MES技术及其应用关键技术

1、、MES技术和应用、制造执行系统、几个重要的技术、提纲、一、MES体系结构、二、MES集成技术、三、数据收集和识别技术、一、 MES MES组件分类基于组件的MES系统架构MES业务组件开发基于组件的MES系统配置组件模型标准组件开发基于MES优势工作流技术的MES建模和开发即组件是数据和方法的封装。基于组件的软件开发过程、MES组件分类、标准组件：标准组件是基于MES的核心功能的集合，是提供整个MES系统的执行环境，在上层实现MES具体功能的组件服务。 这些组件包括工作流组件、查询组件、搜索组件、视图组件、消息组件、分类组件、系统集成插件等。 通用组件：通用组件跨行业，实现了许多MES系统中

2、包含的功能。 优化计算、误差分析、故障诊断、数据可视化接口、报告、日期管理、事件管理等。 行业组件：行业组件是满足特定行业的一般需求的功能。 例如，生产流程模型、业务模型、设备监控、设备维护、资材平衡、生产修订计划日程表、生产实绩分析、动态成本分析等。 专业组件：专业组件是根据特定类型的MES系统的特殊要求，提供制造过程动态模拟、物料跟踪等定制功能的组件。基于组件的MES系统架构、总线层、数据库/网络、J2EE/.NET、XML、框架层、订单管理组件、生产调度组件、其他组件、系统管理组件材料管理组件主要可分为四个步骤： MES需求分析和系统设置修订MES业务组件提取和MES业务组件装配MES软

3、件测试，(1)MES需求分析和系统设置修订，这一阶段是传统的瀑布式软件开发模式需求分析分析MES用户的需求，总结用户对MES软件的功能需求，从系统的高级提取类似分析级别和设置修正级别的MES组件，并在MES需求分析和系统设置修正阶段从MES区域组件库中重用组件内的知识根据MES软件各部分的功能区分，确定可以从域组件库中提取的域组件以及需要重新开发的专用组件。 (2)提取和适配MES业务组件，在此阶段中，首先，根据对应的组件提取方法，从MES业务(领域)组件库中提取所需的各种业务组件(二进制代码组件、源代码组件) 修改和编译提取的源代码组件，对可配置组件进行配置匹配，最后形成可部署组件。 (3)

4、MES部件的组装，此阶段基于软件体系结构框架(例如，J2EE )，将各部件组装以形成MES软件系统。 根据可部署元件的层次结构，组装方法也有所不同，例如使用XML语言作为元件组件的接口描述语言。 在组装MES业务组件之前，必须首先确定适当的软件体系结构和组装技术。 例如，采用SUN公司的J2EE架构，作为MES域组件实现的接口描述语言使用XML语言，从而实现组件之间的无缝连接，实现分散、交叉平台、基于Web的MES软件(4)MES软件测试在组装形成的MES软件上进行各种性能测试，包括数据、功能、稳定性、安全性、整合性等指标。 基于组件的MES系统配置，MES系统的可配置性主要通过三个过程：组件

5、的定义或重用、组件库的构建和按照生产业务流程组装MES系统。(1)对于一个组件的定义或复用，所述描述可以分为两个部分：组件功能描述和组件功能实现部分。 可再利用的软件组件需要特征性的说明(主要记述组件的类型信息)和规则性的说明(主要记述组件的动态动作)，分别记述可再利用的组件的静态特征和动态意义，另外，记述可再利用的组件为了大量开发MES的组件并准备构建可重复使用的组件库，需要编写MES组件的开发规格。 (2)构建组件库为了使MES开发者能够快速满足MES用户的需要，创建满足用户要求的组件，需要开发可重复使用的MES组件库管理平台。 组件库管理平台主要用于存储和管理可重复使用的组件，并提供主要

