基于事务处理中间件的宽厚板MES系统的分析

李 倩 饶若楠 尹承俊

1在宽厚板的生产过程中，由于宽厚板的钢种繁多，尺寸等方面定制程度高，工艺路径临时调整余地大，潜在的瓶颈很多，与众不同的生产特点决定了他独特的业务功能和管理方式，从下发生产计划到生产过程控制再到成品入库和发货都需要各部门的密切协作，所以对宽厚板MES系统中各个模块之间数据的完整、实时和准确要求很高，保证各模块之间的数据完整性和一致性的是系统面临的关键问题，事务处理中间件提供了一个支持大规模事务处理的可靠运行环境，可以有效的采集和传递实时的生产数据信息，并对收集到的数据进行处理，监督生产过程，并及时改正生产过程的错误，记录生产中的各种数据包括出现问题的数据，透明地在异构的分布计算环境中传递对象请求，实现整个系统数据完整性和一致性，从而构造成真正具有生命力的大型应用系统。

2系统研究内容

本文以宽厚板生产中的钢种繁多，尺寸等方面定制程度高，工艺路径临时调整余地大的问题为背景，以事务处理中间件为一个可靠的运行环境，解决由于宽厚板在生产过程中对系统的通信机制的实时性和准确性的瓶颈问题，透明地在异构的分布计算环境中传递对象请求，保证在宽厚板MES系统中各个模块之间数据的完整和一致。

（1）分析和研究宽厚板的生产组织特点和生产过程中存在的需要解决的问题，并提出相应的解决方案。

（2）分析宽厚板MES系统的需求，分析了各种中间件的特点，拟采用基于事务处理中间件的三层系统架构。

（3）研究宽厚板MES系统各个功能模块设计和实现，拟建立在tuxedo提供的可靠运行环境中各模块之间准确实施的数据通讯机制。

（4）采用实际数据对基于事务处理中间件的宽厚板MES系统进行了测试，并在一个国内大型钢铁企业中进行试用。

宽厚板MES系统是根据企业实际状况,为以后ERP实施奠定基础，以及生产管理需要订制开发的一套系统，包括整条生产线的计划下达、信息收集、质量跟踪及在线质量判定、流程优化等，解决了上下工序间协调运作、生产信息及时传递、质量信息与生产紧密结合、成本分析细化的问题，有利于生产管理综合平衡职能的发挥，建立了一个有集中、共享、统一、协调的生产线管理体系。系统投入运行，提高了全线的生产作业率，规范了生产管理方式，改善了生产决策环境，有利于系统稳定均衡生产。

3系统功能描述

宽厚板工程MES系统覆盖的业务范围包括从生产订单接收、订单检查与确认、合同处理、原料申请、作业计划编制、现场作业、质检判定、成品发货，直至合同结案为止完整的业务流程。具体描述如下：

宽厚板MES系统接收从上位机系统（销售系统）下达宽厚板成品生产订单（正式的销售合同），或者销售人员通过宽厚板工程MES系统录入宽厚板成品生产订单（正式的销售合同）（含热处理产品）。

业务人员对接收或录入的生产订单（正式的销售合同）进行检查、确认；对确认后的合同进行合同处理，将用户合同转变为生产合同，同时设计出生产合同的加工路径、工艺控制参数、质量控制参数、检化验要求等；对每一份生产合同编制合同计划，确定各生产合同所需经过每道工序的计划生产日期；合同计划完成后再根据每份合同的成品订货要求，进行组板、组炉、组CAST等材料设计；根据材料设计的结果向炼钢提出材料申请；对于非供厚板的原料申请（大型H型钢及宽带轧线的原料申请），在本系统外进行，然后人工输入原料申请需求。

炼钢工序根据材料申请结果编制炼钢作业计划，计划下达炼钢工序（包括转炉、精炼、连铸），炼钢根据作业计划组织生产；板坯产出后，根据板坯供料去向，分别向下游机组（大型H型钢、宽带轧线、宽厚板轧机）供料；对厚板向的板坯，编制加热轧制作业计划，并下达到加热、轧制工序，并根据作业计划组织生产，板坯经过加热、轧制后产出钢板；对钢板编制钢板作业计划（剪切、精整、热处理等），并根据作业计划组织生产，直至厚板成品产出入库；成品产出经终判合格后可进行准发作业；编制出厂计划，执行发货作业；合同完成后，进行合同结案。

4系统运行环境和整体架构

针对宽厚板轧钢MES系统平台采用业界流行、符合技术发展趋势的三层架构技术，由后台的数据库服务器和中间应用服务器及其相对应的数据库软件和中间件软件组成高可靠、高性能和扩展性强的系统，以确保MES系统大用户量访问下系统的稳定性和快速响应。

MES系统应用要满足前后工序顺序、连续生产的需要，实时性要求非常强，在中间应用服务器层选用适合大型关键OLTP应用的交易中间件平台TUXEDO，后台采用Oracle企业级数据库软件。MES系统的前端采用GUI图形界面，界面友好，操作方便。采用交易中间件TUXEDO的C/S三层体系架构非常适合钢铁企业24小时连续化、实时性强的特殊生产需要，可保证大用户量访问下系统的可用性、稳定性及响应速度。在钢铁企业信息化体系中各系统间存在数据交换，宽厚板轧钢MES系统与ERP、L2等其它系统间数据交换实时性强，交换频繁，电文传送的可靠性要求高，针对这种需求，采用基于TCP/IP Socket通讯协议上的数据交换通信技术，实现不同系统计算机之间的数据通信。在备份服务器上安装了VERITAS NBU 6.5 MASTER SERVER，在两台在线服务器上安装VERITAS backup agent，其中数据库服务器还安装oracle backup agent进行数据库在线备份。整个炼钢MES及宽厚板轧钢MES系统数据通过网络备份方式完成自动备份工作。

5运行效果

宽厚板MES系统经过近一年的规划、设计、现场施工、设备安装调试、测试和试运行。系统试运行以来，运行稳定、高效，为宽厚板的生产到销售的整个流程提供了高速、安全、稳定的信息传输和交换通道，也为以后ERP项目的实施奠定了坚实的基础从整体经济效益上看，MES有效的管理了生产基础数据，提高了劳动生产率，提高了生产管理水平，改善了运行设备回报，降低了不良产品，使得交货期也大大加快了，从而大大提高了企业的资金周转率。MES强调计划在现场执行时的柔性、现场绩效考核的可操作性以及能源消耗、工序成本的动态可控性。通过强调工序间的衔接，监控和预测生产中的异常情况和瓶颈所在，达到按需使用能源、分析能源的成本，科学和循环地利用能源，将生产的成本控制在生产的过程中，也实现了整体节能降耗，降低成本的目标。MES平均减少制造周期时间45%；一般减少数据输入时间为75%以上；平均减少半成品24%；平均减少为交班而准备的纸面工作61%；平均减少引导时间27%；平均减少纸面工作和设计蓝图所带来的损失56%；平均减少产品缺陷18%。由上可见，使用MES所带来的效益是很可观的。

[1]毕英杰.钢铁企业MES的技术特点与发展趋势[J].中国制造业信息，2005(4):40-42.

[2]洪佩军.当前钢铁企业信息化建设分析[J].中国计算机报，2002，16.

[3]刘艳，朱灿焰.中间件Tuxedo的应用研究[J].微型电脑应用，2003，19（5）.