中間件的MES與ERP系統(tǒng)信息集成技術(shù)

1、MessageBox 數(shù)據(jù)庫： 使用 MicrosoftSQLServer2000實(shí)現(xiàn)， 內(nèi)部存儲由企業(yè)事先定中間件的 MES 與 ERP 系統(tǒng)信息集成技術(shù)隨著我國計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展、 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用技術(shù)的不斷普及、 企業(yè)信息化建設(shè)經(jīng) 驗(yàn)的不斷積累和計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的提高， 企業(yè)深刻地認(rèn)識到走信息集成化道路 的重要性。 為此， 摒棄“信息孤島”， 消除“應(yīng)用峽谷”， 實(shí)施信息集成化技術(shù)， 實(shí)現(xiàn) MES 與 ERP 系統(tǒng)集成，已成為企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展的一種必然選擇。1 引言隨著我國計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展、 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用技術(shù)的不斷普及、 企業(yè)信息化建 設(shè)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和計(jì)算機(jī)信

2、息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的提高， 企業(yè)深刻地認(rèn)識到走信息集成化 道路的重要性。為此，摒棄“信息孤島”，消除“應(yīng)用峽谷”，實(shí)施信息集成化技術(shù)，實(shí)現(xiàn) MES 與 ERP 系統(tǒng)集成， 已成為企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展的一種必然選擇。 過去實(shí)現(xiàn) MES 與 ERP 集成均為專用接口集成， 整合的時間過長、成本過高，且不能適應(yīng)變化的企業(yè)需求?，F(xiàn)在主 流的集成技術(shù)為基于中間件的系統(tǒng)集成，即通過通用中間件的橋梁作用把各種ERP 和 MES系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)信息在兩者之間的交互與共享。因此本文提出采用 BizTalkserver 作為 中間件的集成方法，并說明了此中間件引擎采用的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。2 基于中間件的集成平臺的

3、體系結(jié)構(gòu)和工作原理2.1 系統(tǒng)各模塊功能說明 ME事件：生產(chǎn)車間現(xiàn)場的實(shí)時事件，包括“裝配站組裝開始消息，組裝結(jié)束報(bào)完工 消息，中間立庫各種物料消耗及剩余信息，質(zhì)量異?；?AGV 工裝異?！钡?;訂閱/ 發(fā)布： XML 信息交換適配器創(chuàng)建訂閱以指示其接收 MES 發(fā)布的事件消息 ;支持SA95XML標(biāo)準(zhǔn)的信息交換適配器：由“接收適配器”和“接受管道”，兩部分 組成，在生產(chǎn)過程中，“接收適配器”隨時接收 MES 的消息事件，“接受管道”嚴(yán)格按照 企業(yè)信息集成的國際標(biāo)準(zhǔn) S95 封裝為標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔，文檔一經(jīng)生成，即被傳輸?shù)?XMLDOM 解析器進(jìn)行解析 ;ME數(shù)據(jù)庫：使用Microsof

4、tSQLServer2000 實(shí)現(xiàn)，用于存儲生產(chǎn)現(xiàn)場中的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù) ; 義的各個業(yè)務(wù)流程生成的 XML 架構(gòu)文檔， 即 XMISchema 文件， 通過 XMLDOM 解析器用 以驗(yàn)證 XML 適配器所生成的 XML 文檔是否符合某個業(yè)務(wù)流程定義的文檔架構(gòu) ; XMLDOM解析器：該模塊對照存儲在 MessageBox 數(shù)據(jù)庫中的指定架構(gòu)或架構(gòu)組驗(yàn)證 XML 適配器生成的 XML 文檔，如果文檔與任一架構(gòu)不符，則返回原文檔，不預(yù)處理 ; EF系統(tǒng)適配器：接收 MessageBox 數(shù)據(jù)庫的XML消息，并將其轉(zhuǎn)換成 ERP應(yīng)用程 序支持的文檔格式供 ERP 處理 ;其內(nèi)部結(jié)構(gòu)同 ISA95XM

