4. 工单基础
在生产订单到工单的闭环集成中，工单（Work Order）是连接计划层与执行层的最小可执行单元。生产订单回答“要做什么、做多少”，而工单回答“由谁、在哪个资源、按什么顺序、在什么时间做”。理解工单的定义、分类、层级结构、工序与派工逻辑，以及状态机与执行反馈机制，是构建闭环集成的地基。
一、工单的定义与核心要素
工单是面向车间执行的任务载体，通常由生产订单经工单拆分（Order Splitting）生成。一个工单至少包含以下要素：
- 工单号：唯一标识，通常与生产订单号、批次号关联。
- 物料与数量：产出物料编码、计划数量、已完工数量、报废数量。
- 工艺路线：工序序列、每道工序的标准工时、工作中心。
- 计划时间：计划开始/结束时间，以及各工序的排程窗口。
- 资源与人员：工作中心、设备、班组或具体操作员。
- 状态：当前所处生命周期阶段，驱动后续动作。
工单不是“生产订单的副本”，而是可派工、可报工、可追溯的执行实体。它必须携带足够的上下文，使车间无需回查订单即可执行。
二、工单的分类
按不同维度，工单可分为多种类型，分类直接影响派工策略与状态流转：
| 分类维度 | 类型 | 典型特征 |
|---|---|---|
| 来源 | 标准生产工单 | 由生产订单拆分，走完整工艺路线 |
| 来源 | 返工工单 | 针对不合格品，工序可能缩短 |
| 来源 | 试制工单 | 小批量、工艺不稳定、需重点跟踪 |
| 批量 | 单件工单 | 一单一物料，适合离散制造 |
| 批量 | 批次工单 | 同物料多件，适合流程/批量生产 |
| 紧急度 | 普通工单 / 紧急工单 | 紧急工单可插单、抢占资源 |
三、工单的层级结构
工单并非扁平结构，而是具有清晰的层级：工单 → 工序 → 工序任务 → 派工单。上层负责计划与汇总，下层负责执行与反馈。下图展示了这一层级关系及状态流转方向：
四、工序与派工逻辑
工序是工单的工艺分解结果，派工则是把工序任务分配到具体资源的过程。派工逻辑通常遵循以下优先级：
- 工艺约束优先：前道工序未完工，后道工序不能开工（串行工序）；并行工序可同时派工。
- 资源可用性：检查设备、工装、人员是否在计划窗口内可用。
- 技能匹配：操作员技能等级必须满足工序要求。
- 负荷均衡：避免同一工作中心任务堆积，按优先级和交期排序。
- 紧急插单：紧急工单可抢占低优先级任务的资源，触发重排。
派工不是一次性动作。当设备故障、缺料或人员缺勤时，系统应支持动态重派工，并将变更反馈到工单状态。
五、工单状态机与执行反馈机制
工单状态机定义了工单从创建到关闭的合法流转路径。典型主状态包括：已创建 → 已下达 → 执行中 → 已完工 → 已关闭，异常时进入已取消或已挂起。每个状态变更都应记录时间戳、操作人和原因。
执行反馈机制是闭环的关键。车间通过报工（工时、数量、报废、设备状态）将实际执行数据回传，系统据此：
- 更新工单完工数量与剩余数量；
- 触发后道工序的派工条件；
- 计算实际工时与标准工时偏差；
- 当数量达到计划值时，自动将工单置为“已完工”；
- 将完工信息回写生产订单，驱动订单关闭或补产。
报工事件示例（JSON）：
{
"workOrder": "WO-2024-001",
"operation": "20",
"resource": "D-05",
"operator": "李四",
"reportTime": "2024-10-01T12:30:00",
"completedQty": 200,
"scrapQty": 3,
"actualHours": 3.5,
"status": "IN_PROGRESS"
}
六、常见误区与复盘
误区一：工单状态只由人工修改。 状态应由业务事件驱动，人工仅处理异常。否则状态与执行脱节，闭环断裂。
误区二：派工只看设备，不看人员技能。 技能不匹配会导致质量问题和返工，派工逻辑必须包含技能矩阵校验。
误区三：报工数据不实时。 延迟报工使后道工序无法及时开工，工单状态滞后，生产订单无法准确关闭。
复盘要点：检查工单状态流转日志是否完整、派工规则是否覆盖异常场景、报工数据是否与设备采集一致。只有工单状态机与执行反馈形成事件驱动的闭环，生产订单到工单的集成才真正落地。