃的執(zhí)行是否按照日程安排，還有產(chǎn)品是否在期望的溫度范圍內(nèi)等附加因素。如果某個產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)的效用分?jǐn)?shù)低于某個確定的界限，這個軟件系統(tǒng)就會出現(xiàn)問題，并能及時(shí)將此問題反饋給明確知道車間中哪一件產(chǎn)品有問題的監(jiān)督者。第三個層面：決策除了反饋問題，如果軟件系統(tǒng)能夠給出如何降低問題的嚴(yán)重性的建議，是有益的。連續(xù)動態(tài)地收集信息的結(jié)果是，所有的軟件系統(tǒng)都了解近期的狀況。這使得軟件系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)運(yùn)算可選計(jì)劃。然而，每一個產(chǎn)品軟件系統(tǒng)都與所有其他的產(chǎn)品軟件系統(tǒng)交換運(yùn)算結(jié)果是不能可能的，尤其當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量比較大時(shí)。因此，建議采取一種基于合同網(wǎng)協(xié)議（Smith，1980）的拍賣模式，比如像機(jī)器這些生產(chǎn)資源能夠提供自身的能力，供產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)競價(jià)。資源和產(chǎn)品中心軟件系統(tǒng)之間博弈的最終結(jié)果將會被呈現(xiàn)給監(jiān)督者，他來決定是否采取初步行動。如果監(jiān)督者不同意計(jì)劃中的某部分，軟件系統(tǒng)將能夠從改變中獲取新的偏好。這種方法和Roest與Szirbik（2009）提出的逃避、調(diào)停監(jiān)控機(jī)制相似。

這部分簡短地描述如何通過仿真實(shí)驗(yàn)對系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)。文章采用Meyer和Wortmann（2010）提出的基于TACSCM模擬改造的GRUNN實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬，其基本的觀點(diǎn)如圖2所示。為了從監(jiān)控的角度檢測制造者的履行情況，將實(shí)際中最常見的干擾———物料短缺增加到該游戲中。預(yù)先給定實(shí)驗(yàn)中無用零配件（物料短缺）的三個可能值：0%，5%，和10%。為了體現(xiàn)對結(jié)果的合理信心，相同的四個競爭者對于每一個可能值進(jìn)行了26次模擬。圖3（a）從訂單按時(shí)完成的角度，顯示了進(jìn)行修改前后系統(tǒng)的模擬結(jié)果。當(dāng)沒有用的零配件增加時(shí)，修改前的系統(tǒng)顯示按時(shí)完成的訂單的百分比減少；GRUNN，修改后的系統(tǒng)運(yùn)行效果更好，甚至當(dāng)所有零配件的10%都不能用時(shí)，幾乎所有的訂單都能夠按時(shí)完成。這個觀察證實(shí)了：在模擬情境中，在處理干擾方面，基于智能產(chǎn)品的方法非常有效。一種克服無用零配件問題的明顯的方法是增加零配件的安全庫存。圖3（b）顯示了每一張被接受的訂單的平均庫存成本，這對于供應(yīng)商系統(tǒng)的庫存水平而言是一個很好的指示。這個圖清晰的顯示用GRUNN方法不會導(dǎo)致較大數(shù)量庫存，因此，不會通過增加安全庫存水平解決無用零配件的問題。模擬的結(jié)果表明：從處理干擾的角度而言，引入智能產(chǎn)品的方法非常健全；就其本身而言，這種方法作為監(jiān)控系統(tǒng)看起來也很有前途；如果作為一個重要因素，其運(yùn)行的穩(wěn)定性也很明顯。