维普资讯 http://www.cqvip.com 第7期 2007年7月 文章编号:1001—3997(2007)07—0089—02 机械设计与制造 Machinery Design&Manufacture 一89一 基于ISA一95 的管控一体化数据交换模型研究 万小丽 陈德炕周咨聪饶艳(上海大学CIMS与机器人中心,上海200072) The research of data exchange model for integration of enterprise management and control based on l SA一95 WAN Xiao_li,CHEN De-kun,ZHOU Zi-cong,RAO Yan(CIMS&Robot Center,Shanghai Univ.,Shanghai 200072,China) ,¨ ’ ’ ’ ’ ’ ’ 。 ’ ’ ’ ’ ’ ’ 。 ’ ’ ’ ‘ { 【摘+ 要】基于标准的互操作是未来解决生产和业务系统集成成本高和难以实现等问题的良好解 + ;决方案。ISA一95标准制定了拥有语义性和稳定性的数据交换B2MML规范,为企业应用系统提 + + {供了语义集成的支持。基于Web Service、XML技术标准、ISA一95业务标准提出了一种企业管控一体 + + ;化数据交换模型,对模型中间层的中间格式进行了详细研究。最后以线柬行业为例分析了遵循 + {B2MML规范制定企业应用系统间数据交换中间格式的方法。 j 关键词:集成;信息共享;数据交换;ISA一95标准;B2MML规范 【Abstract】Standards—based interoperability is the solution to£ problems that the increased level of integrtiaon and lexifbility required in future will,n e integration too castly and impractica1.B2MML/s 帆semantically independent and stable XML implementtiaon of ISA-95.which supports semantical inte— grtiaonfor enterprise systems.Based Web Service、XML technical stndaard;ISA一95 business standard this i paper troduces。cz 。e chnage moedl ofr e £erprise m口n(b ,, e £and c。 trol,patticuz(Erfy d c£ ses 。r— j mative formatfor the middle level ofthe mode1.Finally,taking harness industryfor example,azn71yse the i meth。 of estbalishing norm e { .of dta。e c 伽lge r肌 r e s ・ .+.+ +.+.+.+.+.+.+.+.+.+ +.+.+.+.+ +.+.+.+.+ +.+.+.+.+. Key words:Integration;Information sharing;Data exchange;ISA-95;B2MML speciifcation .+.+ +.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.++中图分类号:TP391文献标识码:A 1引言 随着ERP、SCM、DCS、FCS、MES、敏捷制造、集成制造等先 即企业功能部分、信息流部分和控制功能部分。 95标准为一系列标准,目前分为六个部分。标准的不同部 进生产理念的采用和推广,制造商发现企业的许多问题改善程 度有限。车间管理系统采集的实时生产数据与企业管理系统的 数据各成的体系。因此,企业管控系统的集成研究是沟通企 业信息、提高企业效率和竞争力的重要一环。 分对应于不同层次功能的定义,这里主要介绍信息交换方面的 内容。标准将制造资源抽象为四大类:人力资源、设备资源、物料 资源、过程段资源,将企业经营管理层与制造执行层之间需交换 的信息流分为四种,具体如图1所示。 