5、L 信息交換適配器， 由發(fā)送適配器和 發(fā)送管道兩部分組成。2.2 系統(tǒng)流程概述1. 生產(chǎn)現(xiàn)場有生產(chǎn)事件發(fā)生時，MES 通過消息的訂閱 /發(fā)布機(jī)制，有選擇的將事件消息傳送到 XML 適配器中進(jìn)行封裝處理， XML 適配器處理好的標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔經(jīng) XMLDOM 解析器解析，如果其結(jié)果符合企業(yè)事先定義好的某個業(yè)務(wù)流程的XML 文檔架構(gòu)，則該文檔會傳輸至 MessageBox 數(shù)據(jù)庫，然后被發(fā)送到其目標(biāo)業(yè)務(wù)流程，后者將執(zhí)行業(yè)務(wù)流程要求 的所有操作。 每個業(yè)務(wù)流程都創(chuàng)建訂閱以指示其接收的消息類型。 經(jīng)過此處理， 得到由業(yè)務(wù) 流程創(chuàng)建的另一消息并將其保存在 MessageBox 數(shù)據(jù)庫中。消息通過

6、 ERP 適配器發(fā)送出去， 此過程中拆裝 XML 格式文檔為 ERP 應(yīng)用程序可接收的消息格式。 ERP 接收到消息請求及時 做出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)各個生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)的信息貫通和共享。2. 系統(tǒng)通過動態(tài)對 ME5 數(shù)據(jù)庫的檢索查詢，發(fā)現(xiàn)需要由 ERP 做出新的動作 （例如下達(dá) 新的總裝或分裝生產(chǎn)計(jì)劃 ）或?qū)?MES 層發(fā)出新的指令 （如某總裝工位的料架補(bǔ)料指令或分裝 工位的中間產(chǎn)品調(diào)度指令 ）時，發(fā)布新的消息請求到 XMI 、適配器，然后消息處理流程同上 一段中所示。3 中間件引擎的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)3.1 信息集成的內(nèi)容遵循 S95 標(biāo)準(zhǔn)S95企業(yè)控制集成標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生是來源于實(shí)際應(yīng)用集成的需要。

7、2000年以來由ISA（美國儀表、系統(tǒng)和自動化學(xué)會 ）制定和發(fā)布了“企業(yè)與控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)”，即S95 標(biāo)準(zhǔn) CS95標(biāo)準(zhǔn)定義了各企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成的模型， 提供了企業(yè)活動和控制活動的統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。S95 為信息交換提供了標(biāo)準(zhǔn)， 減少了 MES-ERP 集成的費(fèi)用， 與產(chǎn)品的生命周期管理協(xié) 同工作， 提供生產(chǎn)能力和狀態(tài)， 提高了生產(chǎn)制造的靈活性， 提供了一套信息集成的架構(gòu)和標(biāo) 準(zhǔn)模型，定義了 ERP和MES的界限和信息流，定義了生產(chǎn)過程中需要在標(biāo)準(zhǔn)所定義層級之 間共享和交互的 3 種信息流，需要交互與共享的信息主要分為三類：生產(chǎn)能力信息、產(chǎn)品 定義信息、生產(chǎn)信息。S95 標(biāo)準(zhǔn)以對象模

8、型的形式定義信息， 用各個對象的屬性描述具體信息。 圖四所涉及的 三類信息在標(biāo)準(zhǔn)中均定義了相應(yīng)的對象模型及其組成子模型，模型和子模型的屬性及示例值也均有嚴(yán)格定義。 后面要實(shí)現(xiàn)的具體示例中要集成的具體信息為對應(yīng)物料模型的物料子批次 類的屬性。3.2 消息封裝格式應(yīng)用 XML 技術(shù)XML 可擴(kuò)展標(biāo)記語言 (extensibleMarkupLanguage) 以其規(guī)范性、自描述性、數(shù)據(jù)表 達(dá)的靈活性等特點(diǎn)很好地適應(yīng)企業(yè)信息集成的要求。 隨著 XMl 相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展， XML 不僅成為了各種應(yīng)用程序間交換數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)， 也是互聯(lián)網(wǎng)中重要的信息交換標(biāo)準(zhǔn)和表示 的技術(shù)之一。一個 XML 文檔由 X

9、ML 事例文件和架構(gòu)描述文件兩部分組成，事例文件主要描述 XML 文檔的具體內(nèi)容， 而架構(gòu)描述文件則使用架構(gòu)描述語言定義事例文件中的標(biāo)記及標(biāo)記之間的 關(guān)系。架構(gòu)描述語言主要包括 DTD 和 XML-Schema ，而在 2001 年 5 月 2 日 XML-Schema 成為 W3C 組織指定的代替 DTD 的 XML 架構(gòu)語言標(biāo)準(zhǔn)。 XSD(XMLSchemaDefinition ， XMLSchema 定義)是 W3C 提出的 XSDSchema 定義(XSDSchemaDefinition)標(biāo)準(zhǔn)的通用名稱。 XSD 優(yōu)點(diǎn)如下： XSDSchema也是XML文檔，采用與 XML相同的語法可

