浅议复烤企业MES系统与复烤中控系统集成方案设计研究

李桂林

摘要：该文主要阐述了复烤企业MES系统与复烤中控系统集成方案设计。首先简要阐述了信息技术发展在烟草行业的发展；根据企业特性提出了MES系统与复烤中控系统集成目的、集成原则；同时提出MES系统与复烤中控系统集成需求、集成方法以及集成方案的逻辑设计和数据库设计；为打叶复烤企业集成设计提供参考。

关键词：MES系统；复烤中控系统；集成；打叶复烤企业

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）21-0165-02

信息技术、网络技术的发展，加速了生产要素在全球范围内的流动和优化配置，充分利用信息技术和网络技术，实施生产管理、市场营销和售后服务，改造 传统产业，加快结构调整和产业升级，增强自己在行业中的优势，已成为各个企业关注的重点。[1]信息技术也逐渐在烟草行业的研发、生产、销售各个环节普及发展。打叶复烤企业作为烟草工业企业的前端企业，卷烟企业对复烤加工工艺的要求越来越严格。近年来随着信息技术在卷烟企业运用的越来越成熟，打叶复烤企业的信息技术也得到发展。无论是ERP系统还是底层中控系统，也慢慢完善。但是相当一部分打叶复烤企业信息技术还处在比较落后阶段，底层集控系统都处于孤岛状态，大量的生产数据都无法实时上传给企业领导，为企业生产质量提供支撑。因此建立一条连接上下层的信息路径成为必由之路。打叶复烤企业MES系统与复烤中控系统集成，打破生产系统孤岛和生产系统数据无法上传至上层系统的尴尬局面。是提高打叶复烤质量的坚实基础。

1 集成方案设计

1.1集成目的

为了实现MES系统与打叶复烤中控系统的信息交互和数据上传，更好的保证MES工单的下达、撤销和信息的反馈等功能。通过MES系统与打叶复烤系统的集成，实现生产数据的上传和下达，为管理层更好更及时了解生产的实施情况，更好的保障了生产的精细化。同时系统接口的实现，充分实现生产数据上传和下达，保障生产数据的安全和利用，为公司加强生产质量监督和提高生产效率提供一个坚实的信息化平台。

1.2设计原则

1）可靠性：接口设计充分考虑系统运行时可能发生的情况，并采用高可靠性的产品和技术，提高接口的安全能力、应变能力和容错能力，同时在数据实时传输中保障数据稳定可靠。

2）安全性：系统接口设计要保证系统的安全，安全性应在数据的传输、访问要充分考虑数据交互的安全。应采用一定的安全加密技术以及数据自动检验，保障数据的真实性、完整性和有效性。

3）先进性和可扩展性：接口设计采用先进、稳定和成熟的技术，保证系统结构模块化，要尽可能设计得简明，各个功能模块间的耦合度小，在接口设计时要考虑到软件未来扩展的需要。

4）易操作和可配置性：软件接口开发设计应容易操作且可配置，根据不同情况，进行必要的配置和操作。

1.3集成需求

MES系统与复烤中控系统的集成包含：工单信息、生产标准信息、工单开始、结束信息、班结束时主要称的量、关键工艺参数、工单结束时主要称的量、关键工艺参数信息等几部分。

1.4技术方法

MES系统与打叶复烤中控系统的数据交互，可以分为业务交互信息和实时自动化信息。业务交互信息是与生产业务单据记录相关的生产信息，如生产工单、标准、工单反馈等；实时自动化信息包括生产线实时的设备状态、工艺参数、质量指标等。

根据当前先进的信息集成技术，业务交互信息采用基于WebService、DIS的中间件进行信息交互；而实时自动化信息，采用OPC与底层自动化系统进行信息交互。

在业务数据上：MES采用SIMATIC IT DIS作为消息中间件，复烤中控系统系统采用COM Connector连接到SIMATIC IT DIS，传输消息采用XML方式。基于中间件的通讯，需要每个应用系统开发对应的服务程序，并发布到指定的硬件服务器（中间件服务器）中。同时，在各自系统中开发对应的接口模块，用于在指定的触发条件下，调用各自系统的中间件服务。

