淺議復(fù)烤企業(yè)MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)研究

李桂林

摘要：該文主要闡述了復(fù)烤企業(yè)MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)。首先簡(jiǎn)要闡述了信息技術(shù)發(fā)展在煙草行業(yè)的發(fā)展；根據(jù)企業(yè)特性提出了MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成目的、集成原則；同時(shí)提出MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成需求、集成方法以及集成方案的邏輯設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；為打葉復(fù)烤企業(yè)集成設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：MES系統(tǒng)；復(fù)烤中控系統(tǒng)；集成；打葉復(fù)烤企業(yè)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）21-0165-02

信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，加速了生產(chǎn)要素在全球范圍內(nèi)的流動(dòng)和優(yōu)化配置，充分利用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)施生產(chǎn)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷和售后服務(wù)，改造 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，增強(qiáng)自己在行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)，已成為各個(gè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。[1]信息技術(shù)也逐漸在煙草行業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各個(gè)環(huán)節(jié)普及發(fā)展。打葉復(fù)烤企業(yè)作為煙草工業(yè)企業(yè)的前端企業(yè)，卷煙企業(yè)對(duì)復(fù)烤加工工藝的要求越來越嚴(yán)格。近年來隨著信息技術(shù)在卷煙企業(yè)運(yùn)用的越來越成熟，打葉復(fù)烤企業(yè)的信息技術(shù)也得到發(fā)展。無論是ERP系統(tǒng)還是底層中控系統(tǒng)，也慢慢完善。但是相當(dāng)一部分打葉復(fù)烤企業(yè)信息技術(shù)還處在比較落后階段，底層集控系統(tǒng)都處于孤島狀態(tài)，大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都無法實(shí)時(shí)上傳給企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)，為企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量提供支撐。因此建立一條連接上下層的信息路徑成為必由之路。打葉復(fù)烤企業(yè)MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成，打破生產(chǎn)系統(tǒng)孤島和生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)無法上傳至上層系統(tǒng)的尷尬局面。是提高打葉復(fù)烤質(zhì)量的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 集成方案設(shè)計(jì)

1.1集成目的

為了實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)與打葉復(fù)烤中控系統(tǒng)的信息交互和數(shù)據(jù)上傳，更好的保證MES工單的下達(dá)、撤銷和信息的反饋等功能。通過MES系統(tǒng)與打葉復(fù)烤系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的上傳和下達(dá)，為管理層更好更及時(shí)了解生產(chǎn)的實(shí)施情況，更好的保障了生產(chǎn)的精細(xì)化。同時(shí)系統(tǒng)接口的實(shí)現(xiàn)，充分實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳和下達(dá)，保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全和利用，為公司加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督和提高生產(chǎn)效率提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的信息化平臺(tái)。

1.2設(shè)計(jì)原則

1）可靠性：接口設(shè)計(jì)充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的情況，并采用高可靠性的產(chǎn)品和技術(shù)，提高接口的安全能力、應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，同時(shí)在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中保障數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

2）安全性：系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)要保證系統(tǒng)的安全，安全性應(yīng)在數(shù)據(jù)的傳輸、訪問要充分考慮數(shù)據(jù)交互的安全。應(yīng)采用一定的安全加密技術(shù)以及數(shù)據(jù)自動(dòng)檢驗(yàn)，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性和有效性。

3）先進(jìn)性和可擴(kuò)展性：接口設(shè)計(jì)采用先進(jìn)、穩(wěn)定和成熟的技術(shù)，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化，要盡可能設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)明，各個(gè)功能模塊間的耦合度小，在接口設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到軟件未來擴(kuò)展的需要。

4）易操作和可配置性：軟件接口開發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)容易操作且可配置，根據(jù)不同情況，進(jìn)行必要的配置和操作。

1.3集成需求

MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)的集成包含：工單信息、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)信息、工單開始、結(jié)束信息、班結(jié)束時(shí)主要稱的量、關(guān)鍵工藝參數(shù)、工單結(jié)束時(shí)主要稱的量、關(guān)鍵工藝參數(shù)信息等幾部分。