6、功能，如存储、添加、删除、修改、检索和集成。 并且，为了使管理者和用户容易考察组件的多路复用状况，也应该提供组件多路复用记录和用户意见反馈功能性。 (3)装配装配装配也是装配复用的重要步骤。 由于基于组件的开发，组件的组装得到最终的应用系统，所以在其稳定性、可靠性等方面，是否开孔与应用系统是否正常工作组件的组装不同例如，根据生产的详细生产和调度活动的特征，将其分解定义为多个组件，设置在组件库中，用户根据自己的生产模式和业务流程选择并组装对应的生产和调度组件， 如果企业MES系统所需的生产和调度功能生产模式或业务流程发生变化，只需修改原始组件的对象属性、事件和方法，或者重新定义和组装新组件。 配

7、置企业生产模式和业务流程更改后的生产和调度功能模块，以满足不同用户需求，并简化生产和调度生产修订计划的流程。 基于组件化的MES系统，通过组件的重用和重新定义、组件库的构建和组装，能够构建适应不同行业的多种生产模式和业务流程的MES系统，灵活性和适应性强。 组件模型标准、组件模型用于描述组件及其组件关系，没有标准的组件模型，就没有真正的即插即用组件。 目前，行业有三种主要的组件模型标准，需要解决分布式环境中的组件整合和互操作问题。 COM系列： COM/DCOM /COM企业日文cor bbe COM系列：作为Microsoft的com组件对象模型系列的COM/DCOM /COM对象交互由于不

8、强调继承而强调多种接口类型，因此在互操作和功能增强方面更灵活，但存在跨平台性能差、仅限于Windows平台的缺点。 EJB: EJB由Sun公司发表，是开发和配置基于组件的分布式业务应用程序的组件结构。 EJB为各种分布式对象计算(包括远程访问、安全性和事务)提供服务。 这些应用程序只需在支持EJB规范的任何服务器平台上创建一次即可配置。 现在，支持EJB标准的J2EE平台在实践中被广泛使用。 CCM: OMG于1991年底提出的CORBA (commonobjectrequestbrokerarchitecture )规范是对象管理体系结构(OMA )参考模型的实现方案之一。 CORBA2.

9、x之前的CORBA标准实质上是分布式的，并且真正意义上的组件标准已经产生，直到CORBA3.0提交了CORBA组件模型(CORBA组件模型，CMM )。 CCM的出现虽然很慢，但它能发挥大家的优点，吸收EJB模型(集装箱管理、HOME管理)和DCOM/COM组件模型(多接口)的优点，被称为未来组件模型的模范。、三种组件模型标准的比较，CCM vs EJB:CCM具有语言依赖性，EJB仅Java语言CCM提供的功能部件和规范比EJB完整，CMM组件模型的开放性比EJB好，但CCM支持平台的成熟性比EJB差CCM vs COM:CCM的好处是与平台无关，但COM系列仅限于WINDOWS平台。 根据

10、CCM规范开发的服务端组件框架具有良好的可移植性和可重用性。 但是，由于CCM是组件模型规格，所以，首先开发者必须开发才能使用，CCM技术规格出台后不久，其支持平台的后力就不足。 不同标准组件之间的整合、组件技术的发展趋向于整合化。 无论是OMG组织还是Sun公司，都想在技术上融合。 事实上，CCM也定义了对EJB规范的支持，以确保CORBA和EJB之间的集成。 由于EJB技术的成熟和产品支持特征，开发人员可以选择EJB作为服务端规范，同时维护CORBA客户端语言和平台的独立性。 CORBA和EJB的集成有两种方案：桥接技术和基于IIOP的远程方法调用(RMI )。基于组件开发MES的优势、部

11、署性、重用性、扩展性、(1)部署性、基于组件的MES软件是通过基于MES域框架组装通用组件和域组件而形成的软件通过接口在各个组件之间进行交互，可以避免以传统软件开发方式开发的紧密结合系统所具有的部署和配置困难的缺点。 当用户需要改变并需要进行局部调整时，基于组件的MES可以仅修改这些组件中的一种或多种，而不需要修改整个软件系统。 因而，基于组件的MES软件具有良好的配置性。 (2)由于再利用性、企业的规模、管理模式、经营战略等存在差异，MES的功能需求也不同，如果不修改软件，整体再利用的可能性很小。 以往的软件开发模式开发的软件紧密结合，其中的一部分功能难以再利用，需求变化时，需要重新进行需求