业务计划和物流消息 车间生产计划,操作管理等 生产定义信 息(生产一 产品必须要 定义什么?) 生产能力信’ 息(可以获得 的资源是什 么?) 生产计划信 息(要生产什 么,用什么来 生产?) / 生产响应信、 息(生产了什 么,消耗了什 么物料?) 全球著名的ARC咨询集团指出基于标准的互操作是未来 解决管控系统柔性集成时成本高和难以实现等问题的良好解决 方案[11。基于此,构建了一种以Web Service、XML为技术标准、 ISA一95为业务标准的企业管控一体化数据交换模型,并遵循拥 有语义性和稳定性的数据交换B2MML规范具体研究了线 束行业企业管控系统间数据交换的中间格式。 2系统集成的发展趋势 ISA一95全称“企业与控制系统集成”标准,以下简称95标 准,是美国国家标准局(ANSI)和仪表、系统和自动化学会(ISA) 制造操作和控制信息 生产操作、维护操作、质量操作 图1管控一体化信息视图 联合发布的,针对企业信息化中没有通用的集成模型、用户交流 务标准。 B2MML规范是95标准内容的XML执行标准。他利用 业管控系统间需交换数据的内容和格式。利用这一规范可以对不 Schema对标准定义的资源、信息流进行具体描述,定义企 困难、不同供应商集成困难、集成后维护困难等问题而制定的业 XML 使同一数据可 95标准是这几年发展的制造业信息集成的重要国际标准, 同应用系统中的数据指定统一的意义明确的标签,达到系统间信息共享的目的。 填补了制造过程信息交互标准的空白,标准可以分为三个层次, 以为有需求的不同系统重复利用,}来稿日期:2006—11-17 维普资讯 http://www.cqvip.com 一90一 万小丽等:基于ISA一95的管控一体化数据交换模型研究 第7期 属于e;}2标准的&! L规范制定中间针对管控系统的集成,国内外专家学者提出了许多解决方 访问实时数据库获取实时生产信息。管理系统的功能模块被封 案和集成策略。传统的”点对点”的数据访问方式系统间的耦合 装成为Web服务,以统一的接口供多方共享。 性强、缺乏标准的数据格式不能从根本上解决数据的有效共享 3.2中间件层 问题翻。基于Web Service和XML技术的数据交换模型或平台 资源层提供的数据不能直接为上层异构应用所识别,借助 在一定程度上为解决信息孤岛的问题提供了有用的方法和思 于数据交换平台,完成数据格式和交换数据内容的注册、数据转 路,但是数据交换的实际情况比较复杂,采用自定义中间格式的 换及数据处理等操作,数据交换平台采用基于B2MML规范制 模型或平台尽管遵循了统一的XML技术标准,但没有指定统一 定的标准格式作为中间格式。 的信息语义结构,缺乏通用性、可扩展性。 (1)数据交换平台为每个资源提供者部署相应的Web服务, 3一体化数据交换模型 并将数据交换功能作为一种Web服务提供给用户。用户通过一 以企业的管理系统与控制系统的有效集成来构建信息共享 定的配置,在数据源地址和目标地址间建立相应的数据映射后, 模型。传统的管控一体化数据交换模型大都按照企业功能划分 便可自动完成数据交换。 为管理层、执行层、控制层。从信息流的角度来看,不管是处于管 (2)数据交换模板注册服务提供应用在数据交换前,将自己 理层还是执行层的信息系统抑或是控制层的控制系统都有提供 需要交换的数据类型、所采用的数据格式(xML Schema)、数据 信息和消耗信息的需求。因此,本文借助于网络化制造的新理 映射关系注册进交换规则库。 念,从制造资源的角度将处于不同功能层的信息系统、控制系 (3)本地UDDI服务注册中心实现前、后置数据转换器等 统、设备等界定为资源的提供者和资源的使用者。 Web服务的注册。 依据本文的观点,管控一体化数据交换模型分为三个逻辑 (4)数据请求服务供外部应用向交换平台发送数据请求,数 层:资源层、中间件层、应用层。从提供信息和消耗信息的角度来 据请求响应服务从前置数据转换器获取符合平台所采用的中间 说,系统集成时不存在以谁为中心的问题,因此本文的分层方法 格式的XML数据。检查器主要是对请求者的身份进行验证。 可以屏蔽各领域专家以各领域信息解决方案作为集成中心的局 (5)交换处理读取交换规则库,解析映射关系,生成向数据 限性,而且中间件的开发方式也使得本系统可以作为一种 提供者转发请求的XML;按提供者注册的XML Schema对提供 的第三方软件平台,为制造业等各行业提供统一的数据交换服 者返回的XML文档进行校验;按中间格式规范检验前置数据转 务。