數(shù)據(jù)總線技術(shù)在制造門戶集成中的應(yīng)用

田亞麗

摘 要：針對制造企業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用與集成的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，本文提出了基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線應(yīng)用解決方案。通過數(shù)據(jù)總線技術(shù)在門戶集成中的實施應(yīng)用，將產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)等相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用的集成，為制造企業(yè)構(gòu)建信息與數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)流程暢通的協(xié)同管理平臺。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)總線；集成；制造門戶

O 引言

隨著中國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，信息化在企業(yè)中變的越來越重要。企業(yè)逐步應(yīng)用了ERP、CAPP、MES、DNC等系統(tǒng)，通過各個系統(tǒng)作用將生產(chǎn)制造過程聯(lián)系起來。但各系統(tǒng)之間處于相對獨立運行狀態(tài)，沒有將信息數(shù)據(jù)進行集成，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)暢通、共享，缺乏公司級的數(shù)據(jù)總線，無法滿足制造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標對制造生產(chǎn)全面信息化的要求。

如何借助信息化平臺，建立起符合企業(yè)自身情況和需求的運營、管控能力和精細化管理體系，為企業(yè)信息化建設(shè)提供基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)施和建設(shè)的事實標準和規(guī)范，提高企業(yè)管理信息化水平，是企業(yè)下一步需要關(guān)注的重點。

基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線軟件將構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)總線模式，將產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)等相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用的集成，以及與其它專業(yè)工具軟件進行有效集成，構(gòu)建信息與數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)流程暢通的協(xié)同管理平臺。通過系統(tǒng)集成打通經(jīng)營計劃、項目管理、物資管理及各業(yè)務(wù)部門間的信息通道，加強信息反饋，確保企業(yè)科研生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。

1 建設(shè)目標

針對制造企業(yè)的信息化應(yīng)用集成現(xiàn)狀，本文提出將數(shù)據(jù)總線技術(shù)應(yīng)用在制造企業(yè)集成中，項目的建設(shè)目標如下：

（1）采用企業(yè)數(shù)據(jù)總線模式，將產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)等相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用的集成，構(gòu)建信息、數(shù)據(jù)共享，業(yè)務(wù)流程暢通的協(xié)同管理平臺；

（2）實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)等過程關(guān)聯(lián)資源合理優(yōu)化、配置，全面提升企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)和經(jīng)營管理水平；

（3）為各級領(lǐng)導(dǎo)提供決策輔助支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

通過對制造企業(yè)門戶集成業(yè)務(wù)的需求分析，對本項目系統(tǒng)的整體規(guī)劃示意圖如圖1所示：

（1）基礎(chǔ)設(shè)施

基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線運行的基本支撐環(huán)境，包括系統(tǒng)安全、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)軟件、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲。

（2）基礎(chǔ)平臺

基礎(chǔ)平臺是業(yè)務(wù)組件支撐的服務(wù)平臺，是基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線的基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)。基礎(chǔ)平臺主要提供工作流引擎、元數(shù)據(jù)、UI組件、報表、消息、安全審計、加密簽名、計劃任務(wù)、事務(wù)管理、用戶管控、數(shù)據(jù)字典、編碼規(guī)則和擴展接口標準等服務(wù)。

（3）業(yè)務(wù)組件

基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線應(yīng)用開發(fā)的業(yè)務(wù)組件為基礎(chǔ)平臺提供對業(yè)務(wù)組件的拔插式配置功能，針對不同專業(yè)方向的企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)成不同版本的業(yè)務(wù)組件庫。平臺主要業(yè)務(wù)組件有ERP相關(guān)組件、MES相關(guān)組件、DNC相關(guān)組件、QMS相關(guān)組件、CAPP相關(guān)組件、信息動態(tài)組件、通知公告組件、資料下載組件等。

（4）輔助決策支持

通過對制造過程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計和分析，為領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持功能。

（5）單點登錄

用戶以基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線軟件為中心，系統(tǒng)集成了ERP，MES、CAPP、DNC、OA等系統(tǒng)的單點登錄工作。通過單點登錄功能，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶統(tǒng)一登錄認證，同時用戶也可以通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)各自獨立的登錄入口進行登錄。

