利用FTP技術實現ERP與生產設備集成方法的研究

王佳卓

摘? ?要：機械加工制造業進行生產經營活動時，普遍借助ERP系統進行生產過程的管理與控制，但是，在長期的應用中，ERP系統與機加機床集成度不高，存在數據孤島和管理間斷的問題，需研究借助物聯網技術和信息化管理方法，給出企業信息化管理中生產過程閉環控制的解決方案，即ERP系統與生產數控系統集成，并能夠實現系統間數據通信，以提升生產制造企業的信息化建設水平，推進企業兩化融合建設，文章對此進行了研究。

關鍵詞：物聯網;企業資源計劃系統;數控機床;文件傳輸協議

1? ? 課題背景和目標

企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，EPR）系統是企業應用計算機方法實現對企業的經營活動進行管理的重要方法和過程，是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統，是ERP系統執行主生產計劃后，自制任務閉環信息的主要來源[1]。根據企業經營活動和管理方式的不同，ERP系統呈現出通用性差、集成度低、職責不清的特點[2]，這些特點主要表現為兩個方面，一是企業的生產資料管理混亂，數控加工程序監管不力;二是隨著企業生產工具的不斷革新，ERP系統也需要不斷進行相應調整，去集成不同的數控機床加工設備，這樣做不但耗費了大量的人力物力，效果也未能達到預期，最終的結果就是企業兩化融合推進遲緩、信息化建設與生產管理脫節，從而給企業的生產經營活動帶來很多問題。

為了解決這些實際問題，需要解決ERP系統與數控機床的集成問題，制定行之有效的解決方案，具體從兩個方面入手：一是制定ERP系統與數控機床集成方案，實現數據互通，減少人為操作。二是通過文件傳輸協議（File Transfer Protocol，FTP）服務器，利用ERP系統對所有數控機床的程序進行統一管理。即制定ERP系統與數控機床集成的通用性解決方案，實現ERP系統完成數控加工程序集中管理和設備集成管理的課題目標。

2? ? 項目可行性研究

首先，ERP系統與數控機床系統的集成過程，是物聯網的應用和建設過程，物聯網技術的應用和推廣是“中國制造2025”的一個重要發展方向，是一項應用廣泛且成熟的技術方案，通過物聯網技術，能夠實現終端硬件設施的互聯[3]，同時，利用互聯網技術，也能夠實現終端硬件設施與軟件系統的互聯，該課題研究ERP系統與數控機床系統進行集成的解決方案，通過物聯網技術的應用，能夠完成兩套系統的集成。

其次，企業的生產經營活動過程需要不斷地更新或更換加工設備，為了實現ERP系統對所有數控機床的集中管理，需要不斷更新和改寫ERP系統的程序，此種做法導致的結果是企業為了實現信息化管理的目標，需要投入大量資源開展上述工作。分析該問題可以得出，ERP系統與數控機床系統集成的過程，實質是數據互通的過程，即通過一個共享平臺，用于保存數控加工程序，使得ERP系統與數控機床系統共用一套數據，這個過程可以通過FTP服務器來實現，對于實現集中管理的目標而言，ERP系統和數控機床系統每次在使用數控程序時，都從FTP服務器上下載或拉取相應程序，即可實現集中和統一的數據管理，利用FTP服務器強大的文件共享功能，通過TCP協議，能夠實現課題的最終目標。

3? ? 解決方案及設計方案

基于上述項目背景和實際需求，制定項目解決方案，即設計開發數控程序編輯器，用于集中編輯和管理全部的數控程序，并保存于ERP服務器上。在數據庫中保存數控程序在服務器上的物理位置，用于文件定位和查找。制定標準通信方法，在各類數控機床上開通FTP服務，形成通用的集成方案。進行數控機床基本信息和ERP系統加工工藝文件的綁定操作，用于ERP系統進行任務分配時，將數控程序發送至指定的數控機床上。

軟件系統設計，軟件系統采用瀏覽器/服務器模式（Browser/Server，B/S）的架構方式，使用Java語言進行開發，后臺采用SQL SERVER 2008數據庫，終端操作采用PC機進行，在PC機上進行數控程序的編輯，將編輯后的數控程序以數據流的方式保存為數控機床可識別的文件，再通過ERP自制任務分配功能，將數控程序文件推送至相應的數控機床的FTP文件夾中，在數控機床上打開FTP文件夾，選擇已推送的數控加工程序進行相應零件的加工。

