面向企业制造过程的信息集成研究与实现

1 引言

网络化制造平台是一个采用集成化、分布式框架体系的先进制造系统，利用这个基础性交流平台，制造企业和研究机构之间实现并行的异地产品研发与协同制造等具体应用。它集成了分布式的产品项目过程管理模块和异构、跨平台的设计和制造工具，能够在数字化产品模型共享、产品数据管理、远程项目组织管理以及远程加工、检测与监控方面提供技术支持。只有实现设计、制造信息系统集成，共同合作开发和制造同一产品，才能实现真正意义上的网络化制造。

网络化制造协同合作平台可以通过网络访问产品图形信息，实现跨系统、跨平台的图形资源共享及实时异地传送，达到产品结构异地选型、协同设计、协同制造等目的。因此，MES.net v1.0设计与开发就是为了满足沈阳透平机械股份有限公司在网络化制造环境下出现的新的生产要求。MES.net v1.0充分发挥网络化制造的生产优势。并能够在企业范围内进行信息集成。极大地提高了企业管理水平，并降低生产成本。

2 信息系统集成与数据共享

信息集成的主要目的是实现不J司应用系统之间的数据共享与集成。不同的制造企业和不同的生产、没计部门有不同的信息资源，这些资源的信息大部分都已存储在数据库中，用不同的信息系统或平台加以维护和管理。在网络化制造环境下，企业和各部门可以通过搭建区域内公共的信息集成平台，将现有散落的制造资源有效集成和共享起来．屏蔽各种资源信息的异构性，使用户在任何一个集成的平台上都能方便、快捷，准确地找到相关资源信息。

信息化制造系统的集成体现在重视产品全生命周期的集成，过程集成，企业集成，以及企业信息平台集成。MES、ERP、PDM和CAPP是制造型企业中常见的信息管理系统，它们的集成是目前制造企业关注的热点。随着信息共享实时性的提高，人们要求在更高的层次上来考察应用集成，因此，一个新型管理系统能否与现有的信息管理系统进行有效集成，是其成功应用的重要标志。图1为MES在企业信息化集成建设中的位置结构。

现代技术高速发展，任何企业要建立一个大而全的管理体系都是不可能的。每个企业的不同部门都会有各自的应用软件，每个软件产生的数据各异，因此产品数据的复杂性在企业中显得尤为突出，特别在数据共享方面更加明显。

企业信息化建设在企业中有一个发展的过程，信息化应用是逐渐深入的。但是信息技术发展很快，任何企业都不能使用最先进、最智能的信息管理系统。今天确定的系统结构，明天就会觉得不合适。这就需要企业在构建管理系统时候，尽可能地使用基础数据库。

3 系统工作体系

网络化制造环境下，MES系统作为车问级的信息管理系统，必须具备实时功能集成的要求，具体如下：

(1)异构环境下实时通信能力MES能够使用各种有效的通信形式，实时、动态地与异构系统中的相关人员交换数据、信息。

(2)支持跨平台操作

通过互联网络平台可以实时显示不同格式文件和图形等数据信息，增强了沟通协渊能力。

(3)收集信息、在制品跟踪监控

生产过程中发生问题，零件的加工状态就要更新，或者要更改生产计划。为此异构系统数据库需要不断进行更新和完善，从而更好的支持信息集成及数据共享。

在确定异构环境下MES系统集成功能的工作内容后，需要进行用例分析创建UML系统模型。用例分析是基于UML的面向对象建模过程的一个显著的特点，在基于UML的建模过程中，用例处在—个核心的位置。用例除了被用来准确获取用户需求以外，它还将驱动异构系统中功能集成的工作过程：包括任务分析、确定异构系统，以及功能集成实现、测试、配置等。在UML中一个用例模型由若干个用例图描述，用例图的主要元素是用例和参与者。因为用例是从参与者角度来看系统，所以要获取系统的用例，首先要确定系统边界，识别出系统的参与者，然后再对每个参与者列出它的用例，并由此来确定系统最终的用例。

在本文中通过对上述需求的分析和分类，首先确定系统集成的用例为沈阳透平机械股份有限公司第三车间铆焊车间。在生产制造过程中，车间工人与技术人员经常会根据实际情况提出一些更好的工艺结构，为了分析、验证这些工艺结构改造的可行性，需要制造、没计和研发三个部门进行协同制造。

在网络化制造环境下，制造、设计和研发部门往往不是隶属于同一经济实体，因此需要这三个部门统一协凋工作，并利用系统集成功能，才能很好地解决任务问题。

4 信息系统集成应用

根据企业现有的规章管理制度，MES.net v1.0的各项功能只有与企业使用的信息软件系统很好的集成，才能合理地解决生产制造问题。

MES.net v1.0在处理生产问题中需要与企业已有的OA、PDM等系统集成工作，才能发挥各项功能作用，解决问题的具体三个阶段应用如下：

(1)制造车间向设计部门提出工艺结构改进请求，使用本系统的信息可视化浏览功能。此项功能可以让车间人员向远程服务器提交三维或二维数据信息浏览申请．并能够在本地用户端进行浏览。设计人员根据PDM提供的产品数据信息，与制造人员讨论结构改进是否具有可行性。

(2)研发部门得到焊接结构分析试验通知后，应该与具体的设计、制造人员进行沟通协商。在网络化制造环境下，工作人员可以通过刚络平台达到实时通信的目的。制造人员可以使用MES.net v1.0提供的3D设计信息显示功能，在线与研发人员进行沟通交流；研发人员掌握情况后，利用ANSYS FatigueTool等分析软件对具体工艺结构进行疲劳分析。同相关人员反复协商，直至达到最优结果。这样既可以节省时间、资金，又不影响问题的清楚表达。

(3)研发部门对新型结构进行疲劳分析试验后，会将结果返回给没计部门相应人员，设计人员根据分析结果对结构做出最后决定。一旦做出结构修改通知，设汁人员通过OA给制造、工艺等部门下达业务联系通知单，通知相应部门对结构更改做好准备，与此同时产品数据库设计图纸内容已经更改，具体制造人员得到通知后就可以打开MES.net v1.0产品设计信息功能提供的图纸，按照改进后焊接工艺结构进行工作。

考虑到本系统面对的是基层制造部门工作人员，系统操作不宜繁琐，MES.net v1.0各项功能都是根据制造车间最具代表性问题的特点而开发的。车间生产中经常应用的管理模式，在本系统中都能得到体现。同时，为了便于操作，一些基本功能都集成于系统内部。所以，具体使用人员可以很容易地使用本系统进行日常工作、解决生产问题。因为系统的基础数据都是与企业OA、PDM等系统数据库共享．所以在与其他管理系统集成工作时候也很方便，达到了开发系统的初始目的。

5 结束语

企业信息系统集成与数据共享是实现企业信息化管理建设中必须解决的刚题。这一问题的解决。有助于推进制造部门实现信息化、数字化、自动化管理模式，降低管理成本，提高生产效率。针对国营企业生产管理的特点，构建了MES系统与企业信息系统集成框架。确定了工作体系，在此基础上设计开发出MES.net v1.0应用系统，使其能够满足在网络化制造环境下进行协同制造的需求。通过MES.net v1.0系统在协同制造中实际问题应用。本系统可以与企业异构信息系统很好的进行协调工作，实现了企业在制造过程中的实时数据集成与信息，交流。