10、以為元素或?qū)傩灾付╔SDSchema中的數(shù)據(jù)類型允許自定義數(shù)據(jù)類型，或使用 44 種預(yù)定義數(shù)據(jù)類型之一提供了在數(shù)據(jù)元素上定義鍵值的功能，從而實(shí)現(xiàn)了唯一性支持面向?qū)ο箢愋偷睦^承，即一個 Schema 可以繼承另一個 Schema允許定義可以相互替代的元素通過 XSDSchema 能夠定義一份 XML 文檔的格式內(nèi)容和數(shù)據(jù)。當(dāng)一份引用了 XSDSchema 的文檔被支持 XSD 的解析器進(jìn)行驗(yàn)證時，它要確定該文檔是否符合 Schema 中所定義的標(biāo)準(zhǔn)。3.3 企業(yè)應(yīng)用集成平臺采用 BizTalkserverBizTalkServer 是微軟開發(fā)的一款分布式集成服務(wù)器產(chǎn)品，它以 MessageHUB

11、 模式提 供 EAI 解決方案， 以 SQLSERVER2000 為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)， 以 VS.net 為宿主來設(shè)計(jì)開 發(fā)具體的應(yīng)用集成解決方案。 企業(yè)內(nèi)部所有應(yīng)用程序整合都可由 BizTalkServer 引擎內(nèi)部處 理，在此平臺下需要開發(fā)設(shè)計(jì)特定的適配器（接收、發(fā)送適配器 ）和相應(yīng)的接收發(fā)送管道，并設(shè)計(jì)定義相關(guān)的業(yè)務(wù)流程來完成企業(yè)應(yīng)用的集成。4 利用中間件引擎買現(xiàn) ERP 與 MES 集成示例方案實(shí)施結(jié)合西安法士特齒輪廠 MES 項(xiàng)目進(jìn)行說明， MES 軟件平臺為 GE-Fanuc 的PlantApplication軟件系統(tǒng)Proficy , ERP系統(tǒng)為SAP，這里SAP的接口適配器

12、設(shè)計(jì)為可以處理平面文檔，此文檔中包含了從相應(yīng)的 XML 文檔中分離提取出的有用信息。4.1 方案應(yīng)用案例在變速箱殼體裝配過程中， 隨著各種零部件的消耗， 分別為總裝配站和分裝配站料架提 供物料的 MES 中間立庫會定期發(fā)布物料補(bǔ)充請求，請求中包括立庫中儲存的各種物料的消 耗和剩余信息；當(dāng)某一種物料的剩余數(shù)量接近于deadline 時，就需要通知ERP補(bǔ)充物料了。應(yīng)用案例擬定為實(shí)現(xiàn) MES 中間立庫物料補(bǔ)充這一業(yè)務(wù)流程。業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)為當(dāng) MES 中間 立庫上的特定ID號的某零件剩余數(shù)量第一次少于100時就必須由MES通知ERP從庫存準(zhǔn)備物料了。 而當(dāng)此種零件剩余數(shù)量大于 100 時則會由通過 B

13、izTalk 映射器生成“拒絕請求” 返回給立庫應(yīng)用程序。4.2 開發(fā)平臺和工具本文選用如下 .NET 開發(fā)工具和服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)此物料補(bǔ)充過程的業(yè)務(wù)流程：開發(fā)平臺： BizTalkServer2006開發(fā)工具： VisualStudio.NET2005編程語言： C#.net操作系統(tǒng)： Windows2003Server后臺數(shù)據(jù)庫： SQLServer20004.3 方案實(shí)現(xiàn)步驟4.3.1 創(chuàng)建 XML 架構(gòu)以定義數(shù)據(jù)和物料補(bǔ)充請求的結(jié)構(gòu)S95 標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格定義了企業(yè)中 ERY 與 ME5 系統(tǒng)集成的信息內(nèi)容，遵循此標(biāo)準(zhǔn)， MES 中 間立庫發(fā)布的物料補(bǔ)充請求消息格式應(yīng)與 S95 標(biāo)準(zhǔn)中物料模型的物

