多層次流程建模

多層次流程建模（MFM）是一個工業流程建模的框架。MFM是一種采用抽象、分解和功能表示等概念的功能模型。這種方法將系統的目的，而不是系統的物理行為視為其定義要素。MFM將一個系統的功能沿著手段-終端和整體-部分的維度分層次地分解，并與預期的行動相關。功能是由作為子系統一部分的基本概念的關系來合成模型的。每個子系統都是在整個系統的背景下，根據其在系統中的功能（手段）的目的（目的）來考慮的。只用幾個基本概念作為構件，就可以對行動的成功或失敗進行定性推理。MFM定義了一種圖形化的建模語言來表示所包含的知識。

MFM起源于一種建模語言，用于記錄人類操作者如何識別和處理未知的操作情況，以改善人機界面的設計。

MFM以質量和能量流的方式描述系統的功能，作為實現特定目的的手段。流動是基本功能概念的決定性因素。運輸和屏障的概念起著最重要的作用，因為它們連接著其他功能類型的對，反映了系統中的物理流動。匯和源函數標志著所考慮系統的邊界和流動的結束或開始。存儲和平衡概念都可以是多個流動路徑的集合點或分割點。相應地，有效的MFM語法需要一個運輸工具或一個障礙物來連接其余四種類型的兩個功能。除了一個角度內的流動（質量或能量），MFM還通過手段-終端關系（中介和生產者-產品）連接質量和能量之間的影響，以及通過使用單獨的控制流結構控制系統的方式引入因果聯系。通過系統的異常狀態之間的因果關系的診斷信息是由功能之間的物理效應推斷出來的。彼得森區分了功能之間的直接和間接影響。

直接影響是指運輸工具從上游功能吸收質量或能量，并將其傳遞給下游功能的效果。另一方面，間接影響來自不同的物理實現，并由另一個功能對運輸工具的影響或參與關系來表示。例如，運輸的狀態可以被影響下游存儲的異常狀態所影響，而該狀態不會被參與的狀態所影響。根據基本的物理解釋，所有可能的流動功能模式的推理規則已經建立。張曉明編譯了這些模式和隱含的因果關系。

熱泵的MFM圖反映了總體目標（cob2），即保持暖方的能量水平不變。能量流結構efs2從最普遍的（能量）角度顯示了系統功能，它被進一步分解為冷卻劑的質量流（mfs1），作為所需能量傳輸的手段。進一步的分層分析產生了efs1，它代表了泵所需的能量，作為產生部分質量流的手段。控制系統（如水流控制器）引入的操作約束由cfs1和溫度控制器cfs2來模擬。基于MFM的應用解決方案在工業自動化的許多方面已經被提出。研究方向包括。