企业制造执行系统（MES）架构研究

lihuolin958

项目背景：

• 在当前的企业环境中，通过建立覆盖主要加工设备、关键工位的内部局域网络，建立计划调度、过程管理和生产追踪系统及数据采集、资源管理、生产管理与执行的制造执行软件系统(MES),可以提高车间生产效率，提高车间零部件的制造水平，利用已有的生产设备，最终形成一个能够满足研制及批量生产的需求、具有快速反应能力的柔性数字化生产线。实施MES系统可以实现以下效益：提高车间设备的利用率，提高批量生产能力和快速反应制造能力，满足混线生产和批生产的需求。降低废品率，降低生产成本，形成精益生产、敏捷制造的现代化管理模式，最终提高制造企业的生产能力和综合竞争力。
  
• 由于不同车间之间的车间生产管理和调度执行的管理问题诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能都会存在一些差异。传统的定制开发的软件过程很难快速的批量开发出高质量制造执行软件系统，而基于套件的实施方式又不易实现出与每个车间的制造执行流程完全符合的制造执行软件系统。因此我们的项目主要结合分析业务驱动开发与平台化组件开发的思路，开发一个从MES业务驱动的柔性可配置平台。
  
• 项目目标：
  
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  • 我们的项目目标是实现一个在代码级别的生成、组装、部署的可配置业务驱动平台。在该平台下，业务开发人员通过使用业务过程建模的可视化业务建模工具对业务进行建模或调整业务模型，然后由建模工具解析并自动转换为J2EE体系的平台相关模型（PSM）存储于业务组件库中。然后通过平台提供的业务引擎解析PSM并生成为可执行组件代码，业务引擎还将自动部署，结合平台的各个层面上的基础构件形成一个可配置的MES系统。由于平台是业务注入的形式，它支持重新导入业务模型并重新构建应用。重新构建的整个过程都可以在系统管理员掌控之中，重新构建的自动化过程时间极短。因此解决软件需求变更的代价只是修改业务模型的成本。这不但解决了需求变更过于频繁对于企业管理软件的冲击，同时可以通过更改需求重新构建应用的迭代促使软件实体与实际业务的之间差异的快速收敛。
  • 项目内容：
    
    • 我们的MES架构与实现方案分解为三大部分，包括一个可视化的业务建模工具，一个业务组件库，以及一个自动部署集成应用平台。
      
    • 在可视化的业务建模工具方面，我们的目的是将开发过程即可转化成为行业专家用他们自己的知识系统使用特定的符号构建或者快速修改一个模型，并使之融入高层的程序模型中，然后可存入业务组件库进行共享也可直接通过自动构建形成MES系统。
      
    • 在业务组件库方面，我们主要工作是分解业务驱动开发的基本元素，确定业务模型的详细内容的分解，并对这些业务模型进行分层，然后确定一个分层结构的业务模型构件数据库的设计方案和存储结构。我们将在业务组件库中存放资源分配和状态管理，工序详细调度，生产单元分配，文档控制，数据采集，过程管理等MES模块的基础逻辑供引用。最终我们要将业务组件库改进成复用度更高的开放式组件库，用户可以将本地建模的业务组件发布至互联网上共享，也可以通过Internet连接到位于互联网上开放式业务组件库进行查询，选择适合自己业务的业务组件，直接在该业务组件的基础上按照自己的业务需求进行业务模型的调整，并构建自己的MES系统。
      
    • 在自动部署集成应用平台方面，我们采用基于Java EE轻型框架的平台框架。平台采用分层结构，集成MES系统所必需的统一基础模块，包括基于RBAC模型的权限控制、管理多数据源以及外部系统数据的数据统一访问服务、全局日志管理以及执行业务模块自动生成与部署的业务引擎。平台具有扩展集成机制，可将业务模块快速部署。
      
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