1.4技術(shù)方法

MES系統(tǒng)與打葉復(fù)烤中控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，可以分為業(yè)務(wù)交互信息和實(shí)時(shí)自動(dòng)化信息。業(yè)務(wù)交互信息是與生產(chǎn)業(yè)務(wù)單據(jù)記錄相關(guān)的生產(chǎn)信息，如生產(chǎn)工單、標(biāo)準(zhǔn)、工單反饋等；實(shí)時(shí)自動(dòng)化信息包括生產(chǎn)線實(shí)時(shí)的設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)等。

根據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的信息集成技術(shù)，業(yè)務(wù)交互信息采用基于WebService、DIS的中間件進(jìn)行信息交互；而實(shí)時(shí)自動(dòng)化信息，采用OPC與底層自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。

在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上：MES采用SIMATIC IT DIS作為消息中間件，復(fù)烤中控系統(tǒng)系統(tǒng)采用COM Connector連接到SIMATIC IT DIS，傳輸消息采用XML方式?；谥虚g件的通訊，需要每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)對(duì)應(yīng)的服務(wù)程序，并發(fā)布到指定的硬件服務(wù)器（中間件服務(wù)器）中。同時(shí)，在各自系統(tǒng)中開發(fā)對(duì)應(yīng)的接口模塊，用于在指定的觸發(fā)條件下，調(diào)用各自系統(tǒng)的中間件服務(wù)。

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上：MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成技術(shù)采用OPC交互技術(shù)。MES系統(tǒng)通過OPC通訊方式，向復(fù)烤中控系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：工單號(hào)、工單狀態(tài)、批次號(hào)、牌號(hào)、產(chǎn)量等。實(shí)時(shí)工藝數(shù)據(jù)：設(shè)備工藝參數(shù)設(shè)定值、實(shí)時(shí)值等。實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、停機(jī)分類等。

1.5方案設(shè)計(jì)

MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成內(nèi)容包括復(fù)烤工單申請(qǐng)、復(fù)烤工單下達(dá)、復(fù)烤工單撤銷、復(fù)烤工單信息反饋以及生產(chǎn)信息反饋等功能。

1）復(fù)烤工單申請(qǐng)

在邏輯設(shè)計(jì)方面，MES接收復(fù)烤中控系統(tǒng)的工單申請(qǐng)，觸發(fā)工單申請(qǐng)邏輯；復(fù)烤中控系統(tǒng)向MES發(fā)出工單申請(qǐng)信息；MES接收復(fù)烤中控系統(tǒng)工單申請(qǐng)消息；MES對(duì)工單申請(qǐng)XML數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析；MES觸發(fā)工單下達(dá)接口。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)置為兩個(gè)字段分別為工藝段號(hào)和申請(qǐng)標(biāo)志，通過工藝段號(hào)來區(qū)分各個(gè)工藝段，通過申請(qǐng)標(biāo)志來判定工單的狀態(tài)。

2）復(fù)烤工單下達(dá)

在邏輯設(shè)計(jì)上：MES將工單下達(dá)給復(fù)烤中控系統(tǒng)。MES內(nèi)部解析工單申請(qǐng)消息或由人工在MES中進(jìn)行下達(dá)工單操作，MES后臺(tái)獲取工單；MES對(duì)工單進(jìn)行校驗(yàn)；MES將工單信息生成XML數(shù)據(jù)流；MES將XML數(shù)據(jù)流通過消息發(fā)送給復(fù)烤中控系統(tǒng)；復(fù)烤中控系統(tǒng)接收到工單信息數(shù)據(jù)消息；MES將工單狀態(tài)改為下達(dá)狀態(tài)。若MES后臺(tái)獲取工單時(shí)，未獲取到工單，則在生成XML數(shù)據(jù)流時(shí)，工單號(hào)字段為空；校驗(yàn)結(jié)果字段為空；若MES對(duì)工單校驗(yàn)不通過時(shí)，則在生成XML數(shù)據(jù)流時(shí)，工單號(hào)字段為獲取到的工單號(hào)；校驗(yàn)結(jié)果字段為“校驗(yàn)不通過”。當(dāng)為校驗(yàn)不通過時(shí)，XML數(shù)據(jù)信息只有工單號(hào)、工藝段號(hào)、校驗(yàn)結(jié)果字段有數(shù)據(jù)；若MES獲取到工單及校驗(yàn)通過時(shí)，工單號(hào)字段為獲取到的工單號(hào)；校驗(yàn)結(jié)果字段為“通過”。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上：復(fù)烤工單下達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要對(duì)象有工藝段工單（包含批次號(hào)、工單號(hào)、物流名稱、計(jì)劃產(chǎn)量、計(jì)劃時(shí)間等等）、BOM信息（包含物料名稱、數(shù)量、優(yōu)先級(jí)等）、工藝標(biāo)準(zhǔn)（包含工藝標(biāo)準(zhǔn)版本號(hào)、參數(shù)名稱、單位等等）。

