基于MES的車間信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)探索

摘要：近年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，促使企業(yè)的信息化建設(shè)也在不斷完善和進(jìn)步，為了促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，充分發(fā)揮企業(yè)信息資源的作用，一種基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的車間信息管理系統(tǒng)被提了出來，本文將對此進(jìn)行探討和分析。

關(guān)鍵詞：MES；車間信息管理系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，而作為國民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)也在一定程度上，影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，結(jié)合我國當(dāng)前的制造業(yè)發(fā)展水平來看，仍然存在較多問題，生產(chǎn)率水平較低、勞動(dòng)力成本不斷增加、企業(yè)缺乏創(chuàng)新精神等。為了有效的改善這一現(xiàn)狀，促進(jìn)制造業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，需要將信息技術(shù)有效的運(yùn)用到制造業(yè)的生產(chǎn)管理過程中。本文對基于MES的車間信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題展開了探討。

一、MES在我國的研究現(xiàn)狀

MES系統(tǒng)的開發(fā)和使用，在一定程度上推動(dòng)了我國企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展。而MES在我國的制造行業(yè)中的應(yīng)用，起步較晚，較為系統(tǒng)和大規(guī)模的應(yīng)用和研究，是在20世紀(jì)末期。我國在“十五”期間將MES作為重要研究課題，對其進(jìn)行研究和開發(fā)，并且取得了一定的研究成果。MES系統(tǒng)在流程工業(yè)領(lǐng)域如石化和鋼鐵制造業(yè)中，也取得了一定成績。總體來說，MES在我國的流程工業(yè)方面的應(yīng)用情況比較理想，目前已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。而結(jié)合制造業(yè)對MES的使用情況來看，其應(yīng)用仍然不太廣泛，只在少部分汽車制造行業(yè)中被使用。目前，我國關(guān)于MES系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀是，難以開發(fā)系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品，在制造車間應(yīng)用過程中，由于車間設(shè)施落后、技術(shù)水平較低，導(dǎo)致實(shí)施難度較大。而且很多企業(yè)在自身設(shè)計(jì)、管理和制造方面，存在一定的問題，很難對其進(jìn)行統(tǒng)一、有效的管理，從而導(dǎo)致MES在企業(yè)中很難具體實(shí)施。

二、基于MES的車間信息管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

（一）計(jì)劃層（ERP）的主要結(jié)構(gòu)

計(jì)劃層即企業(yè)資源的規(guī)劃層，它的主要作用是對企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且制定企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)對企業(yè)資源的有效管理。目前企業(yè)關(guān)于資源的計(jì)劃管理系統(tǒng)，已經(jīng)得到逐步發(fā)展，并且可以被應(yīng)用在計(jì)劃層的信息管理系統(tǒng)中。在對企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行創(chuàng)建時(shí)，需要將計(jì)劃層、規(guī)劃層和執(zhí)行層的信息，進(jìn)行相互融合，并且依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來將企業(yè)的信息管理和電子商務(wù)平臺(tái)，有效結(jié)合在一起。

（二）控制層（PSC）的主要結(jié)構(gòu)

在車間生產(chǎn)過程中，控制層的作用主要是及時(shí)采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并且有效控制自動(dòng)化設(shè)備。它將可編程的邏輯控制器作為基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量參數(shù)的采集工作，將總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為現(xiàn)場總線，并且在邏輯控制器和總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的兩端，都連接有終極電阻。這種結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，有助于增強(qiáng)系統(tǒng)的延伸性，維修更加方便，此外，對性能較高的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，以及組態(tài)軟件的利用，可以有助于車間形成較成熟的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。

（三）執(zhí)行層（MES）的主要結(jié)構(gòu)

執(zhí)行系統(tǒng)可以用來分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)、調(diào)度生產(chǎn)任務(wù)、監(jiān)控生產(chǎn)過程。執(zhí)行系統(tǒng)主要由執(zhí)行軟件、執(zhí)行調(diào)度臺(tái)、執(zhí)行數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。多數(shù)情況下，會(huì)使用工業(yè)也太網(wǎng)絡(luò)將執(zhí)行系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，這種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是是星型拓?fù)漕愋偷模谥醒牍?jié)點(diǎn)處對執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行連接，這種方式有利于維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)，并且實(shí)現(xiàn)了對資源的合理配置。如果網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，工作人員可以在不影響其他節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的情況下，對其進(jìn)行隔離檢測，從而避免網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行出現(xiàn)癱瘓，而且有助于對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

三、基于MES工藝車間信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用層設(shè)計(jì)

（一）基本數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)

制造業(yè)在對車間進(jìn)行采購和生產(chǎn)管理時(shí)，需要按照特定的軟件系統(tǒng)來進(jìn)行，而且在不同的生產(chǎn)階段，需要使用不同的軟件系統(tǒng)。在利用MES系統(tǒng)時(shí)，可以結(jié)合原來的系統(tǒng)來獲得所需的信息。信息管理系統(tǒng)從外界獲得重要信息，并且一部分由ERP系統(tǒng)提供，另一部分由PDM提供。ERP和PDM作為相對獨(dú)立的系統(tǒng)，具有不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，為了有效的整合制造業(yè)的各種工藝信息，需要在MES管理系統(tǒng)中，建立一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（二）表示層的設(shè)計(jì)

在表現(xiàn)層利用Dream weaver CS5對整體進(jìn)行布局，并且利用JSP和Struts標(biāo)簽庫相結(jié)合，對表示層每個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)信息進(jìn)行構(gòu)建。利用Struts時(shí)，使用一個(gè)不完整的UI標(biāo)簽對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，可以在很大程度上減少代碼的數(shù)量。在JSP頁面內(nèi)，來接收模型數(shù)據(jù)，并且通過Struts標(biāo)簽和HTML的其他元素來顯示數(shù)據(jù)。為了有效的處理接收的數(shù)據(jù)信息，可以利用JSP頁面進(jìn)行定向作用，并且使用控制器和攔截器對文件Struts.xml進(jìn)行合理配置。

（三）業(yè)務(wù)層設(shè)計(jì)

為了維持各種基本數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系，可以使用Hibernate框架對其實(shí)施合理配置。通過對數(shù)據(jù)源進(jìn)行合理配置，來實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)源表的對應(yīng)。為了便于對信息管理系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，可以在Spring文件中的applicationContext.xml對其進(jìn)行詳細(xì)的說明和配置。在這個(gè)過程中，代理服務(wù)和映射文件對應(yīng)不同的屬性，可以對數(shù)據(jù)源進(jìn)行相應(yīng)加載。根據(jù)用戶在信息管理系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)的需求，來選擇對應(yīng)的屬性，并且使用映射文件和數(shù)據(jù)源對不同的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析、處理，從而促使系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

結(jié)合上文，可以看出，基于MES的車間信息管理系統(tǒng)，可以促進(jìn)對企業(yè)信息的合理使用和傳輸，并且有利于科學(xué)管理工藝信息。制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)任務(wù)技術(shù)信息的傳輸，并且有助于車間工作人員掌握技術(shù)信息，提高工作效率，從而促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。

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作者簡介：常青（1981-）男，漢族，甘肅平?jīng)鋈耍究疲毞Q：中級工程師，研究方向：以MES為核心的數(shù)字化車間。