汽车发动机装配线MES中的订单管理系统

第3期2013年3月组合机床与自动化加工技术MODULARMACHINETOOLAUTOMATICMANUFACTURINGTECHNIQUENO3MAR2013文章编号10012265201303012703汽车发动机装配线MES中的订单管理系统王德权，黄成海大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034摘要通过对某汽车发动机制造企业的生产订单管理制度和业务流程的分析和研究，开发了一套生产订单管理软件。在基于ERPMESPCS三层体系结构的制造企业信息系统中，位于制造执行系统内部顶层的生产订单管理系统负责ERP和MES之间的信息交互，在ERP和MES中起着信息桥梁的关键作用。采用ORACLE透明网关技术，使ORACLE数据库访问SQLSERVER2008数据库，基于SQLSERVER2008中的CLR集成技术、UDP协议的网络通信等关键技术实现了SQLSERVER2008数据库主动与订单管理系统通讯。运行结果表明该系统性能稳定，满足生产需要。关键词生产订单管理系统；MES；汽车发动机装配线中图分类号TH16；TG65文献标识码AORDERMANAGEMENTSYSTEMOFMANUFACTURINGEXECUTIONSYSTEMFORAUTOMOBILEENGINEASSEMBLYLINEWANGDEQUAN，HUANGCHENGHAISCHOOLOFMECHANICALENGINEERINGANDAUTOMATION，DALIANPOLYTECHNICUNIVERSITY，DALIANLIAONING116034，CHINAABSTRACTBYANALYZINGANDRESEARCHINGTHEMANAGEMENTANDBUSINESSPROCESSOFMANUFACTURINGCOMPANYSPRODUCTIONORDER，DEVELOPINGASETOFPRODUCTIONORDERMANAGEMENTSOFTWARE；INTHEINFORMATIONSYSTEMBASEDODSAPMESPCSTHREELEVELARCHITLECTUREFORMANUFACTURINGCOMPANYTHEPRODUCTIONORDERMANAGEMENTSYSTEMLOCATEDINTHETOPOFLAYERWITHINMESISRESPONSIBLEFORPROVIDERSDATAINTERFACES，ANDPLAYSAROLEASINFORMATIONBRIGELINKBETWEENSAPANDMESTHESYSTEMUSINGORACLETRANSPARENTGATEWAYSTECHNOLOGY，MAKETHEORACLEDATABASEACCESSSQLSERVERDATABASE，BASEDONTHESQLSERVER2008CLRINTEGRATIONTECHNOLOGY，UDPPROTOCOLNETWORKCOMMUNICATIONTECHNOLOGYTOREALIZESQLSERVER2008ACTIVELYCOMMUNICATEWITHORDERMNANGEMENTSYSTEMTHERUNNINGRESULTSHOWSTHATTHESYSTEMISVERYSTABLE，ANDCANFULLYMEETTHENEEDSOFPRODUCTIONKEYWORDSPRODUCTIONORDERMANAGEMENTINFORMATIONSYSTEM；MES；AUTOMOBILEENGINEASSEMBLYLINE0引言20世纪90年代初，工业界开始认识到需要一个可以将业务系统和控制系统集成在一起的中间层。同时，企业信息化建设的过程又是变革管理思想、改进管理模式、优化管理流程、提高员工素质的过程，是提升企业经营管理水平、缩小企业目标与资源能力之间缺口的有力手段。在基于ERPMESPCS的三层体系结构中，ERP完成从销售订单到生产订单的转化，而从生产订单投入到产品完成的整个生产过程中生产订单信息在各级系统中流动，经各级系统的不同处理，直到产品完成的整个订单在制造执行阶段的管理任务由MES实现。MES介于ERP与底层控制和自动化系统之间，起着承上启下的作用，是ERP系统数据基础和保证。本文介绍的生产订单管理系统是汽车发动机生产线制造执行系统MES的一个子系统。该系统承担MES所赋予的生产订单管理业务，同时MES实现与ERP系统集成的关键，是MES正常运行的前提和基础。