12、分析、功能分解、设定修改和开发，软件系统的再利用性差。 基于组件的MES可实现各种级别的复用，例如代码级别、二进制级别、域分析、设置校正、测试级别复用等。 这种多级和多级软件组件的复用可以大大提高MES的软件开发效率，缩短开发周期，降低开发成本，改善软件质量。 (3)可扩展性、制造企业在激烈的市场竞争中，需要不断提高管理水平，调整改善业务处理流程，提高企业的市场竞争力。 这就要求公司能够及时改善和扩展信息系统，以适应不断变化的市场环境。 传统的MES在结构上紧密结合，在用户需求变化需要调整系统功能时，需要对整个MES重新进行功能建模和分析，分割功能模块，修改工作量非常大。 同时，基于组件的ME

13、S是基于统一域框架构建的，组件具有更好的模块特性，组件互相松散耦合，通过接口相互作用。 这些特征确定基于组件的MES具有优异的可扩展性，并在用户需要改变用户需要调整软件系统的某种功能时，修改相应的组件，从而改变该组件和其他组件的接口除了MES，企业还有很多其他的信息系统，例如ERP、CAD、CAPP、CRM等，为了最大限度地发挥各个信息系统的作用，需要将它们整合起来，实现无缝的整合，对各个信息系统要求良好的整合性传统的MES内部紧密耦合，而且提供给其他系统的接口少，因此在与其他系统集成时，经常需要重新定制集成接口，所以软件系统的集成性差。基于组件的MES软件可以从三个层(数据层、业务逻辑层和演

14、示层)提供适当的集成界面，从而提高了集成性。 基于工作流技术的MES建模与开发，工作流技术是一种有效控制复杂活动执行、协调、实现人与应用之间交互的技术手段。 采用工作流技术，可以将MES业务逻辑与具体业务实现分离开来。 通过改变(重新定义)流程模型而无需更改特定功能模块的实现方式(硬件环境、操作系统、数据库系统、编程语言、应用程序开发工具、用户界面)来实现系统通过工作流技术，合理组织企业的各种资源(人、信息、实用程序和业务流程)，提高软件的再利用率，发挥系统的最大性能。 基于工作流的MES系统通过进程的重新定义，能够灵活地连接应用系统的功能，能够迅速完成企业系统的构筑。 基于工作流的MES开发

15、方法，基于工作流的MES开发方法，将MES业务流程逻辑与具体业务实现分离，提取原子级企业业务活动，用组件实现这些原子活动，用业务流程模型驱动，全面集成企业业务和软件实现工作流管理技术与组件技术相结合，右图显示了多层MES体系结构，使企业能够在统一的集成框架下实现组件化MES的开发、实施和运用。 (1)工作流平台层实现了业务流程与业务逻辑的分离，通过工作流建模工具对MES业务流程进行分析定义，提供了与MES业务流程相关的组件； 形成用户和数据信息相关联可实施的软件系统，工作流平台实现整个系统的不同层次的整合，根据企业需求的变化和BPR的状况动态执行组件组合，快速形成新的业务系统，MES的动态(2

16、)商业组件层商业组件层MES软件的商业逻辑组件，如部件信息组件、过程信息组件、制造资源组件、WIP管理组件业务组件， 是数据库层和显示客户端层的联系处理的桥梁，接受显示层和客户端层的请求，提取关于数据库层的数据，用组件自身的逻辑功能进行处理，根据将处理结果反馈给客户端的业务类型，有很多业务为了提供组件的重用性，可以将组件分为通用的业务组件和行业特定的组件。 业务组件层是MES软件功能实现的核心。 (3)数据库层数据库层MES软件的部署所需的各种数据库和数据类组件，例如部件信息数据库、制造资源数据库、过程信息数据库和订正/调度数据库等。 (4)中间层为MES软件提供分布式计算环境，包括命名服务、事务管理、数据持久性管理、网络管理等，以及异构硬件和软件环境对MES的影响