3. 车间现场对象建模

MES 工单与设备状态联动的第一步，不是写接口，而是把车间现场"翻译"成一套可被系统识别、可被工单引用的对象模型。如果对象模型建得含糊，后面所有联动逻辑都会变成"猜"：工单到底占用哪台设备、设备停机时哪些工单受影响、人员换班后责任归属谁，都说不清楚。本节围绕对象层级、对象关系、工单与设备的关联结构三件事展开，并给出一份可直接参考的建模样例。

一、对象层级：从物理位置到可执行单元

车间对象建模通常分两层理解：物理位置层和执行单元层。物理位置层描述"东西在哪里"，执行单元层描述"活在哪里干"。

物理位置层一般是：车间 → 产线 → 工位。产线是物流与节拍的载体，工位是人员、设备、物料的汇聚点。执行单元层则是：工序 → 设备 → 工装/模具。工序是工艺路线上的一道加工步骤，设备是完成该工序的物理资源，工装/模具是设备上可更换的适配件。

两层之间通过"工位—设备"绑定关系连接：一个工位可以安装一台或多台设备，一台设备也可以在不同时段服务于不同工位（例如移动式检测仪）。因此，工位与设备之间是多对多关系，且带时间有效性。这一点在建模时最容易被忽略，却直接决定工单派工时能否正确解析出"当前可用设备"。

物料与人员则作为"资源"挂接到执行单元上：物料按批次（Lot）或序列号（SN）绑定到工单，人员按班组（Shift）和技能资质（Skill）绑定到工位。人员不是简单挂在产线上，而是挂在"工位—班次"这个组合上，因为同一工位不同班次可能是不同的人。

二、对象关系：谁引用谁，谁约束谁

对象之间不是简单的树，而是"树 + 交叉引用"的混合结构。核心关系可以归纳为四类：

• 归属关系：产线归属车间，工位归属产线，设备归属产线（或设备组），这是层级树。
• 绑定关系：工位绑定设备、工位绑定人员、工位绑定物料暂存区，这是带时间窗的多对多关系。
• 工艺关系：工序定义在工艺路线上，工序指定设备类型或具体设备，工单按工艺路线展开为工序任务。
• 执行关系：工单任务引用工序、工位、设备、物料批次、人员，形成一条可追溯的执行记录。

其中最关键的是工艺关系与执行关系的衔接。工艺路线上的工序通常只指定"设备类型"（如"注塑机 80T～120T"），而工单派工时必须落到"具体设备"（如"注塑机 #3"）。这个从类型到实例的解析过程，就是工单与设备关联的核心动作。

三、工单与设备关联的数据结构设计

工单与设备的关系不能只用一个 equipment_id 字段草草了事，因为实际生产中会出现：一台设备同时被多个工单争用、工单执行中途换设备、设备维修期间工单挂起、同一工单多道工序使用不同设备。建议采用"工单—工序任务—设备占用"三层结构：

WorkOrder(工单)
  wo_id, product_code, qty, route_id, status, plan_start, plan_end

WoOperation(工单工序任务)
  wo_op_id, wo_id, seq_no, operation_id, required_equip_type,
  assigned_equip_id, assigned_station_id, status, actual_start, actual_end

EquipOccupation(设备占用记录)
  occ_id, wo_op_id, equip_id, occupy_start, occupy_end,
  occupy_type(计划/实际), release_reason

这样设计的好处是：工单不直接持有设备，而是通过工序任务间接引用设备。当设备状态变化时，系统只需扫描 EquipOccupation 中 occupy_end IS NULL 的记录，就能立刻定位到受影响的工单工序任务，进而决定是挂起、改派还是报警。这正是"工单与设备状态联动"的数据基础。

下面这张图展示了对象层级、对象关系以及工单—设备关联结构的整体视图。图中左侧是物理位置层与执行单元层，右侧是工单侧的数据结构，中间通过"工序任务—设备占用"这条链路连接。

四、建模落地时的三个关键判断

第一，设备类型与设备实例要分开建。工艺路线引用的是设备类型（如"CNC-3轴"），工单派工解析的是设备实例（如"CNC-07"）。如果只建实例不建类型，工艺路线就无法复用；如果只建类型不建实例，工单就无法精确占用。两者都要有，且通过 equip_type_id 关联。

第二，占用记录必须区分计划占用与实际占用。计划占用来自排产，实际占用来自开工/完工报工。设备状态联动时，通常以实际占用为准判断"当前是否真的在用"，以计划占用为准判断"未来是否会冲突"。字段 occupy_type 就是为此设计的。

第三，释放原因要可追溯。设备占用结束不一定是正常完工，可能是换设备、工单取消、设备故障强制释放。release_reason 记录这些原因后，后续做设备利用率分析、工单延误归因时才有数据支撑。