其体系结构如图2所示。 换器返回的符合平台所采用中间格式的XML数据。 (6)前置、后置数据转换器根据交换规则库中的映射文件把 应 产品信息 俱皮链方 赃搪酎言l忻勤信息 提供者提供的XML文档转换为符合平台所采用中间格式的 用 方面的应用 面的应用 湎的应用l『方面的应 层 PLM DM、cA SCM、APS l lERP、Cast B2MML文档,以及把中间格式的B2MML文档转换为符合接收 CAM,CAE等 S,s、FCS等lISCADA,II用 等 WMS等 等 者需求的XML文档。 鉴于标准的权威性、良好的通用性和行业的一致认可,不同 中 注册 行业都可以通过一致的接口借用这种标准来实现低成本、可扩 间 件 数据l展的企业管控系统间的动态信息集成; 层 请求I 豢 标准本身需要不断地与时俱进,B2MML规范规定了多达六 数 响应J 种的扩展方法,具有很强的扩展性,可以容易地、迅速地随着应 据 一 服务l 交 圈 用的发展而不断发展。 换 3.3应用层 平 结果XML.返回 R2MMLMsg 台 数据请求XML 前置数据转换器 指消耗信息的制造资源即资源的使用者,借助于数据仓库 的概念将企业内各种不同的应用按照主题进行分类,便于疏理 层l由由 I甲圆.数..据-库_JI I甲圆..数.据 库I 信息,方便企业集成新开发的应用。 匝[We函 固 bSI tY-I …” 圃 —— 墼颦主J廷 4实例分析 广—- 广 厂 线束广泛应用于汽车、计算机和各种消费类电子产品。具有 l数据库 单 I I利润薄、客户需求多变、苛刻的质量和交货期要求等特点的线束 离离窿 加工企业必须按需生产、及时交付。面对苛刻的生产环境,如何 提高线束企业应对多变市场的能力,及时满足客户需求成为困 扰线束企业的重要问题,企业管控系统的实时有效沟通为增加 图2基于95标准的企业管控一体化数据交换模型 线束企业动态适应市场的能力提供了良好的解决方案。 3-1资源层 这里将上文构建的数据交换模型用于线束行业,在.Net平 包括各种具体的制造资源即资源的提供者,这些制造资源 台上实现制造资源的Web服务封装以及数据交换服务平台的 可以为ERP、PDM、SCM、MES、DCS、FCS等,异构的控制系统通 开发。下面以控制系统上传给管理系统的生产响应信息为例分 过OPC技术将生产的实时数据集成到实时数据库中,MES系统 析如何基于B2MML规范制定切合线束行业的信息共享的中间 维普资讯 http://www.cqvip.com 第7期 2007年7月 文章编号:1001—3997(2007)07—0091—03 机械设计与制造 Machinery Design& Manufacture 一91一 面向新产品开发的顾客市场调研及软件实现六 曾富洪周兰花(攀枝花学院,攀枝花617000) Research&implementation of software on customer marketing investigation for new product development ZENG Fu—hong,ZHOU Lan—hua(Panzhihua University,Panzhihue 6 1 7000,China) “+。+。+。+。+。+ +”+。+。+。+。+。+。+ +。+。+。+。+”+ + +。+。+。+“十。十。+ +。十。十 +‘十。十 十 +‘十‘十。十‘十。十。’ +’-一+-+- { 略的突t 【摘要】在全球化竞争和买方市场的压力面前,大多数企业都将新产品开发放在自身发展战 + i出位置,由顾客市场调研分析得到的结论是企业开发新产品的最重要指导因素。为此给出了顾客 市场分i ÷析的实现方案,在方案中研究了设计问卷的因子分析法,确定顾客属性权重的层次分析法以及计 算各问} j卷项的需求权重(或顾客满意度)的模糊分析法,并且给出了软件实现的信息模型。 ; 关键词:新产品开发;因子分析;层次分析 【Abstract]Facing the pressure of buy-side—market and global competition,Most of corporations have placed New Product Development(NPD)in prominent position.The conclusion of Customer Market Invest tion Analysis(CMIA)are the key guidelines ofNPD.The solution ofCMIA has been broughtforth which has researched Factar Analysis designed questionnaire and Analytic Hierrchy Parocess conirfed cumstomer at- tribute weight and Fuzzy A nalysis counted customer satisfaction(requirement)of questionnaire items.A t the soJTte tie,tmhe information model fSooftware has been broughtforward. Key words:New product development;Factor analysis;Analytic hierarchy process 中图分类号:TP31文献标识码:A 新产品开发指采用新技术原理、新设计构思而开发生产出全 工艺等各方面对老产品进行重大改型,并显著提高原有老产品的 新型产品,或应用新技术原理、新设计构思,在结构、功能、材料、 性能或扩大功能而得到的改型新产品的过程。要保证新产品的核 ★来稿日期:2006一ll一17★基金项目:攀枝花市杰出青年技术创新人才培养项目(2o06D ,_1) 格式。面向离散制造业、流程行业、批量生产行业的95标准在具 档间约束关系图略。 体企业中实施时会面临规范声明的元素太庞杂抑或不能满足企 将制定的线束企业生产响应信息数据交换的中间格式放到 业个性化要求的难题,如何扩展这种标准以适合制造业不同行 实际的线束生产过程中检验,得悉基于B2MML规范建立与线 束生产相关的中间数据格式是可行的,而且有利于增强系统的 业的需求是一个值得研究的重要问题。 B2MML规范兼容两种扩展模式:不改模式文档和修改模式 开放性。同时基于B2MML规范建立的线束生产的中间格式也 后置数据转换器的服务接口,这样通过我们构建的数 文档。考虑到属于离散制造的线束行业工艺比较简单且固定,线 规范了前、低成本 束产品也不是很复杂,这里采用不改模式文档的方式制定线束 据交换平台就可以实现线束企业管控系统柔性、可扩展、 企业生产响应信息共享的中间格式,对于线束企业管控系统间 的信息共享。交换的其他信息要根据具体情况采用不同的扩展策略。 按照线束生产过程将线束生产响应分为开线、压接、中间检 5结论 构建了一种基于ISA一95标准的管控一体化数据交换的模 验、组装、总装、成品检验、包装等几个过程段,过程段实时反馈 型,根据B2MML规范制定数据交换的中间格式,实现了系统良 可重构性和可扩展性。并将这一数据交换模型应用 其基本信息、实际使用设备信息、实际产出物料信息、实际耗用 好的开放性、对模型中间层的中间格式进行了研究,借助于制定 物料信息、实际耗用通用资源(水、电、气等)信息以及当前状态 于线束行业,线束企业生产响应信息数据交换中间格式的案例分析,论证了 等实时生产信息。对生产响应信息的模式文档我们具体采用的 基于ISA一95标准的B2MML规范制定与线柬生产相关的中间 扩展方法有以下几种: 数据格式的可行性。当然,本文仅对模型应用于线束行业进行了 (1)对生产响应模式文档中声明的适用于批量生产、流程生 初步探讨,要将该模型在线束行业中具体应用还有许多工作有 产元素予以裁减,如:MaterialotLlD和MaterialSubLotlD等元素; 待于进一步研究。 (2)在多个元素中出现的设备层级子元素Location可以视 线束实际生产情况予以取舍; (3)线束生产中一些带自检的过程段,可以考虑将检验数据 以Key子元素为标识字段放入Quantity元素中; 参考文献 1 Greg Johnson.Production to Business Interoper ability:ISA 95 and B2MML.Ampla White Paper[R].2005(9). 2李冠德,陈梦东.一种基于XML的数据交换系统的设计和实现叨.微 机发展,2005,15(12):12~14 线柬行业管控系统间生产响应信息的集成规范和XML文