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在水泥企业制造执行系统MES中的应用

2009-08-12 09:54:20  来源:万方数据

摘要:国内水泥企业为适应经济全球化发展,需要通过应用MES来优化生产管理,提高其市场竞争力。本文结合某水泥企业ME5开发应用要求,采用ASP.NET开发B/S应用系统,详细叙述了ASP.NET应用程序的
关键词: 制造执行系统 ASP

  0 引 言

  B/S(浏览器用及务器)结构操作性好,用户可以在任何一台装有浏览器的主机上使用系统,而不需要专门的客户端软件,克服了传统C/S(客户机/服务器)结构安装和维护困难的不足;同时,B/S结构的平台无关性解决了系统操作的异构问题,使用非常方便,用户无需进行专门培训,且实现了ClS结构不能实现的功能,如远程操作和分布式操作等。B/S结构虽然存在安全性差和响应速度慢等不足,但是,近年来,互联网的高速发展和服务器性能的显著提高,使B/S结构的性能和速度有了很大改善,从而使得这种体系结构的应用也越来越广泛。

  1 制造执行系统

  制造执行系统MES (Manufacturing Execution System)是位于企业上层生产计划(MRPⅡ/ERP)和底层工业控制之间,面向车间层的生产管理技术与实时信息系统,强调制造计划的执行,在计划层和控制层之间架起了一座桥梁,能够通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理;当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告,并用当前的准确数据进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导工厂的生产过程,既能够提高工厂及时交货能力,改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。

  随着全球经济一体化的演进和市场竞争环境的巨大变化,以及水泥行业外资企业产品与服务进入带来的严峻挑战,水泥行业将面临前所未有的竞争压力。面对这种发展环境,如何提高产品质量和生产效率、改善服务质量,以提高企业的竞争力,是国内水泥企业的当务之急。作为水泥企业信息化的关键部分,高效MES的开发对企业的整个生产流程的控制和生产效率的提高至关重要。

  2  B/S系统设计

  2.1 B/S系统架构

  如图1所示,B/S系统由两部分组成:Web服务器和数据库服务器。Web服务器存储Web服务程序,响应客户端请求,通过与数据库服务器通信,取得原始数据,并根据用户请求动态生成数据与客户端交互;数据库服务器是整个MES的中心,是连接各个子系统的纽带,各部门间的数据都是通过数据库服务器来共享和交互的,B/S子系统的数据也来源于数据库服务器。

图1 某水泥公司MES系统架构

  图1 某水泥公司MES系统架构

  2.2 B/S系统功能

  在此MES系统中,B/S系统的主要功能是将企业各部门的生产数据和统计数据发布到Internet上供企业的高层管理人员能方便快捷及时地了解企业各部门的生产销售情况。在B/S系统中,能查询五金备品备件仓库、原辅材料仓库、包装袋仓库、成品仓库、化验室和能源计量等部门的相关数据。

  3 应用系统程序设计

  在现在,许多组件和平台可以用在B/S系统的设计中。J2EE是Sun公司的分布式应用框架,用于开发大型的服务器端企业级应用程序的一组平台规范,它是为建立N层应用而提出的一种基于Java的解决方案。在这组规范下,一些公司开发出了具体的产品,如BEA的WebLogic产品套件,可以进行B/S结构应用程序的开发。

  公共对象请求代理体系(Common Object Request Broker Architecture,Corba)是对象管理组织(OMG)提出的一种中间件技术,它主要用于分布式对象应用程序设计。它可以用于结合多种程序设计语言,如C++、Java和Cobol,并通过Internet跨ORB协议(Internet Inter-ORB Protocal,IIOP)和远程过程调用(Remote Procedure Cal1,RPC)等技术连接对象和程序。利用这种中间件技术也可以进行B/S系统的开发。

  本B/S系统采用Microsoft公司的Visual Studio.Net 2003作为开发平台,该平台相比其他开发平台和工具,具有开发界面简单、开发流程清晰等优点。

  3.1 Web应用程序响应过程

  该Web应用程序采用Microsoft Visual Studio.Net 2003开发平台下的ASP.NET开发,再由IIS发布到互联网上,供用户访问。具有性能好、开发简便、管理容易、安全性好等特点。

  用户在客户端通过浏览器向Web服务器发出请求,Web服务器上的IIS服务再根据用户请求,执行相应的操作,并将结果生成HTML文件发送到客户端(如图2所示)。例如,要查询当天企业石灰石进仓情况,只需登录原辅材料部门的页面,提交查询的材料种类(石灰石)和日期(当天),Web应用程序则会根据上述信息到数据库中查找当天石灰石的进仓数据,生成相应的HTML文件返回到客户端浏览器。