14、料子批次類的屬性一一 對應(yīng)，而在中間件引擎中我們用 BizTalk 編輯器編碼生成的用來驗(yàn)證補(bǔ)充請求架構(gòu)的 XMLSchema 更是與 S95 標(biāo)準(zhǔn)保持一致，即標(biāo)準(zhǔn)中對象模型類的屬性對應(yīng) Schema 中的元 素，而屬性值對應(yīng) Schema 中的元素屬性值。 這樣 MES 中間立庫發(fā)出的物料補(bǔ)充請求消息 經(jīng) XML 適配器封裝生成標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔發(fā)送至 DOM 解析器， 驗(yàn)證其 XSD 符合“物料 補(bǔ)充業(yè)務(wù)流程”文檔架構(gòu)，然后由后面設(shè)計(jì)生成的訂閱該文檔架構(gòu)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)一步處理。下面的圖表列出了 S95 物料模型的物料子批次類的屬性表， 以及對應(yīng)的用 BizTalk 編輯 器定義的 XML

15、 架構(gòu) （ 侮個屬性相對于 schema 中的每個字段元素 ）。4.3.2 修改“請求”架構(gòu)的屬性在 BizTalk 架構(gòu)編輯器中，使用“升級屬性”將架構(gòu)中的 Quantity 字段定義為可分辨 字段，并將 Quantity 字段元素的數(shù)據(jù)類型定義為 unsignedint ，以便業(yè)務(wù)程序計(jì)算其值大 于還是小于 100 。之后， 每個請求實(shí)例都可以訪問該字段， 可分辨字段是具有特殊作用的消 息數(shù)據(jù)， 主要用于決策或處理業(yè)務(wù)流程中的數(shù)據(jù)。 修改“架構(gòu)編輯器擴(kuò)展”屬性， 選擇要與 “請求”架構(gòu)關(guān)聯(lián)的平面文件擴(kuò)展。平面文件擴(kuò)展通過添加可將數(shù)據(jù)保留在架構(gòu)中的批注， 提供對平面文件的支持。4.3.3 創(chuàng)

16、建業(yè)務(wù)流程 在決策形狀中構(gòu)造布爾型表達(dá)式以計(jì)算要請求的數(shù)量， 以便路由相應(yīng)的消息。 本方案所 用代碼表達(dá)式為：RequestInstance.Item.Quantity>100（Quantity 即為圖五所示的 Schema 中的子元素 ）434“ Quantity>=100”的處iTalk 映射器創(chuàng)建 XML 架構(gòu)以定義“請求被拒絕”消息的結(jié)構(gòu)，如果物料補(bǔ)充請求因Quantity 超過 100 而被拒絕，則“補(bǔ)充請求”架構(gòu)中的數(shù)據(jù)需要映射到或轉(zhuǎn)換為所創(chuàng)建的“請求被拒 絕”架構(gòu)。 將傳入消息中的字段鏈接到為傳出消息定義的字段，因?yàn)檫@兩種消息的架構(gòu)結(jié)構(gòu)不同，因此必須做文檔格式的映射和

17、轉(zhuǎn)換處理經(jīng)過此步實(shí)現(xiàn)，“請求”文檔將會被映射生成為“請求拒絕”文檔返回給立庫。4.3.5“ Quantity<100 ”的處理用ERP系統(tǒng)適配器ERP系統(tǒng)適配器在本方案中可以等價(jià)為在BizTalkServer集成平臺下用戶自定義的管道設(shè)計(jì)器，提供對傳入和傳出的 XMI 消息執(zhí)行正規(guī)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的功能。在本方案中，需要 將儲存信息實(shí)體的平面文件發(fā)送到ERP系統(tǒng)，因此需要創(chuàng)建自定義發(fā)送管道，并使用可將XML 轉(zhuǎn)換為等價(jià)的平面文件格式的平面文件組裝器組件配置該管道。該管道使用平面文件 組裝器組件將“請求”架構(gòu)序列化為平面文件格式，然后將其發(fā)送到ERP 系統(tǒng)。此過程的具體實(shí)現(xiàn)為編寫“XMlatF

18、ile”文檔轉(zhuǎn)換代碼添加到“管道組件”工具箱中的“平面文件組裝器框架”，使 XML 格式的請求消息中的數(shù)據(jù)信息全部轉(zhuǎn)換并保存在新生成 的平面文件中。ERP 通過處理此項(xiàng)請求，通知庫存系統(tǒng)供貨，使 MES 中間立庫上的對應(yīng)零件得到即時 補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了 MES 與 ERP 的信息的交互與共享，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。5 小結(jié)該文提出了一種基于中間件的MES與ERP系統(tǒng)的集成平臺，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)信息從MES系統(tǒng)到應(yīng)用中間件、經(jīng)過格式驗(yàn)證、映射、轉(zhuǎn)換處理后，發(fā)送到ERP并由ERP回饋消息的全過程。在系統(tǒng)集成的過程中第一次使用了 BizTalkServer 作為集成平臺核心中間件引擎， 并在此平臺下成功的實(shí)現(xiàn)了