3）復(fù)烤工單撤銷

在邏輯設(shè)計(jì)上：MES若撤銷工單時(shí)，則將撤銷信息下達(dá)給復(fù)烤中控系統(tǒng)。MES需撤銷工單時(shí)，由人工在MES中進(jìn)行撤銷工單下達(dá)；MES后臺(tái)獲取撤銷工單信息；MES將撤銷工單信息生成XML數(shù)據(jù)流；MES將XML數(shù)據(jù)流通過消息發(fā)送給復(fù)烤中控系統(tǒng)；復(fù)烤中控系統(tǒng)接收到撤銷工單信息數(shù)據(jù)消息；MES修改工單狀態(tài)為取消狀態(tài)。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上：工單撤銷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要項(xiàng)目字段有工單號(hào)、工單狀態(tài)、工藝段ID。工單號(hào)區(qū)分各個(gè)工單，工單狀態(tài)用于判斷工單是否撤銷，工藝段ID則是標(biāo)識(shí)各個(gè)工藝段。

4）復(fù)烤工單信息反饋

在邏輯設(shè)計(jì)方面：復(fù)烤中控系統(tǒng)在工單開始時(shí)將工單開始信息反饋給MES系統(tǒng)。復(fù)烤中控系統(tǒng)在工單開始，向MES發(fā)出工單開始信息；MES接收復(fù)烤中控系統(tǒng)發(fā)出的工單開始消息；MES對(duì)工單開始信息XML數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析；MES保存或更新工單信息。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：工單信息反饋?zhàn)侄沃饕泄翁?hào)、批次號(hào)、工單狀態(tài)、牌號(hào)、班次號(hào)、班組號(hào)、工藝段號(hào)、生產(chǎn)開始時(shí)間等信息。

5）復(fù)烤生產(chǎn)信息反饋

在邏輯設(shè)計(jì)方面：復(fù)烤中控系統(tǒng)在工單結(jié)束時(shí)，將工單生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)反饋給MES。復(fù)烤中控系統(tǒng)在工單結(jié)束時(shí)，向MES發(fā)出工單生產(chǎn)信息消息；MES接收復(fù)烤中控系統(tǒng)工單生產(chǎn)信息消息；MES對(duì)工單生產(chǎn)信息XML數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析；MES保存工單生產(chǎn)信息。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：生產(chǎn)信息反饋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要對(duì)象有生產(chǎn)信息和BOM信息等。

2 結(jié)束語

打葉復(fù)烤企業(yè)MES系統(tǒng)建設(shè)還出在一個(gè)比較落后一個(gè)階段，很多復(fù)烤企業(yè)是先建設(shè)復(fù)烤中控系統(tǒng)后再考慮建設(shè)MES系統(tǒng)，因此復(fù)烤中控系統(tǒng)形成孤島。為了實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)與打葉復(fù)烤中控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上線互通，并且能夠穩(wěn)定安全地傳輸數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更好的更及時(shí)的反饋生產(chǎn)過程信息，建立MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控集成成為必然之勢(shì)。因此復(fù)烤企業(yè)MES系統(tǒng)與復(fù)烤中控系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)研究，可以為打葉復(fù)烤企業(yè)提供一個(gè)集成方案參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李宇.基于ERP和工業(yè)監(jiān)控的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成研究 [D].重慶：重慶大學(xué)，2005.