图2 Web应用程序响应客户端请求过程图

  图2 Web应用程序响应客户端请求过程图

  3.2 ASP.NET表格认证

  互联网中,确保信息安全非常重要。ASP.NET的解决方案为ASP.NET表格认证。在传统的ASP编程中,无论是使用集成安全协议,基本安全协议(指纯文本),还是自己创建的安全协议等方式,工作量十分大。使用ASP.NET表格认证的最大好处就是不需要自己编程就能够实现状态跟踪。工作过程为:当用户请求一个安全的页面时,应用程序发送登录页面到客户端浏览器。在此页面中,用户需要提交“用户名”和“密码”到服务器端,服务器上的ASP.NET应用程序验证用户是否为合法用户。如通过验证,就视为合法的用户,生成一个“Cookie”,并对该用户进行跟踪。应用该技术就能够有效地阻止非法用户进入。

  3.3 ADO.NET数据访问方式

  系统中所有的数据都存储在数据库SQL Server 2000中。Web应用程序中采用ADO.NET访问和操作数据库。ADO.NET是一种高性能数据访问方式,与传统的ADO数据访问方式有本质区别,ADO使用OLEDB接口并基于COM技术,而ADO.NET拥有自己的ADO.NET接口,基于Microsoft公司的NET体系架构。

  组成ADO.NET的类分为两大类型,即提供者类和使用者类。其中,提供者类完成将数据从数据源的读取和写入等实际操作,当数据被读到存储介质后,再由使用者类完成数据的访问和操作等。提供者类中包括Connection、Command、DataReader和DataAdapter等,使用者类中包括DataSet、DataTable、DataColumn、DataRow和DataRelation等。Dataset类是ADO.NET断开式结构的核心组件,用来实现独立于任何数据源的数据访问。以下程序说明如何使用ADO.NET实现数据库的无连接访问:

  DataSet ds=new DataSet();//定义数据集ds

  string constr=“Provider=SQLOLEDB;Data Source=syy;Initial catalog=基础数据;User ID=ieuser,Password=”;//定义数据库连接字符串

  OleDbConnection myConn=new OleDbConnection(constr);//建立连接

  string str=“Select distinct 分供方 from 供应方;”;//定义查询字符串

  OleDbDataAdapter myCommand=new OleDbDataAdapter(str,myConn);

  myConn.Open();//打开数据库连接

  myCommand.Fill(ds);//根据查询字符串得到记录集合,并将其暂存到ds中

  myConn.Close();//关闭数据库连接

  在数据集dds中操作数据

  myCommand.Update(ds);//新数据操作

  可以看出,用户对数据库的操作主要是在无连接状态下进行的,这就使得MES中紧张的数据库资源得到缓解。

  3.4 Crystal Reports for Visual Studio.Net技术

  通过Crystal Reports for Visual Studio.Net,可以快速创建复杂且具有专业外观和演示文稿质量的交互式报表,因此,具有功能强大、性能稳定、操作便捷等特点。在Visual Studio.Net IDE中,Crystal报表专家可以基于需求方便快捷地设计报表。

  用Crystal Reports Designer设计报表,首先,要确定报表的数据源,通过设计器对报表中要显示的数据布局,并将报表保存为报表文件(.rpt);其次,在页面上需要显示报表的地方添加CrystalReportViewer控件;最后,在需要显示报表的时候,用程序代码中将控件与要显示的报表绑定起来。使用Crystal Reports的使用简化了系统报表设计的过程,且通过使用Crystal Reports提供的其它功能,便于实现报表打印、页面导航等。

  4 企业制造执行系统BIS功能实现

  4.1 系统登录

  在客户机浏览器的地址栏中输入服务器域名,进入登录页面Login.aspx。在页面中提交系统管理员分配的用户名和密码,通过身份验证后进入系统导航页面Default.aspx(如图3所示)。

图3  B/S系统导航页面

  图3  B/S系统导航页面

  4.2 数据查询

  在导航页面中点击各部门链接打开部门页面查询数据。例如,查询五金仓库2004年4月的生产消耗数据,只需在五金仓库部门页面上选定日期查询条件,点击查询按钮即可(如图4所示)。

图4 王金仓库查询页面

  图4 王金仓库查询页面

  5 结 论

  结合福建省某水泥有限公司应用实际需要,采用.NET和SQL Server 2000数据库技术设计开发适合水泥企业MES的B/S系统,有助于不断完善水泥企业MES,可扩展性好并提高MES系统的执行效率,节省原料和能源量消耗,提高效率并降低产成品库存量,提高产能1%,由此带来的直接效益(增值部分)为320万元年。

  制造执行系统((MES)研究开发和应用在国内还处于起步阶段,选择MES开发工具,对节省开发成本、缩短并发时间和提高开发效率意义重大。利用.Net平台成功开发基于B/S的MES系统,并利用报表工具Crystal Report简化了复杂的报表开发过程,并满足了水泥企业应用需求。


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