基于離散型制造業(yè)的PDMERPMES系統(tǒng)集成研究_第1頁
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文檔簡介

1、基于離散型制造業(yè)的PDM/ERP/MES系統(tǒng)集成研究結(jié)合離散型制造業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)特點(diǎn),探討如何通過多種信息系統(tǒng)的集成和應(yīng)用,提高企業(yè)信息化應(yīng)用水平,提高傳統(tǒng)制造業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。0 引言 基于知識(shí)和信息的制造將是制造技術(shù)發(fā)展的重要方向。數(shù)字化信息系統(tǒng)已對制造業(yè)產(chǎn)生深刻的影響,而且其影響日益突出,成為制約現(xiàn)代制造業(yè)系統(tǒng)的主導(dǎo)因素。利用現(xiàn)代化先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)手段對傳統(tǒng)的主導(dǎo)因素。利用現(xiàn)代化先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)手段對傳統(tǒng)制造方式進(jìn)行改造正在被越來越多的企業(yè)采用,已經(jīng)被實(shí)踐證明是非常有效的提高企業(yè)開發(fā)能力、生產(chǎn)效率和技術(shù)水平的重要戰(zhàn)略舉措,具有越來越重要的戰(zhàn)略地位。尤其對應(yīng)于加

2、工過程彼此獨(dú)立,加工工藝離散的離散型制造業(yè)更始如此,本文主要結(jié)合離散型制造業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)特點(diǎn),探討如何通過多種信息系統(tǒng)的集成和應(yīng)用,提高企業(yè)信息化水平,進(jìn)一步促進(jìn)“兩化融合”,提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。1 存在問題和解決方式 近些年,我過許多從事離散型生產(chǎn)制造的工業(yè)企業(yè)紛紛引進(jìn)各種信息處理系統(tǒng),例如企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)和制造業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等,購置了大量數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備,使得企業(yè)的信息化應(yīng)用水平有了較大的提高,但由于這些引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備都是被作為孤立的信息技術(shù)單元簡單使用,在面對總體結(jié)構(gòu)和組成部件相似、規(guī)格變化復(fù)雜、加工工藝特異性強(qiáng)的工件,任然普遍存在效率低、成本高、質(zhì)

3、量不穩(wěn)定的問題。 針對離散型生產(chǎn)面臨的加工任務(wù)多樣性、信息反饋快速性、信息處理智能性、調(diào)度策略優(yōu)化性要求,經(jīng)過深入的研究和論證,我們決定采取以PDM/ERP/MES繼承的信息系統(tǒng)為基礎(chǔ),以加工任務(wù)調(diào)度機(jī)制為核心,以智能終端為工具,向執(zhí)行者(即一線生產(chǎn)者)發(fā)送加工任務(wù)(做什么)和操作什么(怎么做)指令,并通過智能終端實(shí)現(xiàn)完工信息的及時(shí)、準(zhǔn)確收集與反饋,適應(yīng)并解決加工過程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況。 實(shí)現(xiàn)PDM/ERP/MES系統(tǒng)集成是以上解決方案的基礎(chǔ),主要包括以下內(nèi)容:1)ERP系統(tǒng)改造,特別是要實(shí)現(xiàn)有限資源計(jì)劃排產(chǎn),通過訂單式生產(chǎn)項(xiàng)目關(guān)鍵資源能力需求的平衡,提高計(jì)劃的可執(zhí)行性;2)實(shí)施MES(制造

4、執(zhí)行系統(tǒng)),打通生產(chǎn)計(jì)劃和車間執(zhí)行之間的斷層,使ERP計(jì)劃落地,形成閉環(huán)控制;3)實(shí)現(xiàn)PDM/ERP/MES的集成應(yīng)用。2 實(shí)施方案 2.1 總體思路 PDM/ERP/MES集成實(shí)施方案首先是進(jìn)行PDM/ERP集成,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、制造信息的總體集成;其次是進(jìn)行PDM/ERP/MES集成,使加工圖紙信息、工藝簡圖等加工信息能及時(shí)、準(zhǔn)確傳遞給操作者。最后實(shí)現(xiàn)ERP/MES集成,打通生產(chǎn)計(jì)劃和車間執(zhí)行之間的斷層,使ERP計(jì)劃落地,形成閉環(huán)控制,這一方面要求加工任務(wù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確下達(dá)到各設(shè)備,另一方面要求加工任務(wù)能及時(shí)準(zhǔn)確下達(dá)到各設(shè)備,另一方面需要現(xiàn)場加工信息能夠及時(shí)準(zhǔn)確反饋到生產(chǎn)調(diào)度員,以保證計(jì)劃的