19、一個 MES 與 ERP 系統(tǒng)之間關(guān)于物料補(bǔ)充請求的信息集成的示 例，實(shí)際應(yīng)用表明該集成平臺性能穩(wěn)定、可靠性高。因此本文提出的以BizTalkServer 作為MES 與 ERP 系統(tǒng)集成的中間件引擎等關(guān)鍵技術(shù)對促進(jìn)企業(yè)集成服務(wù)平臺的構(gòu)建、完成已有系統(tǒng)間的信息交互與共享等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文創(chuàng)新點(diǎn)： 1 .本文第一次把 W3C 組織的 XSD 文檔規(guī)范與 ISA95 標(biāo)準(zhǔn)第一和第二部 分關(guān)于 ERP 與 MES 系統(tǒng)集成的信息內(nèi)容對應(yīng)起來，建立起 XSD 文檔規(guī)范中所定義的根元 素子元素及其元素屬性與 ISA95 標(biāo)準(zhǔn)中所定義的需要集成的信息內(nèi)容的映射關(guān)系，即 XSD 文檔元素對應(yīng) L

20、SA95 標(biāo)準(zhǔn)中的對象模型屬性，而元素值或元素屬性值對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的對象模 型屬性值，這樣為在 BizTalk 中建立起需要集成的信息的模板奠定了基礎(chǔ)。2. 在集成領(lǐng)域內(nèi)第一次建立起以 BizTalkServer 作為核心中間件引擎的信息集成平臺， 并在 BizTalkServer 中成功的融合了 W3C 組織的 XSD 文檔規(guī)范和 ISA95 標(biāo)準(zhǔn)的對象模型 屬性，在其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的基礎(chǔ)上建立起兩者的映射關(guān)系，以此為基礎(chǔ)在中間件中實(shí)現(xiàn)了 ERP與MES系統(tǒng)中集成的信自、內(nèi)容的模板規(guī)范，真正統(tǒng)一了兩類系統(tǒng)中需要集成和共享 的信息內(nèi)容及格式。1 引言隨著我國計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展、 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用

21、技術(shù)的不斷普及、 企業(yè)信息化建 設(shè)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的提高， 企業(yè)深刻地認(rèn)識到走信息集成化 道路的重要性。為此，摒棄“信息孤島”，消除“應(yīng)用峽谷”，實(shí)施信息集成化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)MES 與 ERP 系統(tǒng)集成， 已成為企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展的一種必然選擇。 過去實(shí)現(xiàn) MES 與 ERP 集成均為專用接口集成， 整合的時間過長、成本過高，且不能適應(yīng)變化的企業(yè)需求?，F(xiàn)在主 流的集成技術(shù)為基于中間件的系統(tǒng)集成，即通過通用中間件的橋梁作用把各種ERP 和 MES系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)信息在兩者之間的交互與共享。因此本文提出采用BizTalkserver 作為中間件的集成方法，并說明了此中間件引

22、擎采用的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。2 基于中間件的集成平臺的體系結(jié)構(gòu)和工作原理2.1 系統(tǒng)各模塊功能說明 ME事件：生產(chǎn)車間現(xiàn)場的實(shí)時事件，包括“裝配站組裝開始消息，組裝結(jié)束報(bào)完工 消息，中間立庫各種物料消耗及剩余信息，質(zhì)量異?；?AGV 工裝異?！钡?;訂閱/ 發(fā)布： XML 信息交換適配器創(chuàng)建訂閱以指示其接收 MES 發(fā)布的事件消息 ;支持SA95XML標(biāo)準(zhǔn)的信息交換適配器：由“接收適配器”和“接受管道”，兩部分 組成，在生產(chǎn)過程中，“接收適配器”隨時接收 MES 的消息事件，“接受管道”嚴(yán)格按照 企業(yè)信息集成的國際標(biāo)準(zhǔn) S95 封裝為標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔，文檔一經(jīng)生成，即被傳輸?shù)絏MLDOM