（6）系統(tǒng)集成

通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一及共享，實現(xiàn)由多獨立的信息化系統(tǒng)向統(tǒng)一的企業(yè)信息化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，從而達到制造系統(tǒng)信息化集成的最終目的。如ERP生產(chǎn)訂單下發(fā)到MES系統(tǒng)，MES排產(chǎn)數(shù)據(jù)下發(fā)到DNC系統(tǒng)等。

在數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)集成整個過程中，將采用基礎(chǔ)平臺框架作為支撐，以此解決信息集成呈現(xiàn)、流程審批、系統(tǒng)配置、安全控制、組件可配等問題，為整個基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線奠定基礎(chǔ)。

（7）系統(tǒng)呈現(xiàn)

基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線軟件數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模塊能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中用戶比較關(guān)心的數(shù)據(jù)統(tǒng)一呈現(xiàn)到系統(tǒng)中，避免了用戶登多個系統(tǒng)進行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的查找T‘作。

如生產(chǎn)訂單，銷售訂單、設(shè)備負荷、訂單的T序作業(yè)計劃、設(shè)備布局、本月入庫數(shù)量等，顯示的內(nèi)容可根據(jù)用戶實際需求去定義開發(fā)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)訪問組件

考慮到國內(nèi)信息系統(tǒng)大部分只是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用模式，無法對外開放應(yīng)用接口，本文將采用在服務(wù)端擴充數(shù)據(jù)訪問組件。通過該組件，接收門戶路由的數(shù)據(jù)檢索命令，分別訪問不同數(shù)據(jù)庫資源，并按照原子命令方式反饋數(shù)據(jù)庫訪問結(jié)果數(shù)據(jù)到門戶核心組件。通過該組件可以實現(xiàn)應(yīng)用型系統(tǒng)。

3.2 基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線客戶端插件

在每個客戶端部署客戶端插件，負責(zé)各應(yīng)用系統(tǒng)的交互和數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線的通信，主要目的是實現(xiàn)單點登錄功能，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)只與本地客戶端插件通信。跟其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)無關(guān)，保證了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計和部署過程中的獨立性。

各應(yīng)用系統(tǒng)獨立部署，并通過數(shù)據(jù)總線客戶端插件單點掛在系統(tǒng)總線上。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互時，向客戶端發(fā)送指令，并傳遞到門戶總線統(tǒng)一調(diào)度分發(fā)到其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并反饋結(jié)果信息。

3.3 通用頁面基礎(chǔ)類型庫

針對業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中的UI頁面類型相似情況，門戶建立了可擴展的業(yè)務(wù)UI基礎(chǔ)類庫，對各種專用功能類型的頁面進行抽象，提取公共代碼封裝到基類中。業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員可以基于類庫快速擴展實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)頁面。

類庫中不同的基類實現(xiàn)或引用了命令接口、UI框架外殼接口、流程引擎接口等接口，簡化了接口實現(xiàn)代碼，對業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員隱藏了這些接口的實現(xiàn)或使用的復(fù)雜度。類庫通過全局聚合事件采用發(fā)布訂閱機制為框架內(nèi)的頁面提供了一種松耦合交互方式。類庫還提供了UI控件的功能擴展插件，例如表格數(shù)據(jù)分頁輸出、文本框自動附加鍵鍵菜單等。開發(fā)人員還可以通過類庫提供的擴展點，對類庫進行擴展開發(fā)自己的UI基類。

4 結(jié)束語

本文針對制造企業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用及集成的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，提出了基于消息中間件的數(shù)字化車間數(shù)據(jù)總線應(yīng)用解決方案。通過數(shù)據(jù)總線技術(shù)在制造企業(yè)門戶集成中的實施應(yīng)用，將實現(xiàn)制造數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、單點登錄、統(tǒng)一權(quán)限管理等功能，并支持與現(xiàn)有的其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成應(yīng)用。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)以科研任務(wù)、產(chǎn)品生產(chǎn)為主線，實現(xiàn)從合同簽訂到任務(wù)下達、從成本歸集到項目結(jié)算、從物資管理到產(chǎn)品交付的全過程跟蹤，實現(xiàn)物流、資金流、信息流的統(tǒng)一。endprint