第一篇：MES技术简介及应用
制造执行系统(manufacturing execution system，简称MES)是美国AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc.)在90年代初提出的，旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。MSE的定义
美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”。它为操作人员／管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。
制造执行系统协会(Manufacturing Execution System Association，MESA)对MES所下的定义：“MES能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能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。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运作过程，从而使其既能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。”
MESA在MES定义中强调了以下三点：
1)MES是对整个车间制造过程的优化，而不是单一的解决某个生产瓶颈； 2)MES必须提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理；
3)MES需要与计划层和控制层进行信息交互，通过企业的连续信息流来实现企业信息全集成。MES的现状
MES的体系结构经历了从T-IVIES向I-MES发展的历程。传统的MES(T-MES)是从20世纪70年代的零星车间级应用发展起来的。T-MES又可以分为专用MES(Point MES)和集成MES(Integrated MES)两类。专用MES是一种自成一体的应用系统，它针对某个单一的生产问题(如在制品库存过大、产品质
量得不到保证、设备利用率低等)提供有限功能(如物料管理、质量管理、设备维护、作业调度等)，或适用某种特定的生产环境(如应用于半导体和MEMS车间的MES、应用于FMS系统的MES等)。专用MES具有实施快、投入少等优点，但通用性和可集成性差。集成MES系统起初是针对特定行业(如航空、装配、半导体、食品和卫生等)特定的规范化环境而设计的，目前已拓展到整个工业领域。在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。集成化MES具有丰富的应用功能、统一的逻辑数据库、产品及过程模型等优点。但该类系统依赖特定的车间环境，柔性差，缺少通用性和广泛的集成能力，难以随业务过程变化而重新配置。
AMR在分析信息技术的发展和加陷应用前景的基础上，提出了可集成MES(Interpretable MES，I-MES)这一概念。可集成MES是将模块化、消息机制和组件技术应用到MES的系统开发中，是两类传统MES系统的结合。从表现形式上看，I-MES具有专用MES系统的特点，即I-MES中的部分功能可以作为可重用组件单独销售；同时，它又具有集成MES的特点，即能实现上下两层之间的集成。此外，I-MES还具有客户化、可重构、可扩展和互操作等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和原有系统的保护以及即插即用(P&P)等功能。目前，基于组件的I-MES是MES的主要发展方向。主流技术
由于MES处于ERP和PCS之间，既要对ERP内部系统和ERP的外部网络收发信息，又要对PCS系统传递信息。因此，MES开发与实施涉及的关键技术包括了计算机操作系统、数据库技术、MES体系结构、开发应用技术等。此外，进行MES的开发和实施还需要考虑MES系统的可配置性。根据LogicaCMG咨询公司2005年对MES软件的调查报告，国际MES产品的主流技术情况如下：
a．支持平台方面，主要有Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Unix、Linux。
b．数据库方面，MES产品支持的数据库主要有Oracle、SQL Server、DB2、Progress、Informix、Ingress、Sybase等。