5、科學(xué)性和執(zhí)行的可控制性。通過PDM/ERP/MES的集成,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享、計(jì)劃信息的共享、執(zhí)行信息的共享,為離散工件的生產(chǎn)和加工提供有效的支持。 2.2 單元系統(tǒng)集成框架 集成應(yīng)用系統(tǒng)框架中涉及多開發(fā)語言(Java、C#、PB等)、多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(SQL-Server、MySQL等)、多網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等),這使在單元系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互及流程執(zhí)行變得更為復(fù)雜,因此采取標(biāo)準(zhǔn)化的集成技術(shù)和集成框架是實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)集成的核心技術(shù)內(nèi)容之一。主要的單元系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)如表1所示:表1 主要單元系統(tǒng) 在各個(gè)單元系統(tǒng)之間有直接或者間接的數(shù)據(jù)訪問需求,且這些需求是動(dòng)態(tài)的、變化的。如圖1所示:圖1 單元系統(tǒng)

6、間數(shù)據(jù)需求圖 針對上表列出的幾種主要單元系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通需求,我們需要選定一種開放式可拓展的系統(tǒng)集成框架,保證以上主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)之前的數(shù)據(jù)互通,同時(shí)為以后的新系統(tǒng)的集成規(guī)范接入方式。經(jīng)過比較分析,我們選取了面向服務(wù)的體系SOA(Service Oriented Architecture)。SOA是一種新的分布應(yīng)用集成示范,它將應(yīng)用程序的不同功能單元(服務(wù))通過這些定義良好的接口和協(xié)議聯(lián)系起來。接口采用中立的方式進(jìn)行定義,獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。目前主要的開發(fā)語言(包括表3-1列出的所有語言)均支持面

7、向服務(wù)的程序開發(fā),是實(shí)現(xiàn)集成框架的理想方案。 2.3 SOA體系結(jié)構(gòu)和原理 面向服務(wù)的體系架構(gòu)SOA是支持服務(wù)的結(jié)構(gòu)框架或基礎(chǔ)設(shè)施。在SOA中,服務(wù)是獨(dú)立的,可以防止于SOA就架構(gòu)中的任何位置并進(jìn)行調(diào)用,也就是說,它能夠由架構(gòu)框架中的任何其它實(shí)體(取決于安全性)進(jìn)行激活或使用。圖2 SOA基本框架圖服務(wù)提供者將其服務(wù)發(fā)布到服務(wù)代理的一個(gè)目錄上,當(dāng)服務(wù)請求者需要調(diào)用該服務(wù)時(shí),它首先利用服務(wù)代理提供的目錄去搜索和服務(wù),得到如何調(diào)用該服務(wù)的信息,然后根據(jù)這些信息區(qū)調(diào)用服務(wù)者發(fā)布的服務(wù)。當(dāng)服務(wù)請求者從服務(wù)代理處得到調(diào)用所需服務(wù)的信息之后,通信是在服務(wù)請求者的提供者之間直接進(jìn)行,而無須進(jìn)過服務(wù)代理。 S

8、OA較其它分布應(yīng)用集成方法最大的特點(diǎn)是它是完全低耦合的,服務(wù)請求者只有在需要服務(wù)時(shí)才動(dòng)態(tài)地綁定服務(wù)提供者;另外,采用SOAP交互協(xié)議及XML作為信息格式具有跨平臺(tái)特性,對集成的應(yīng)用系統(tǒng)要求也比較低。 2.4 系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn) 本方案中結(jié)合表中列出的主要系統(tǒng),給出基于SOA模式的集成框架。其工作原理如圖3所示。圖3 系統(tǒng)集成原理圖 圖中分別表示出了開發(fā)期間及運(yùn)行期間的處理流程及調(diào)用流程,在運(yùn)行期間數(shù)據(jù)服務(wù)請求通過注冊中心轉(zhuǎn)發(fā)請求,所有的數(shù)據(jù)服務(wù)表示為同樣地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源,通過文檔約定及開發(fā)期間的格式定義,保證數(shù)據(jù)服務(wù)可被調(diào)用并且能正確解析使用,保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的弱耦合及數(shù)據(jù)服務(wù)本身的靈活配置。如果需要

9、進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展,加入新的服務(wù)需求或新的系統(tǒng),采用同樣流程即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成。如圖4所示:圖4 PDM/ERP/MES集成系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用圖3 結(jié)束語 實(shí)施多個(gè)信息系統(tǒng)的綜合集成應(yīng)用對于提高企業(yè)的信息化水平和效率有著至關(guān)重要的作用,主要具有以下幾個(gè)方面的效應(yīng): (1)協(xié)同效應(yīng):大信息平臺(tái)的建立大大減少信息傳遞時(shí)間,保證信息傳遞的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,有助于開展多部門聯(lián)合攻關(guān)工作,提高研發(fā)效率。 (2)集成效應(yīng):通過多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成,形成規(guī)則統(tǒng)一、分流有序的信息流,消除了信息孤島,大幅度提高了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的反應(yīng)速度。 (3)模擬效應(yīng):上層信息化系統(tǒng)可以將信息無障礙地傳送至生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)型模擬,縮短了新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)周期,提高了科技成果轉(zhuǎn)化率。 (4)增強(qiáng)效應(yīng):集成信息系統(tǒng)有助于提高先進(jìn)數(shù)控裝備的利用率,提高加工精度,使成品性能最大限度地達(dá)到設(shè)計(jì)要求,極大地增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新效果。 (5)放大效應(yīng):

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