本系统运用VISUALC编程语言编写，采用SQLSERVER2008作为后台数据库。目前，本系统正在某汽车发动机生产线投入使用，运行稳定。L生产订单管理系统结构本系统主要由订单信息导入，订单信息下达，计划调度，查看订单状态等部分组成。订单信息导人模块是负责把SAP生成的生产订单信息包括发动机订单计划、发动机装配指南、操作指导等信息自动导入到SQLSERVER2008数据库。通过订单信息下达模块把生产订单信息自动下达到各个工控机的MES中。查看订单信息模块可以查询和维护订单信息并且可以查询历史订单的执行状况，如果收稿日期2O120827作者简介王德权1964一，男，辽宁大连人，大连工业大学机械工程与自动化学院教授，工学硕士，主要研究方向为企业信息化，EMAILWANGDQDLPUEDUCN。L28组合机床与自动化加工技术第3期发现订单执行出现异常可以手动管理这些订单信息。通过计划调度调模块调整生产订单的执行顺序。根据现场的设备情况和要求，网络结构采用图1所示的结构。本信息系统服务器和SAP服务器放置在不同的地理位置，通过光纤进行连接。所有装配线上的工控机通过100M以太网卡与交换机连接，与本信息系统服务器实时通讯。121L上一，刁L一圈SAP系统ORACL数库服务器达旦毫琶一_刖、J槊作J茸导、一E1PC工作站生产订单管理系统SQLSRVER瓣库服务器控制机床动作大屏幕展示与PLC交互一R一一一一一一一一UI麟蠹南外显示上到PCJ伺PCT位PCTSPC鐾酣括亩，验证物料LI皇宣盘CPLCPLCPLC图1系统结构该企业信息系统中存在着异构数据库。异构数据库系统是指异构的多数据库系统，即组成它的成员数据库的硬件、系统软件如操作系统不同，或成员数据库具有不同数据库管理系统DBMS。例如该企业SAP系统的后台ORACLE数据库与MES系统的后台SQLSERVER2008数据库。那么在进行系统之间的数据整合过程中，将不可避免的涉及到异构数据库之间的无逢的数据访问。因此在导人订单信息之前先解决不同数据库之间数据交互问题是实现整个系统的第一步。在ORACLE数据库访问SQLSERVER2008数据库中需要利用ORACLE中提供的透明网关技术。针对ORACLE与其他异构平台之间的数据访问，ORACLE通过异构服务实现对异种数据源的连接，根据代理程序的不同，分为透明网关和普通连接2种技术。普通连接是一种使用ODBC或者OLEDB驱动程序访问任何ODBC或OLEDB兼容的非ORACLE系统的通用解决方案。透明网关是一种为非ORACLE系统特别编码、量身定制的解决方案，它提供一种比普通连接拥有更多功能和更好性能的优化解决方案。普通连接依赖于业界标准，而透明网关使用它的本地接口访问非ORACLE系统。其关键配置如下1安装ORACLE中提供的透明网关组件。2配置网关初始参数文件。HSFDSCONNECTINFO”SERVER10101356；DATABASEMES”HSFDS_TRACELEVELOFFHSFDSREC0VERYACCOUNTRECOVERHSFDSRECOVERYPWDRECOVER3为透明网关配置网络监听器。4配置TNSNAMEORA配置文件。C0NDESCRIPT10NADDRESSLISTADDRESSPROTOCOLTCPHOST101013511PORT1521CONNECTDATASIDSAPHSOK5建立数据库连接。CREATEPUBLICDATABASELINKMESCONNECTTOSAIDENTIFIDBY126USINGCON2订单信息自动导入模块21SQLSERVER2008中的CLR集成技术SQLSERVER2008引入了MICROSOFTWINDOWS的NETFRAMEWORK的公共语言运行库CLRCOMMONLANGUAGERUNTIME组件的集成。CLR是MICROSOFTNETFRAMEWORK的核心，为所有。NETFRAMEWORK代码提供执行环境。这意味着可以使用任意NETFRAMEWORK语言编写存储过程、触发器、用户定义类型、用户定义函数、用户定义聚合函数以及流处理表值函数。22基于UDP协议的网络通信技术用户数据报协议UDP是ISO参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向操作的简单非可靠信息传送服务LO。