关键字：SOA MES系统 应用
基于SOA的MES系统
随着Web服务技术的发展，控制层的供应商以及标准制定者逐渐遵循基于服务的体系结构，典型代表是OPC组织推出了基于Web服务的OPC XML-DA，并于2003年的7月份发布了OPC XML-DA的说明文档1.0。OPC XML DA用基于XML的Web服务概念，用SOAP(简单对象访问协议)作为对应用程序共享消息进行包装的标准协议。OPC客户端和服务器之间通过HTTP协议传输Web服务。OPC XML提供一种比较容易的方式用于通过Internet发布OPC数据信息，为企业自动化过程控制系统集成提供广泛的连接特性。最新定义的OPC UA更是通过应用SOA，定义了一套集成的服务集，解决了现有的OPC规范在应用时服务重叠的问题。而所有的这些都为实现基于SOA的MES系统提供了可能。因此，图2描述了在企业不同层次(企业层、车间层和控制层)的服务提供者，应用他们提供的服务，可以构建动态的应用系统，而用户则需要业务流程的建模。在车间层，实际上这里就是MES系统，包含了多个模块，如车间数据采集SFDC(shop floor data collection)、库存管理、有限资源计划、工作单元控制、运输、工具管理和工厂监控系统(FMCS)等，通过应用SOA的架构，这些模块都可以由Web服务接口、ESB消息传输机制以及应用BPEL动态建模来创建一个上与企业层系统(ERP、数据仓库或MIS)、与控制层系统(PLC、SCADA、RFID或HMI等)集成的MES系统。如图2把MES系统放到整个企业环境中，描述了基于SOA的系统架构是如何实现整个企业应用系统的集成。企业的供应商提供了维护、培训、维护计划或者设备故障诊断等服务，在客户需求方面，客户要求企业提供产品追踪和回溯的服务，此外客户服务方面还要求企业提供可承诺量ATP(available to promise)服务，而企业内部本身也包含了很多私有服务。通过将这些服务组合在一起，则可以创建符合企业业务流程的MES应用系统。同时，采用Web服务适配器可以使得Web服务可以与没有用Web服务开发的系统相通信。以下几种示例系统可以用Web适配器：内部开发的系统、打包的软件、数据库系统、CORBA和DCOM。如图3所示，当消息路由使用Web服务的时候，消息路由只需要和Web服务连接而不需要和每一个系统连接。由于目前企业内部有可能实施了部分的MES功能，这是因为企业是功能型驱动的业务模式，企业不可能在一开始就完全规划好整个MES的系统，如企业发现需要将内部的工具包括切削刀具等进行管理，从而实施了刀具管理，但随着业务需求的增加，企业有可能需要实施其他的功能模块，这个时候原有的系统模块就需要与整个MES系统集成。为了保护原有的投资，则可以将刀具管理系统应用Web服务适配器封装工具(如iWay软件的通用适配器套件)封装成Web服务，从而可以将已有的应用系统集成到整个SOA架构的应用系统中。
罗克韦尔自动化提供的MES系统，应用FactoryTalk应用服务平台，运行在FactoryTalk/SOA上，FactoryTalk/SOA服务平台提供一套通用的软件服务程序，包括安全控制、诊断、审计、数据模型、授权、实时数据采集、历史数据记录、配置、报警和事件等服务，这些通用的服务可以为工作订单、物料管理、工作流、追踪与回溯、异常处理、测试与采集、SPC等MES应用模块所重用。这样做的好处是，这些服务只需一次部署，以后可多次重复使用，大大节省了用户的培训和学习时间。由于所有的产品都使用SOA使能的功能，因此，这些功能包括了通用的组件、应用界面等。同时对于软件供应商来说，采用这种架构可以缩短软件开发周期并提高上市速度。在部署MES应用的时候，MES系统应用相关的服务与通用服务一起动态地构建满足企业需求的MES应用系统，其体系结构如图4所示。
应用实例
江西九江昌河汽车有限责任公司总装车间采用了罗克韦尔的MES(制造执行系统)，该系统是昌河汽车总装车间进行生产管理的重要系统。它接收上层ERP系统的计划数据，监控整车在线状态，控制生产进程，提供物料需求信息;反映各种设备运行状态，提供生产数据的统计与查询。该MES系统主要分为ANDON系统、AVI系统和物料呼叫系统。
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