在实时数据上：MES系统与复烤中控系统实时数据集成技术采用OPC交互技术。MES系统通过OPC通讯方式，向复烤中控系统采集实时过程数据，实时业务数据：工单号、工单状态、批次号、牌号、产量等。实时工艺数据：设备工艺参数设定值、实时值等。实时设备状态：设备运行状态、停机分类等。

1.5方案设计

MES系统与复烤中控系统集成内容包括复烤工单申请、复烤工单下达、复烤工单撤销、复烤工单信息反馈以及生产信息反馈等功能。

1）复烤工单申请

在逻辑设计方面，MES接收复烤中控系统的工单申请，触发工单申请逻辑；复烤中控系统向MES发出工单申请信息；MES接收复烤中控系统工单申请消息；MES对工单申请XML数据流进行解析；MES触发工单下达接口。在数据结构设计方面：数据结构设置为两个字段分别为工艺段号和申请标志，通过工艺段号来区分各个工艺段，通过申请标志来判定工单的状态。

2）复烤工单下达

在逻辑设计上：MES将工单下达给复烤中控系统。MES内部解析工单申请消息或由人工在MES中进行下达工单操作，MES后台获取工单；MES对工单进行校验；MES将工单信息生成XML数据流；MES将XML数据流通过消息发送给复烤中控系统；复烤中控系统接收到工单信息数据消息；MES将工单状态改为下达状态。若MES后台获取工单时，未获取到工单，则在生成XML数据流时，工单号字段为空；校验结果字段为空；若MES对工单校验不通过时，则在生成XML数据流时，工单号字段为获取到的工单号；校验结果字段为“校验不通过”。当为校验不通过时，XML数据信息只有工单号、工艺段号、校验结果字段有数据；若MES获取到工单及校验通过时，工单号字段为获取到的工单号；校验结果字段为“通过”。

在数据结构上：复烤工单下达数据结构设计主要对象有工艺段工单（包含批次号、工单号、物流名称、计划产量、计划时间等等）、BOM信息（包含物料名称、数量、优先级等）、工艺标准（包含工艺标准版本号、参数名称、单位等等）。

3）复烤工单撤销

在逻辑设计上：MES若撤销工单时，则将撤销信息下达给复烤中控系统。MES需撤销工单时，由人工在MES中进行撤销工单下达；MES后台获取撤销工单信息；MES将撤销工单信息生成XML数据流；MES将XML数据流通过消息发送给复烤中控系统；复烤中控系统接收到撤销工单信息数据消息；MES修改工单状态为取消状态。

在数据结构设计上：工单撤销数据结构设计主要项目字段有工单号、工单状态、工艺段ID。工单号区分各个工单，工单状态用于判断工单是否撤销，工艺段ID则是标识各个工艺段。

4）复烤工单信息反馈

在逻辑设计方面：复烤中控系统在工单开始时将工单开始信息反馈给MES系统。复烤中控系统在工单开始，向MES发出工单开始信息；MES接收复烤中控系统发出的工单开始消息；MES对工单开始信息XML数据流进行解析；MES保存或更新工单信息。在数据结构设计方面：工单信息反馈字段主要有工单号、批次号、工单状态、牌号、班次号、班组号、工艺段号、生产开始时间等信息。

5）复烤生产信息反馈

在逻辑设计方面：复烤中控系统在工单结束时，将工单生产信息数据反馈给MES。复烤中控系统在工单结束时，向MES发出工单生产信息消息；MES接收复烤中控系统工单生产信息消息；MES对工单生产信息XML数据流进行解析；MES保存工单生产信息。在数据结构设计方面：生产信息反馈数据结构主要对象有生产信息和BOM信息等。

2 结束语

打叶复烤企业MES系统建设还出在一个比较落后一个阶段，很多复烤企业是先建设复烤中控系统后再考虑建设MES系统，因此复烤中控系统形成孤岛。为了实现MES系统与打叶复烤中控系统的数据上线互通，并且能够稳定安全地传输数据，保障数据的准确性，更好的更及时的反馈生产过程信息，建立MES系统与复烤中控集成成为必然之势。因此复烤企业MES系统与复烤中控系统集成方案设计研究，可以为打叶复烤企业提供一个集成方案参考。

参考文献：

[1] 李宇.基于ERP和工业监控的计算机系统集成研究 [D].重庆：重庆大学，2005.