UDP协议在数据传输之前，通信双方不需要建立连接，因此不需要维护连接状态，UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的建立连接并20个字节信息包的额外开销很小，因此本系统采用UDP协议来实现通讯。C中UDP的编程有两种方式直接使用SOCKET类和使用UDP类。UDPCLIENT类对基础的SOCKET进行了封装、发送和接受数据时不必考虑底层套接字收发时必须处理的一些细节问题，开发简单、效率较高。因此本系统利用NET中的UDPCLIENT类对UDP协议进行编程，实现网络通讯。23自动导入订单模块设计与实现建立SQLSERVER2008数据库与ORACLE数据库之间的连接后，本系统会监测到ORACLE数据库中的新生成的订单信息并把订单信息自动导人到本系统的后台SQLSERVER2008数据库中，订单信息导入到本系统的SQLSERVER2008数据库时，需要检测该订单在本系统数据库中的合法性包括订单计划是否已经存在，发动机号是否存在，工位号是否存在，装配指南的订单号是否有重号，发动机类型是否正确等，因此并没有实际导人到实际表中，而存储在数据库所在的计算机内存中的临时表里，此过程由数据库来负责检测。如果检测成功数据库把订单信息导人到实际表中，同时把订单导入成功结果反馈给ORACLE数据库。如果检测失败则把导入失败信息反馈给2013年3月杨沁，等基于本体映射的需求相似度产品配置研究L33表1个性化客户需求定制表客户需求选项功能项需求参数选项尺寸结构N。1长、宽、高轴距外观结构车漆颜色N金属漆，普通漆N1满载容量NL3载重量，座位数，后备箱容积，油箱容量安全气囊N。数目，正面防护，侧面防护，顶部防护安全性防抱死控制系统ABS，自动防滑系N2电子控制系统N22统ASR，电子差速系统EDS，电子制动力分配系统EBV发动机N。缸数，汽缸排列方式，最大扭矩。功率驱动形式N前驱，后驱，四驱动力性机械式，液压式，电子控制式EPS、转向系统NEHPS最高车速，最大爬坡度，起步加速时动力特性N34间，制动距离手动换挡，电控机械式自动变速器变速装置NAMT，无级变速器CVT车载多媒体、智能交通系统ITS，车辆导航系统舒适性通信系统NGPS，状态监测N空调装置N43车窗电加热，后视镜电加热自适应座椅，中央门锁，自动门窗，车附属功能D内噪声控制动力类型N51燃油型，燃料电池，混合动力经济性百公里耗油N2N5整车价格N35总结建立面向客户个性化需求的产品配置本体，通过对客户需求本体和产品配置本体概念相似度的计算，实现了客户需求与功能要求的映射转换，提高配置精度，从而完善了客户需求到产品功能的映射过程。有利于简化客户与设计者之间的沟通与交互过程，实现了知识的共享和重用，缩短了定制产品的研发周期，降低产品设计过程的复杂性。参考文献1邵伟平，刘永贤，曾鹏飞，等产品配置知识本体表达与共享研究J组合机床与自动化加工技术，20068981022但斌，姚玲，经有罔，等基于本体映射面向模糊客户需求的产品配置研究J计算机集成制造系统，201022252323王新，谭建荣，孙卫红基于实例的需求产品配置技术研究J中国机械工程，20062146154孙伟，马沁怡，高天一，等基于本体和规则的产品配置系统研究J大连理工大学学报，201145295345STUDERR，BENJAMINSVR，ANDFENSELDKNOWLEDGEENGINEERINGPRINCIPLESANDMETHODSJDATAANDKNOWLEDGEENGINEERING，1998，251021611976谭建荣，谢友柏，陈定方，等机电产品现代设计理论、方法与技术M北京高等教育出版社，20097杨沁，武珂，唐伟基于本体的个性化产品客户需求参数化建模J制造业自动化，2012427308高鹏，林兰芬，蔡铭，等基于本体映射的产品配置模型自动获取J计算机集成制造系统，200398118169XIULINSUI，JIANGHUAGE，JINGRUIQI，YAPINGWANGRESEARCHONMETHODOFONTOLOGYCONFIGURATIONORIENTEDTOINDIVIDUALDEMANDPRODUCTSC】2011INTERNATIONALCONFERENCEONELECTRONICMECHANICALENGINEERINGANDINFORMATIONTECHNOLOGY2011329733001O姜燕，但斌MC模式下基于本体的客户需求映射方法J工业工程，20092L923编辑李秀敏上接第129页图4计划调度界