c．应用技术方面，MES系统的开发主要采用DCOM、COM手，Active-X、XML，DotNET、J2EE，ODBC、OLE、OPC等技术。
d．系统架构方面，MES系统主要采用C／S、Web使能、瘦客户端、分布式结构、负荷平衡等体系结构。
e．系统可配置性方面，部分MES厂商的产品定位是使产品尽可能适合特定 的用户群，相反有些厂商则为用户提供柔性的可配置工具来迎合客户的需求，以赢得广大的市场。报告从业务逻辑、图形用户界面、报表等方面来分析MES产品的可配置性，并通过标准化(Standard)、组件(Cornponent)、库(Libraries)和客户化定制(Custom Made)4个指标来评价系统的可配置程度。图1描述了国际主流MES产品的平均可配置性。以图形用户界面的可配置性为例，IVIES产品在大于60％的程度上提供标准功能，在27％的程度上可通过组件来配置，8％由库来支持，只在4％的程度上可实现完全客户化定制。
图1 国际主流MES产品的平均可配置性 应用情况
MES在发达国家已实觋了产业化，其应用覆盖了离散与流程制造领域，并给企业带来了巨大的经济效益。MES分别在1993年和1996年以问卷方式对若干典型企业进行了两次有关MES应用情况的调查，这些典型企业覆盖了下列的7大行业：医疗产品、塑料与化合物、金属制造、电气／电子、汽车、玻璃纤维、通讯等。调查表明企业使用MES后，可有效地缩短制造周期，缩短生产提前期，减少在制品，减少或消除数据输入时间，减少或消除作业转换中的文书工作，改进产品质量／减少次品，消除损失的文书工作。国内在“十五”期间，流程工业领域MES成为技术研究的突破口，重点面向钢铁和石化2个典型流程制造行业。目前，MES已在钢铁、石化等行业得到成功应用并开发完成了若干自主产权的MES系统，如：上海宝信MES、中国石化MES(S-MES V1．0)等。根据中国电子信息产业发展研究院的1份报告，到2003年底，共有110套MES应用于国内的钢铁企业。“十五”期间还对离散制造MES进行了探索性研究，并取得初步成效(如西飞MES等)，国内市场上也出现一些针对离散制造业的MES产品，如：ICON—MES、OrBit-MES、天为MES等。“十一五”期间，随着我国制造业信息化建设的深入开展，MES有望在我国获得更广泛和深入的应用。以下为MES在国内企业的应用实例：
案例1：
应用需求：
海尔集团内各个产品事业部信息化起步较早，大部分事业部都已成功实施了国际上主流的ERP管理软件SAP。伴随企业的发展，在SAP成功的实施应用之后，如何提高企业执行能力，就成为企业急需解决的问题。
海尔集团随着信息化的不断推进，需要在前期信息化建设的基础上，实现从订单、评审、采购、配送、制造、销售、售后服务的信息整体互动，在这过程中集团的各相关部门参与工作。如商流、海外推、资金流、研发推、定单推、制造事业部等。最终的目标是建立集团的信息化统一、完整平台，实现信息流、物流、资金流的通畅。在前期物流、资金流已经改造、整合的基础上，希望通过信息化，从信息的角度实现企业管理水平的再次提升。
在集团信息化的思路与方向下，需要产品事业部和集团的SAP信息系统统一接口，从而能够监控每一批定单的生产进度，每一批定单的投入、每一批定单的产出，以及每一个产品的主关件信息、生产信息、质量信息，不但建立订单的生命周期管理，而且对于每一个产品个体实现整个生命周期的管理。同时通过信息化的手段，企业建立公开、透明、精确的人力考核平台，实现自动计酬。
各个事业部车间生产现场的直通率，节拍，履约率等衡量生产的效率的指标数据，无法第一时间获取，通过人工统计计算增加了很多人为的操作因素，而且不能及时的反映实际的生产情况。
通过制造执行系统的实施，全面对生产线的工人实现自动计酬，真正意义上做到了多劳多得的工资计算要求，从而充分调动了员工的生产积极性。
解决之道：
满足以上需求要选择适应家电行业特点的、性能卓越的产品。海尔集团做了多方考证，在对当时市场上主要产品作了评估之后，决定选择比邻软件R2E——资源执行效率系统。
●生产计划管理：对于SAP下达的生产计划，对生产现场进行计划排产及作业调度。
●质量管理：订单质量跟踪、质量数据分析利用、检验数据管理、在制品维修管理、售后质量反馈。
●电子跟单管理：定单的生产信息数据共享，一票到底。●生产管理：作业计划管理、订单执行监控、生产数据统计。
● 产品数据管理：产品档案管理，可对采集到的产品数据进行综合管理和查询，包括装配档案、检验档案、维修档案等。
●系统接口：ERP系统接口。与ERP系统建立接口，导入物料BOM、生产订单、等相关数据；回馈ERP产品下线完工数据。