23、解析器進(jìn)行解析 ME數(shù)據(jù)庫：使用MicrosoftSQLServer2000 實(shí)現(xiàn)，用于存儲生產(chǎn)現(xiàn)場中的各種生產(chǎn) 數(shù)據(jù) ; MessageBox數(shù)據(jù)庫：使用MicrosoftSQLServer2000 實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部存儲由企業(yè)事先定 義的各個業(yè)務(wù)流程生成的 XML 架構(gòu)文檔， 即 XMISchema 文件， 通過 XMLDOM 解析器用 以驗(yàn)證 XML 適配器所生成的 XML 文檔是否符合某個業(yè)務(wù)流程定義的文檔架構(gòu) ; XMLDOM解析器：該模塊對照存儲在 MessageBox 數(shù)據(jù)庫中的指定架構(gòu)或架構(gòu)組驗(yàn) 證 XML 適配器生成的 XML 文檔，如果文檔與任一架構(gòu)不符，則返回原文檔，不預(yù)處理 ;

24、 EF系統(tǒng)適配器：接收 MessageBox 數(shù)據(jù)庫的XML消息，并將其轉(zhuǎn)換成 ERP應(yīng)用程 序支持的文檔格式供 ERP 處理 ;其內(nèi)部結(jié)構(gòu)同 ISA95XML 信息交換適配器， 由發(fā)送適配器和 發(fā)送管道兩部分組成。2.2 系統(tǒng)流程概述1. 生產(chǎn)現(xiàn)場有生產(chǎn)事件發(fā)生時，MES 通過消息的訂閱 /發(fā)布機(jī)制，有選擇的將事件消息傳送到 XML 適配器中進(jìn)行封裝處理， XML 適配器處理好的標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔經(jīng) XMLDOM 解析器解析，如果其結(jié)果符合企業(yè)事先定義好的某個業(yè)務(wù)流程的XML 文檔架構(gòu)，則該文檔會傳輸至 MessageBox 數(shù)據(jù)庫，然后被發(fā)送到其目標(biāo)業(yè)務(wù)流程，后者將執(zhí)行業(yè)務(wù)流程要求 的

25、所有操作。 每個業(yè)務(wù)流程都創(chuàng)建訂閱以指示其接收的消息類型。 經(jīng)過此處理， 得到由業(yè)務(wù) 流程創(chuàng)建的另一消息并將其保存在 MessageBox 數(shù)據(jù)庫中。消息通過 ERP 適配器發(fā)送出去， 此過程中拆裝 XML 格式文檔為 ERP 應(yīng)用程序可接收的消息格式。 ERP 接收到消息請求及時 做出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)各個生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)的信息貫通和共享。2. 系統(tǒng)通過動態(tài)對 ME5 數(shù)據(jù)庫的檢索查詢，發(fā)現(xiàn)需要由 ERP 做出新的動作 （例如下達(dá) 新的總裝或分裝生產(chǎn)計(jì)劃 ）或?qū)?MES 層發(fā)出新的指令 （如某總裝工位的料架補(bǔ)料指令或分裝 工位的中間產(chǎn)品調(diào)度指令 ）時，發(fā)布新的消息請求到 XMI 、適配器，然后消

26、息處理流程同上 一段中所示。 3 中間件引擎的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)3.1 信息集成的內(nèi)容遵循 S95 標(biāo)準(zhǔn)2000 年以來由 ISA（ 美國S95 企業(yè)控制集成標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生是來源于實(shí)際應(yīng)用集成的需要。S95 標(biāo)準(zhǔn) CS95儀表、系統(tǒng)和自動化學(xué)會 )制定和發(fā)布了“企業(yè)與控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)”，即標(biāo)準(zhǔn)定義了各企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成的模型， 提供了企業(yè)活動和控制活動的統(tǒng)一接口和數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)。S95 為信息交換提供了標(biāo)準(zhǔn)， 減少了 MES-ERP 集成的費(fèi)用， 與產(chǎn)品的生命周期管理協(xié) 同工作， 提供生產(chǎn)能力和狀態(tài)， 提高了生產(chǎn)制造的靈活性， 提供了一套信息集成的架構(gòu)和標(biāo) 準(zhǔn)模型，定義了 ERP和MES的界限和信