3.1? 開發數控程序編輯器

數控程序是用于數控機床加工零件使用的程序指令，由于世界上存在多個數控程序編碼標準，導致各個機床生產廠家選擇和執行的標準也不同，這就意味著組成數控程序的程序編號、程序內容、程序段也不相同[4]，主要表現為數控程序的命令中多帶有特殊的半角字符，為了讓數控機床能夠按數控程序執行相應的操作，在數控機床操作系統編寫的程序，需要滿足兩個基本要求，一是數控程序文件是數控機床操作系統可識別的文件格式;二是數控程序中的特殊字符和程序格式不能發生改變。

基于上述兩方面原因，開發數控程序編輯器只能使用TEXTAREA格式域，而不能使用富文本編輯器，原因是富文本編輯器在數據庫中保存時會生成HTML格式代碼，該代碼在生成文本文件時，也會導入到文件中，且該代碼是不能被任何一種數控機床系統識別的，由于編輯器的開發使用Java語言，而且Java語言進行Web開發時，會將部分英文半角字符進行轉義，導致保存到數據庫中的數控程序或從數據庫中讀取的數控程序錯誤，這個問題的解決方案是，利用JS腳本在客戶機頁面上將需要保存的數控程序中的半角字符首先進行轉義，再由Java程序保存到數據庫中，此外，鑒于數控程序長度的不確定性，在數據庫中應使用TEXT字段格式。

3.2? 開發數據流處理程序

數控程序編輯器是為了輸入、查看、修改數控程序，是利用計算機程序通過讀寫數據庫來實現的，在數控機床的系統中，數控機床的存儲空間較小，在數控機床的控制系統上再開發讀取數據庫的程序，不但需要增加硬件配置，而且無法實現通用性使用目的，二次開發成本較高，首選的解決方案是將數據庫中的數控程序，讀取出來生成數控系統能夠識別的TXT文本文件的方式，發送到數控系統中即可。具體辦法是使用FILEWRITER函數，生成TXT文件，并從數據庫中讀取數控程序，以數據流的形式寫入到該文件中。

3.3? 創建數控程序緩存空間

通過程序生成的文本文件，需要保存在ERP應用服務器上，該文件僅作為上傳數控機床時使用，為了快速找到數據庫中數控程序對應的數控程序文件，需要完成兩項操作，一是將生成的數控程序文件的名稱，寫入到數據庫對應的記錄字段中，二是在服務器上，創建存儲空間，用于保存生成的文本文件，并將存儲路徑信息也保存到數據庫中。

3.4? 創建FTP服務端

目前，多數數控機床的控制系統采用的是Linux操作系統，該操作系統的優點是占用空間小、執行速度快，本課題研究的一項重要內容就是將Windows操作系統中的文本文件傳動到該系統中，為了實現這項操作，需要在Linux操作系統下，創建FTP服務器，即在每個數控機床的控制系統中創建FTP服務器，由于創建的過程是基于Linux操作系統，而不是數控系統，所以該操作具有通用性，這個解決方案能夠實現所有數控系統與ERP系統的數據通信問題。

3.5? 推送數控程序

為了在ERP系統中分配任務時，能夠直接將任務分配到具體機床上，還應做如下操作：

首先，在ERP系統的工藝文件維護程序中，增加工藝過程和工序對應的數控機床綁定信息，對應綁定信息是多對一關系，即允許多個加工工序對應同一臺加工機床設備，將對應關系保存到數據庫中，以機床編號作為主鍵。

其次，將數控機床的基本信息，包括IP地址、FTP目錄、登錄用戶名密碼信息保存到數據庫中，以機床編號作為主鍵，與上一操作使用的數據表中的機床編號形成關聯關系。

最后，在ERP系統中分配任務時，選擇待分配任務后，即可將該加工任務使用的數控程序發送到指定數控機床的控制系統中。

4? ? 結語

信息化系統在實施的過程中，應盡量避免二次開發和重復開發，為了能夠實現ERP系統與數控機床系統通信，需要進行一次性開發，降低項目建設成本和實施風險，該課題研究的結果，能夠滿足上述項目建設要求，能夠實現系統間的數據通信和應用集成，實現了ERP系統中自制任務的閉環控制，解決企業經營管理脫節和數據孤島問題，滿足實際應用的需要，具有推廣和應用價值。

[參考文獻]

[1]謝永.制造企業車間敏捷信息化解決方案[J].信息化管理，2010（3）：19.

[2]董玉紅.數控技術[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]于恩.機床改造中數控系統的選擇[J].機械與電氣（社會科學版），2018（3）：56-57.

[4]畢妍.經濟型數控機床改造的優化方案研究[J].科技創新與應用，2014（26）：68.