基于ISA95的MES集成接口研究
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美國先進制造研究機構AMR(Advanced Manufacturing Research)將 MES (Manufacturing Execution System，制造執行系統)定義為“位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制之間的面向車間層的管理信息系統”，它為操作人員／管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態。
MES作為聯結上層的計劃管理系統與底層的工業控制系統的一個中間應用層，需要承擔的重要工作之一就是在底層的工控系統和上層的計劃系統間加工與傳遞信息，進行系統間的縱向整合。例如對自動化設備作業的工序產量統計，通過獲取工控設備提供作業信號，應用MES系統進行匯總加工，作為最終的詳細產量數據傳遞給上層的計劃管理系統，這是一個典型的信息傳遞過程。為了做到這一類的信息傳遞，系統間的接口是保證數據順利傳遞的關鍵。
2 ISA95標準
由于沒有通用的集成模型、造成用戶交流困難、不同供應商集成困難、集成后維護困難，因此美國國家標準局(ANSI)和儀表、系統和自動化學會(ISA)聯合發布了ISA-95標準，全稱“企業與控制系統集成”標準，以下簡稱ISA95標準。
ISA95標準是一個還處于發展中的參考模型。它基于四層制造企業層次結構，定義了連接企業和控制層行為的良好集成慣例。最初的重點是最上面兩層(見圖1)，即業務規劃和物流層(第4層)和以及制造操作和控制層(第3層)。ISA95的目的是提供一致的功能描述術語、信息和操作模型、以及信息數據交換。目前它還沒有給出明確的協議或實施方案。它由5部分組成，其中第1、2、5部分集中在第3層與第4層的接口，第3、4部分集中在制造操作。
3 B2MML規范
B2MML(Business To Manufacturing Markup Language，業務到制造標記語言)規范是ISA95標準內容的XML執行標準。它利用XML Schema對標準定義的資源、信息流進行具體描述，定義企業管控系統間需交換數據的內容和格式。利用這一規范可以對不同應用系統中的數據指定統一的意義明確的標簽，使同一數據可以為有需求的不同系統重復利用，達到系統間信息共享的目的。B2MML由WBF(World Batch Forum)創建，基于XML創建了第3層與第4層之間的通信規范的一種實現方式，用于文本信息交換。B2MML使業務過程和制造過程實現無縫集成，保證成本最小化的互操作性。而XML的使用也促成了異構系統之間的數據交換。
4 基于Web Service的數據交換平臺
W3CWeb Services Architecture小組達成一致意見的Web Service的暫行定義如下：Web Service是由URI標識的應用程序，其接口和綁定可以通過XML構件進行定義、描述和發現，Web Service支持通過基于因特網的協議使用基于XML的消息與其他應用程序直接交互。Web Service是一種通過開放標準、Intemet以及基于業界標準的Intranet技術動態交互的軟件組(應用程序和數據)，它可以將不同廠商、不同硬件、不同語言編寫成的應用程序集成到一起。Web Service是下一代的WWW，它允許在Web站點上放置可編程的元素，能進行基于Web的分布式計算和處理。
本文提出利用Web Service建立統一的數據交換平臺。數據交換平臺是建立在物理網絡之上實現各個應用之間數據傳輸的一種“軟通道”，主要功能是實現各系統之間的數據傳遞，并在一定程度上實現業務數據整合。
Web Service技術為企業解決多平臺、多結構數據、跨地域的信息交換提供了一條解決途徑?；赪eb Service的企業數據交換是當前解決大型企業集團數據交換與共享的有效途徑。在本文的應用中，Web Service可以將業務規劃和物流層(第4層)的系統，如ERP、SCM等與制造操作和控制層(第3層)，如MES系統無縫地連接起來。
5 基于Web Service的數據交換平臺設計
本文設計的數據交換平臺如圖2所示。圖2中，下方是數據交換中心，配備Web服務器和數據庫服務器。Web服務器上面部署Web Service。系統l和系統2是需要交換數據的系統，在本文中，可以是ERP、SCM、MES等任何需要交換數據的獨立系統。數據交換過程如下：假設系統l要發送數據給系統2，則系統1將數據目的地設置成系統2，將數據發送到數據交換中心，數據交換中心將數據存儲在數據庫里面。然后系統2登錄數據交換中心再接收數據。任何系統間的數據交換都按照這種過程。這種數據交換方式使各系統間的耦合程度最低，現有的系統只需增加Web Service的調用過程就可以進行數據交換，而不需要改動原來的系統。
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