0 引言

基于知识和信息的制造将是制造技术发展的重要方向。数字化信息系统已对制造业产生深刻的影响，而且其影响日益突出，成为制约现代制造业系统的主导因素。利用现代化先进的数字信息技术手段对传统的主导因素。利用现代化先进的数字信息技术手段对传统制造方式进行改造正在被越来越多的企业采用，已经被实践证明是非常有效的提高企业开发能力、生产效率和技术水平的重要战略举措，具有越来越重要的战略地位。尤其对应于加工过程彼此独立，加工工艺离散的离散型制造业更始如此，本文主要结合离散型制造业的生产任务特点，探讨如何通过多种信息系统的集成和应用，提高企业信息化水平，进一步促进“两化融合”，提升产业核心竞争力。

1 存在问题和解决方式

近些年，我过许多从事离散型生产制造的工业企业纷纷引进各种信息处理系统，例如企业资源规划系统(ERP)产品数据管理系统(PDM)和制造业执行系统(MES)等，购置了大量数控生产设备，使得企业的信息化应用水平有了较大的提高，但由于这些引进的技术和设备都是被作为孤立的信息技术单元简单使用，在面对总体结构和组成部件相似、规格变化复杂、加工工艺特异性强的工件，任然普遍存在效率低、成本高、质量不稳定的问题。

针对离散型生产面临的加工任务多样性、信息反馈快速性、信息处理智能性、调度策略优化性要求，经过深入的研究和论证，我们决定采取以PDM/ERP/MES继承的信息系统为基础，以加工任务调度机制为核心，以智能终端为工具，向执行者（即一线生产者）发送加工任务（做什么）和操作什么（怎么做）指令，并通过智能终端实现完工信息的及时、准确收集与反馈，适应并解决加工过程中出现的各种复杂情况。

实现PDM/ERP/MES系统集成是以上解决方案的基础，主要包括以下内容：1)ERP系统改造，特别是要实现有限资源计划排产，通过订单式生产项目关键资源能力需求的平衡，提高计划的可执行性；2)实施MES（制造执行系统），打通生产计划和车间执行之间的断层，使ERP计划落地，形成闭环控制；3)实现PDM/ERP/MES的集成应用。

2 实施方案

2.1 总体思路

PDM/ERP/MES集成实施方案首先是进行PDM/ERP集成，实现设计、工艺、制造信息的总体集成；其次是进行PDM/ERP/MES集成，使加工图纸信息、工艺简图等加工信息能及时、准确传递给操作者。最后实现ERP/MES集成，打通生产计划和车间执行之间的断层，使ERP计划落地，形成闭环控制，这一方面要求加工任务能够及时准确下达到各设备，另一方面要求加工任务能及时准确下达到各设备，另一方面需要现场加工信息能够及时准确反馈到生产调度员，以保证计划的科学性和执行的可控制性。通过PDM/ERP/MES的集成，实现产品数据的共享、计划信息的共享、执行信息的共享，为离散工件的生产和加工提供有效的支持。

2.2 单元系统集成框架

集成应用系统框架中涉及多开发语言(Java、C#、PB等)、多数据库系统(SQL-Server、MySQL等)、多网络环境（局域网、广域网等），这使在单元系统之间的数据交互及流程执行变得更为复杂，因此采取标准化的集成技术和集成框架是实现多系统集成的核心技术内容之一。主要的单元系统的技术实现如表1所示：

表1 主要单元系统

 

 针对上表列出的几种主要单元系统之间的数据互联互通需求，我们需要选定一种开放式可拓展的系统集成框架，保证以上主要业务系统之前的数据互通，同时为以后的新系统的集成规范接入方式。经过比较分析，我们选取了面向服务的体系SOA（Service Oriented Architecture）。SOA是一种新的分布应用集成示范，它将应用程序的不同功能单元（服务）通过这些定义良好的接口和协议联系起来。接口采用中立的方式进行定义，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。目前主要的开发语言（包括表3-1列出的所有语言）均支持面向服务的程序开发，是实现集成框架的理想方案。

2.3 SOA体系结构和原理

面向服务的体系架构SOA是支持服务的结构框架或基础设施。在SOA中，服务是独立的，可以防止于SOA就架构中的任何位置并进行调用，也就是说，它能够由架构框架中的任何其它实体（取决于安全性）进行激活或使用。

 

 服务提供者将其服务发布到服务代理的一个目录上，当服务请求者需要调用该服务时，它首先利用服务代理提供的目录去搜索和服务，得到如何调用该服务的信息，然后根据这些信息区调用服务者发布的服务。当服务请求者从服务代理处得到调用所需服务的信息之后，通信是在服务请求者的提供者之间直接进行，而无须进过服务代理。

SOA较其它分布应用集成方法最大的特点是它是完全低耦合的，服务请求者只有在需要服务时才动态地绑定服务提供者；另外，采用SOAP交互协议及XML作为信息格式具有跨平台特性，对集成的应用系统要求也比较低。

2.4 系统集成实现

本方案中结合表中列出的主要系统，给出基于SOA模式的集成框架。其工作原理如图3所示。

 

图3 系统集成原理图

图中分别表示出了开发期间及运行期间的处理流程及调用流程，在运行期间数据服务请求通过注册中心转发请求，所有的数据服务表示为同样地网络服务资源，通过文档约定及开发期间的格式定义，保证数据服务可被调用并且能正确解析使用，保证实现系统之间的弱耦合及数据服务本身的灵活配置。如果需要进行系统扩展，加入新的服务需求或新的系统，采用同样流程即可实现系统间的数据集成。如图4所示：

3 结束语

实施多个信息系统的综合集成应用对于提高企业的信息化水平和效率有着至关重要的作用，主要具有以下几个方面的效应：

(1)协同效应：大信息平台的建立大大减少信息传递时间，保证信息传递的及时性和准确性，有助于开展多部门联合攻关工作，提高研发效率。

(2)集成效应：通过多系统的数据集成，形成规则统一、分流有序的信息流，消除了信息孤岛，大幅度提高了设计、生产的反应速度。

(3)模拟效应：上层信息化系统可以将信息无障碍地传送至生产系统机型模拟，缩短了新产品、新技术的开发周期，提高了科技成果转化率。

(4)增强效应：集成信息系统有助于提高先进数控装备的利用率，提高加工精度，使成品性能最大限度地达到设计要求，极大地增强技术创新效果。

(5)放大效应：数字化集成系统能够提高管理水平和生产效率，降低库存量，缩短交货期，提高准时交货率，这将有助于节约生产、库存等方面的成本，降低生产成本，生产明显的放大效果。

(6)反哺效应：利用以上所产生的效益，能够进一步支持企业的信息化建设，有助于提高传统制造业的技术水平和生产效率，提升企业的原始性创新水平。