1、基于離散型制造業(yè)的PDM/ERP/MES系統(tǒng)集成研究結合離散型制造業(yè)的生產(chǎn)任務特點，探討如何通過多種信息系統(tǒng)的集成和應用，提高企業(yè)信息化應用水平，提高傳統(tǒng)制造業(yè)的技術水平和生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。0 引言 基于知識和信息的制造將是制造技術發(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)的主導因素。利用現(xiàn)代化先進的數(shù)字信息技術手段對傳統(tǒng)的主導因素。利用現(xiàn)代化先進的數(shù)字信息技術手段對傳統(tǒng)制造方式進行改造正在被越來越多的企業(yè)采用，已經(jīng)被實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。尤其對應于加

2、工過程彼此獨立，加工工藝離散的離散型制造業(yè)更始如此，本文主要結合離散型制造業(yè)的生產(chǎn)任務特點，探討如何通過多種信息系統(tǒng)的集成和應用，提高企業(yè)信息化水平，進一步促進“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)設備，使得企業(yè)的信息化應用水平有了較大的提高，但由于這些引進的技術和設備都是被作為孤立的信息技術單元簡單使用，在面對總體結構和組成部件相似、規(guī)格變化復雜、加工工藝特異性強的工件，任然普遍存在效率低、成本高、質

3、量不穩(wěn)定的問題。 針對離散型生產(chǎn)面臨的加工任務多樣性、信息反饋快速性、信息處理智能性、調度策略優(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，以加工任務調度機制為核心，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（做什么）和操作什么（怎么做）指令，并通過智能終端實現(xiàn)完工信息的及時、準確收集與反饋，適應并解決加工過程中出現(xiàn)的各種復雜情況。 實現(xiàn)PDM/ERP/MES系統(tǒng)集成是以上解決方案的基礎，主要包括以下內容：1)ERP系統(tǒng)改造，特別是要實現(xiàn)有限資源計劃排產(chǎn)，通過訂單式生產(chǎn)項目關鍵資源能力需求的平衡，提高計劃的可執(zhí)行性；2)實施MES（制造

4、執(zhí)行系統(tǒng)），打通生產(chǎn)計劃和車間執(zhí)行之間的斷層，使ERP計劃落地，形成閉環(huán)控制；3)實現(xiàn)PDM/ERP/MES的集成應用。2 實施方案 2.1 總體思路 PDM/ERP/MES集成實施方案首先是進行PDM/ERP集成，實現(xiàn)設計、工藝、制造信息的總體集成；其次是進行PDM/ERP/MES集成，使加工圖紙信息、工藝簡圖等加工信息能及時、準確傳遞給操作者。最后實現(xiàn)ERP/MES集成，打通生產(chǎn)計劃和車間執(zhí)行之間的斷層，使ERP計劃落地，形成閉環(huán)控制，這一方面要求加工任務能夠及時準確下達到各設備，另一方面要求加工任務能及時準確下達到各設備，另一方面需要現(xiàn)場加工信息能夠及時準確反饋到生產(chǎn)調度員，以保證計劃的

5、科學性和執(zhí)行的可控制性。通過PDM/ERP/MES的集成，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享、計劃信息的共享、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)行變得更為復雜，因此采取標準化的集成技術和集成框架是實現(xiàn)多系統(tǒng)集成的核心技術內容之一。主要的單元系統(tǒng)的技術實現(xiàn)如表1所示：表1 主要單元系統(tǒng) 在各個單元系統(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)務系統(tǒng)之前的數(shù)據(jù)互通，同時為以后的新系統(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的體系SOA（Service Oriented Architecture）。SOA是一種新的分布應用集成示范，它將應用程序的不同功能單元（服務）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行定義，獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。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、向服務的程序開發(fā)，是實現(xiàn)集成框架的理想方案。 2.3 SOA體系結構和原理 面向服務的體系架構SOA是支持服務的結構框架或基礎設施。在SOA中，服務是獨立的，可以防止于SOA就架構中的任何位置并進行調用，也就是說，它能夠由架構框架中的任何其它實體（取決于安全性）進行激活或使用。圖2 SOA基本框架圖服務提供者將其服務發(fā)布到服務代理的一個目錄上，當服務請求者需要調用該服務時，它首先利用服務代理提供的目錄去搜索和服務，得到如何調用該服務的信息，然后根據(jù)這些信息區(qū)調用服務者發(fā)布的服務。當服務請求者從服務代理處得到調用所需服務的信息之后，通信是在服務請求者的提供者之間直接進行，而無須進過服務代理。 S

8、OA較其它分布應用集成方法最大的特點是它是完全低耦合的，服務請求者只有在需要服務時才動態(tài)地綁定服務提供者；另外，采用SOAP交互協(xié)議及XML作為信息格式具有跨平臺特性，對集成的應用系統(tǒng)要求也比較低。 2.4 系統(tǒng)集成實現(xiàn) 本方案中結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)期間及運行期間的處理流程及調用流程，在運行期間數(shù)據(jù)服務請求通過注冊中心轉發(fā)請求，所有的數(shù)據(jù)服務表示為同樣地網(wǎng)絡服務資源，通過文檔約定及開發(fā)期間的格式定義，保證數(shù)據(jù)服務可被調用并且能正確解析使用，保證實現(xiàn)系統(tǒng)之間的弱耦合及數(shù)據(jù)服務本身的靈活配置。如果需要

9、進行系統(tǒng)擴展，加入新的服務需求或新的系統(tǒng)，采用同樣流程即可實現(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)擴展應用圖3 結束語 實施多個信息系統(tǒng)的綜合集成應用對于提高企業(yè)的信息化水平和效率有著至關重要的作用，主要具有以下幾個方面的效應： (1)協(xié)同效應：大信息平臺的建立大大減少信息傳遞時間，保證信息傳遞的及時性和準確性，有助于開展多部門聯(lián)合攻關工作，提高研發(fā)效率。 (2)集成效應：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，大幅度提高了設計、生產(chǎn)的反應速度。 (3)模擬效應：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)機型模擬，縮短了新產(chǎn)品、新技術的開發(fā)周期，提高了科技成果轉化率。 (4)增強效應：集成信息系統(tǒng)有助于提高先進數(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到設計要求，極大地增強技術創(chuàng)新效果。 (5)放大效應：