27、息流，定義了生產(chǎn)過程中需要在標(biāo)準(zhǔn)所定義層級之 間共享和交互的 3 種信息流，需要交互與共享的信息主要分為三類：生產(chǎn)能力信息、產(chǎn)品 定義信息、生產(chǎn)信息。S95 標(biāo)準(zhǔn)以對象模型的形式定義信息， 用各個對象的屬性描述具體信息。 圖四所涉及的 三類信息在標(biāo)準(zhǔn)中均定義了相應(yīng)的對象模型及其組成子模型，模型和子模型的屬性及示例值也均有嚴(yán)格定義。 后面要實(shí)現(xiàn)的具體示例中要集成的具體信息為對應(yīng)物料模型的物料子批次 類的屬性。3.2 消息封裝格式應(yīng)用 XML 技術(shù)XML 可擴(kuò)展標(biāo)記語言 (extensibleMarkupLanguage) 以其規(guī)范性、自描述性、數(shù)據(jù)表 達(dá)的靈活性等特點(diǎn)很好地適應(yīng)企業(yè)信息集成的要求

28、。 隨著 XMl 相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展， XML 不僅成為了各種應(yīng)用程序間交換數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)， 也是互聯(lián)網(wǎng)中重要的信息交換標(biāo)準(zhǔn)和表示 的技術(shù)之一。一個 XML 文檔由 XML 事例文件和架構(gòu)描述文件兩部分組成，事例文件主要描述 XML 文檔的具體內(nèi)容， 而架構(gòu)描述文件則使用架構(gòu)描述語言定義事例文件中的標(biāo)記及標(biāo)記之間的 關(guān)系。架構(gòu)描述語言主要包括 DTD 和 XML-Schema ，而在 2001 年 5 月 2 日 XML-Schema 成為 W3C 組織指定的代替 DTD 的 XML 架構(gòu)語言標(biāo)準(zhǔn)。 XSD(XMLSchemaDefinition ， XMLSchema 定義)是 W3C 提

29、出的 XSDSchema 定義(XSDSchemaDefinition)標(biāo)準(zhǔn)的通用名稱。 XSD 優(yōu)點(diǎn)如下： XSDSchema也是XML文檔，采用與 XML相同的語法可以為元素或?qū)傩灾付╔SDSchema中的數(shù)據(jù)類型允許自定義數(shù)據(jù)類型，或使用 44 種預(yù)定義數(shù)據(jù)類型之一提供了在數(shù)據(jù)元素上定義鍵值的功能，從而實(shí)現(xiàn)了唯一性支持面向?qū)ο箢愋偷睦^承，即一個 Schema可以繼承另一個Schema允許定義可以相互替代的元素通過 XSDSchema 能夠定義一份 XML 文檔的格式內(nèi)容和數(shù)據(jù)。當(dāng)一份引用了 XSDSchema 的文檔被支持 XSD 的解析器進(jìn)行驗(yàn)證時，它要確定該文檔是否符合 Schema

30、 中所定義的標(biāo)準(zhǔn)。3.3 企業(yè)應(yīng)用集成平臺采用 BizTalkserverBizTalkServer 是微軟開發(fā)的一款分布式集成服務(wù)器產(chǎn)品，它以 MessageHUB 模式提 供 EAI 解決方案， 以 SQLSERVER2000 為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)， 以 VS.net 為宿主來設(shè)計(jì)開 發(fā)具體的應(yīng)用集成解決方案。 企業(yè)內(nèi)部所有應(yīng)用程序整合都可由 BizTalkServer 引擎內(nèi)部處 理，在此平臺下需要開發(fā)設(shè)計(jì)特定的適配器（接收、發(fā)送適配器 ）和相應(yīng)的接收發(fā)送管道，并設(shè)計(jì)定義相關(guān)的業(yè)務(wù)流程來完成企業(yè)應(yīng)用的集成。4利用中間件引擎買現(xiàn) ERP與MES集成示例方案實(shí)施結(jié)合西安法士特齒輪廠 MES

31、項(xiàng)目進(jìn)行說明， MES 軟件平臺為 GE-Fanuc 的PlantApplication軟件系統(tǒng)Proficy , ERP系統(tǒng)為SAP，這里SAP的接口適配器設(shè)計(jì)為可以處理平面文檔，此文檔中包含了從相應(yīng)的 XML 文檔中分離提取出的有用信息。4.1 方案應(yīng)用案例在變速箱殼體裝配過程中， 隨著各種零部件的消耗， 分別為總裝配站和分裝配站料架提 供物料的 MES 中間立庫會定期發(fā)布物料補(bǔ)充請求，請求中包括立庫中儲存的各種物料的消 耗和剩余信息；當(dāng)某一種物料的剩余數(shù)量接近于deadline 時，就需要通知ERP補(bǔ)充物料了。應(yīng)用案例擬定為實(shí)現(xiàn) MES 中間立庫物料補(bǔ)充這一業(yè)務(wù)流程。業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)為當(dāng) M

