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【新刊速览】殷瑞钰：流程型制造流程的本质与共性规律

时间：2023-02-25 来源：浏览：

【新刊速览】殷瑞钰：流程型制造流程的本质与共性规律

中国冶金

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流程型制造流程的本质与共性规律

殷瑞钰

(钢铁研究总院有限公司，北京 10081)

摘要

从开放动态系统整体运行的观点出发，提出流程型制造流程是由相关的异质异构的工序/装置通过一系列链接件(“界面”技术群)集成构建起来的工程系统；讨论了流程型制造流程耗散结构的集成构建过程，提出了流程型制造流程动态运行的物理本质及其工程化模型，揭示了制造流程动态运行的本构特征；归纳了制造流程的工程设计和生产运行过程中“虚”“实”结合的理念及其工程哲学意蕴，提出了“流”乃本体，以“流”观化的基本观点。

关键词

制造流程；耗散结构；物理本质；工程化模型；本构特征；工程哲学意蕴；共性规律

引言

对流程工业而言，如何将流程制造业的各种复杂事物、复杂现象抽象出类似“纯粹性的试验条件”，即典型的、“纯粹”的物理模型，是一个核心的理论问题。从该模型中抽象出来的概念应是流程工程学这一工程科学领域理论的共性特征及规律的体现。

在物理学中的力学领域里，将一切不同形式的物体都以“质点”的概念来概括，不论其小到原子还是大到天体、宇宙体系。同样，在制造流程中，可以将一切不同类型、不同状态的物质运动都看成是“流”。“流”是泛指在开放系统中发生和运行/变化着的各种形式的“资源”和/或“事件”——“流动”和“流变”。在流程制造业的生产流程中，“流”一般可分为三种，即物质流、能量流、信息流。制造流程中，“流”的运动过程会涉及“五维”——物质、能量、信息、时间、空间。即物质流、能量流、信息流“三流”在特定的时间、空间体系中按“序”、“循网”地动态-有序、协同-连续运行，其过程是不可逆的耗散过程。

由上述认识，可以从理论上推导出制造流程动态运行的物理本质及其工程化模型、本构特征以及工程哲学意蕴。

精选图表

结论

本文以流程制造业的制造流程为研究对象，从开放动态的耗散结构进行理论探索，提出了制造流程动态运行中“流”的概念及其相关要素——“流程网络”、“运行程序”，并进而揭示了制造流程动态运行的物理本质、本构特征及其工程哲学意蕴，指出在流程型制造流程中，可以将一切不同类型、不同状态的物质运动都看成是“流”。“流”是泛指在开放动态系统中发生和运行/变化着的各种形式的“资源”和/或“事件”，即“流”的流动和演变。在流程型制造业生产流程中，“流”一般可分为物质流、能量流和信息流。“流”的运动会涉及五维——物质、能量、信息、时间、空间，即物质流、能量流和信息流“三流”在特定的时间、空间网络中按照设定的运行程序，循着流程网络作动态-有序、协同-连续的运行，其过程是在特定的耗散结构中进行不可逆的耗散过程。

从物理本质上看，流程型制造业制造流程的运行有着相似的或共同的运动本质，即多因子的物质流在不同形式的能量流的驱动和作用下，按照信息流设定的“程序”(生产作业指令等)，沿着特定的“流程网络”(如工艺流程图、总平面图等)，作动态-有序、协同-连续地运行，反映出“流”的耗散现象、耗散过程，并实现事关耗散的多目标优化。

对流程型制造流程的结构性机理可以简要概括为三个类别：具有不同过程之间多尺度嵌套性的层次结构(纵向集成性)，即从原子/分子层次、工序/装置层次、制造流程层次之间不同类型过程的多尺度嵌套性动态运行集成结构；上、下游工序/装置间衔接-匹配的链接结构(横向集成性)；整体协同运行的网络结构(包括静态网络框架、动态运行路线)的集成优化。

对开放的复杂系统而言，耗散是一种共性现象。耗散结构、耗散过程的优化是一种普适规律，这需要通过“三流”协同、“三网”融合等结构化、信息化路径来实施。

流程型制造企业的模式优化与制造流程的时空过程、耗散结构、耗散机理紧密相关，即与“流”的“网络结构”、“流”的运行程序优化有关。根据优化的工厂模式可以进一步推导出工程设计、生产运行和管理过程中的优化参数。

来源：《钢铁》2023年第2期

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