MES中间件通信性能的分析与优化

何 伟



MES中间件通信性能的分析与优化

何 伟

江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏 江阴 214400

在实际生产过程中对中间件通信性能问题进行了分析，通过对其优化，解决了制约生产的比较突出的数据流转问题。

中间件；数据表；电文解析

引言

在工厂制造执行系统中，随着通信方式的不断升级，都采用独立中间件来实现二级与三级之间数据的收发，做到了通信接口配置简单。数据解析直观等优点也得到了现场广泛应用。例如，宝信IXCOM中间件在钢铁企业应用广泛，稳定可靠。兴澄特钢中板分厂于2011年进行MES（制造企业生产过程执行系统）系统开发并采用独立开发的XCMSCOM中间件为平台实现三级与各区域二级进行计划的下发和实绩的收集，双方通信通过调用底层SOCKET套接字使用TCP/IP协议，是一款结合现场实际及功能需求定制开发的一款中间件产品。随着公司产品结构的不断调整以及分厂产能的不断提升，数据通信不断增多，中间件出现了各式各样的问题[1]。本文主要阐述通过对中间件通信性能的优化解决实际生产中的问题。

1 问题及分析

随着分厂产能的提升和产品结构的调整，数据通信量逐年增加，中间件在不超负荷的前提下，出现了以下制约生产节奏的问题。

第一，在计划下发后处理电文时某一条电文处理不成功，导致了后续计划数据不处理的现象，从而造成了各区域二级接收计划数据丢失和不全，影响了现场物料跟踪及轧制。第二，一旦计划数据超出电文内容定义的长度，就会导致电文处理不成功的现象，造成各区域二级接收计划数据与计划不一致。

上述两个问题严重制约了现场生产。通过对中间件处理机制的分析，首先，中间件设计采用了顺序处理机制，在处理电文时会按照顺序进行处理。当某一条电文处理不成功后，程序执行将停留在此条电文上，要此条处理成功后才会处理下一条，所以导致了第一个问题的出现。其次，在合同设计中最多能出现99个合同信息及中文备注。当合同信息内容增多超出了电文定义的长度时，势必会造成第二个问题的出现。由于以上两个问题的出现，前期我们通过采用人工处理的方式来解决上述问题。虽然能解决现场生产节奏问题，但人工处理量较大，信息匹对量较复杂，一定程度上增加了维护人员的工作量，也违背了自动化生产的初衷和数据流转“不落地”的设计原则。

2 中间件处理机制优化

2.1 优化顺序处理机制

顺序处理机制在设计思路时按照记录顺序一条条处理（见图1），但没有考虑在处理过程中出现异常后的处理方式，直接导致了数据处理停滞，造成数据批量处理不成功，各二级无法接收计划数据，影响范围较广。通过对中间处理机制的分析，利用现有的程序框架再结合数据库进行优化，我们在发送数据表（XC_TEL_CODE）和接收数据表（XC_TEL_RECEIVE）中把处理不成功的记录进行字段标记（TELFLAG）（见图2），不成功标记为“1”，成功则为“0”。当某一条处理不成功后标记为“1”后，程序通过优化为实现可以继续处理下一条，以此循环直到最后一条记录，然后再判断标记为“1”的记录，数据库触发器再进行处理一遍，再不成功则由人为处理。

图1 优化前

图2 优化后

2.2 解决电文超长问题

电文长度有严格的定义，这是保证数据成功处理的基础。然而随着现场的生产要求以及多合同和中文备注的出现，导致电文长度超长。在处理机制优化后，这一现象也制约着生产，造成了一定程度的影响。电文结构定义如图3所示。

图3 电文结构定义图

针对该问题，我们采用两种方案进行优化，以处理1000条电文为前提，各项性能对比如表1所示。

表1 方案性能比较

方案一：扩大电文内容长度，出现错误的最大长度为4 058 bytes。此方法比较直观，但缺点也比较明显。经过一短时间的运行后发现由于电文量较多，每一条电文长度增加后，导致内存空间占用大，处理速度降低，通信服务器性能降低，不符合现场需求。

方案二：在数据生成电文包时判断电文内容。如果内容超过了定义的4 058 bytes，在电文头一致的情况下，就会自动生成两个电文包。生成的电文包会严格按照通信内容格式进行，避免对方解析错误。接收方根据电文头解析电文。这种方式规避了电文超长后出现的数据丢失的问题。

3 现场应用

优化中间件出现的问题后，经过一段时间的实际应用，效果符合预期。电文处理不成功以标记作为区分后，效率有了很大提高，解决了处理不成功后影响后续处理的问题。电文处理状态通过标记查看，简单方便[2]。从优化前的影响一批电文到优化后若干条（信息不准确）电文，计划下发各区域二级接收率得到了有效提升。超长电文处理优化后，在确保电文内容准确的情况下，电文解析也按照格式定义做到了无错位。通过对中间件性能的优化，中间件通信性能较之前有了很大改善，三级与二级之间的通信信息电文处理能力也满足了生产的需求。

4 结论

兴澄特钢中板分厂通过对中间件出现的问题进行分析并优化，解决了中间件存在的问题，数据流“不落地”得到了强有力的技术保证，为公司产品结构调整和分厂产能提升做到了数据通信畅通流转。

[1]严伟，潘爱民.计算机网络[M].5版.北京：清华大学出版社，2012.

[2]马晓玉，孙岩，等.Oracle 10G数据库管理应用与开发[M].北京：清华大学出版社，2007.

Analysis and Optimization of MES Middleware Communication Performance

He Wei

Jiangyin XingCheng Special Steel Co., Ltd., Jiangsu Jiangyin 214400

The paper analyzes the issues of the middleware communication performance occurred during the actual productive process and solves the prominent issues of data transfer that restricts the production through optimization.

middleware; data sheet; telegram text analysis

TP311.5

A

何伟（1979—），男，毕业于重庆大学计算机科学与技术专业，工程师，从事轧钢模型及一二三级服务器的维护工作。