32、ES 中間 立庫上的特定ID號的某零件剩余數(shù)量第一次少于100時就必須由MES通知ERP從庫存準(zhǔn)備物料了。 而當(dāng)此種零件剩余數(shù)量大于 100 時則會由通過 BizTalk 映射器生成“拒絕請求” 返回給立庫應(yīng)用程序。4.2 開發(fā)平臺和工具本文選用如下 .NET 開發(fā)工具和服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)此物料補(bǔ)充過程的業(yè)務(wù)流程：開發(fā)平臺： BizTalkServer2006開發(fā)工具： VisualStudio.NET2005編程語言： C#.net操作系統(tǒng)： Windows2003Server后臺數(shù)據(jù)庫： SQLServer20004.3 方案實(shí)現(xiàn)步驟4.3.1 創(chuàng)建 XML 架構(gòu)以定義數(shù)據(jù)和物料補(bǔ)充請求的結(jié)構(gòu)S

33、95 標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格定義了企業(yè)中 ERY 與 ME5 系統(tǒng)集成的信息內(nèi)容，遵循此標(biāo)準(zhǔn)， MES 中 間立庫發(fā)布的物料補(bǔ)充請求消息格式應(yīng)與 S95 標(biāo)準(zhǔn)中物料模型的物料子批次類的屬性一一 對應(yīng)，而在中間件引擎中我們用 BizTalk 編輯器編碼生成的用來驗(yàn)證補(bǔ)充請求架構(gòu)的 XMLSchema 更是與 S95 標(biāo)準(zhǔn)保持一致，即標(biāo)準(zhǔn)中對象模型類的屬性對應(yīng) Schema 中的元 素，而屬性值對應(yīng) Schema 中的元素屬性值。 這樣 MES 中間立庫發(fā)出的物料補(bǔ)充請求消息 經(jīng) XML 適配器封裝生成標(biāo)準(zhǔn) XML 格式文檔發(fā)送至 DOM 解析器， 驗(yàn)證其 XSD 符合“物料 補(bǔ)充業(yè)務(wù)流程”文檔架構(gòu)，然后由后面

34、設(shè)計(jì)生成的訂閱該文檔架構(gòu)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)一步處理。下面的圖表列出了 S95 物料模型的物料子批次類的屬性表， 以及對應(yīng)的用 BizTalk 編輯 器定義的 XML 架構(gòu) （ 侮個屬性相對于 schema 中的每個字段元素 ）。4.3.2 修改“請求”架構(gòu)的屬性在 BizTalk 架構(gòu)編輯器中，使用“升級屬性”將架構(gòu)中的 Quantity 字段定義為可分辨 字段，并將 Quantity 字段元素的數(shù)據(jù)類型定義為 unsignedint ，以便業(yè)務(wù)程序計(jì)算其值大 于還是小于 100 。之后， 每個請求實(shí)例都可以訪問該字段， 可分辨字段是具有特殊作用的消 息數(shù)據(jù)， 主要用于決策或處理業(yè)務(wù)流程中的數(shù)據(jù)。

35、修改“架構(gòu)編輯器擴(kuò)展”屬性， 選擇要與 “請求”架構(gòu)關(guān)聯(lián)的平面文件擴(kuò)展。平面文件擴(kuò)展通過添加可將數(shù)據(jù)保留在架構(gòu)中的批注， 提供對平面文件的支持。4.3.3 創(chuàng)建業(yè)務(wù)流程在決策形狀中構(gòu)造布爾型表達(dá)式以計(jì)算要請求的數(shù)量， 以便路由相應(yīng)的消息。 本方案所 用代碼表達(dá)式為：RequestInstance.Item.Quantity100（Quantity 即為圖五所示的 Schema 中的子元素 ）434“ Quantity=100”的處ZTalk 映射器創(chuàng)建 XML 架構(gòu)以定義“請求被拒絕”消息的結(jié)構(gòu)，如果物料補(bǔ)充請求因Quantity 超過 100 而被拒絕，則“補(bǔ)充請求”架構(gòu)中的數(shù)據(jù)需要映射到或轉(zhuǎn)換為所創(chuàng)建的“請求被拒 絕”架構(gòu)。 將傳入消息中的字段鏈接到為傳出消息定義的字段，因?yàn)檫@兩種消息的