●自动计酬平台：通过自动计酬平台收集各类工资因素，进行汇总统计，实现工人、管理人员的自动计酬。
在实施过程中也遇到了一些问题，主要是R2E系统与SAP系统集成，如何做到两系统实时同步，如何确保两系统之间数据准确等等。在项目整个实施过程中，海尔集团领导亲自下一线指导工作，协助SAP系统数据较对，确保了项目的顺利进展。
系统特点：
1．开放式平台。R2E采用先进的面向对象设计模式高效封装业务逻辑，您可以基于R2E开放平台快速定制企业特殊应用需求。
2．系统集成。R2E采用符合工业标准的XML消息和协议能够非常方便地与现有的ERP系统集成。R2E也可以通过企业应用集成解决方案(EAI)实现企业所有信息系统的集成。R2E与SAP、ORACLE、SSA BPCS等领先的ERP系统实现可靠集成。
3．自动识别技术。R2E支持多种码制条形码标签，提供灵活编码规则自定义功能，快速准确采集数据。R2E可以和主流的条码打印设备(Zebra，Datamax等)直接集成，灵活高效打印条码标签。
4．高性能数据采集。R2E采用支持无线实时采集、批量采集等各种采集方
式的终端采集设备，方便、快捷的完成数据收集；或者采用符合工业标准的485通信协议组建的现场数据采集网络，实时控制采集终端。帮助您减少现场设备投资和设备维护成本。
应用效益：
■通过严格的系统管理和业务流程的优化，规范了业务操作流程，使集团规范化发展。
■人力资源价值的优化，系统的运转不再依靠手工统计汇总，方便快捷、准确及时，为管理、经营决策提供了动态、实时的信息支持。
■系统的实施可以大大加强企业的集中管理，为企业整体资源的优化提供了可能，提高企业的核心竞争力。
■系统的实现可以使企业的管理组织向扁平化发展。
■系统与管理的结合可以实现管理的规范和业务标准，可以协助企业进行业务拓展，实现分支机构快速复制。
■系统的实施可以大大降低定单损失。
■系统的实施可以优化生产制造流程，提高生产效率。
■系统的实施建立产品档案的跟踪，可以大大提升企业的质量水平。目前存在的问题
近年来我国ⅧS的研究和产业都有了一定的发展，但总体来说，与西方发达国家相比，我国无论是在MES技术深度与应用广度上都存在较大差距，主要体现在以下几个方面：
a．MES体系还不完整。基本功能不完善，缺乏过程管理与优化等面向典型行业的核心模块。针对离散制造业尚无完整、系统的MES解决方案和成熟的软件产品。
b．缺乏MES技术标准。MES的设计、开发、实施、维护缺乏技术标准，影响了MES产品的技术性能，加大了系统开发和应用的成本，与国外同类MES产品竞争没有优势。
c．集成性还没有完全解决。由于缺乏统一的工厂数据模型，MES各功能子系统之间以及MES与企业其他相关信息系统之间缺乏必要的集成，导致MES作为企业制造协同的引擎功能远未得到充分发挥。
d．通用性和可配置性较差。现有系统通常针对特定需求，很难应对企业业务流程的变更或重组。由于缺乏基于工厂数据模型的数据集成技术，系统的可配
置性、可重构性、可扩展性较差，严重制约MES系统的推广应用。
e．实时性不强。MES作为面向制造车间的实时信息系统，实时性是实现MES功能的基础。现有系统缺乏准确、及时、完整的数据采集与信息反馈机制，在底层数据的实时采集、多源信息融合、复杂信息处理及快速决策等方面非常薄弱。
f．智能化程度不高。MES中所涉及的信息及决策过程非常复杂，由于缺乏智能机制，现有MES大多只提供了一个替代经验管理方式的系统平台，通常需要大量的人工干预，难以保证生产过程的高效和优化。MES技术的发展趋势及展望
MES系统正朝着下一代MES(Next-Generation IVIES)的方向发展。下一代MES的主要特点是：建立在ISA95标准上、易于配置、易于变更、易于使用、无客户化代码、良好的可集成性以及提供门户(Portal)功能等等，其主要目标是以MES为引擎实现全球范围内的生产协同。目前，国际上MES技术的主要发展趋势体现在以下几个方面：
1．MES新型体系结构的发展； 2．更强的集成化功； 3．更强的实时性和智能； 4．支持网络化协同制； 5．MES标准化(ISA-95)。
MES软件弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的间隙，为企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业降低成本，按期交货，提高产品及服务质量，使企业能在全球化的竞争中立于不败之地。鉴于MES的重要性，我国将其列为“十一五”期间信息化方面重点发展的方向之一，将集中国内MES及相关领域的优势力量，力争在MES核心关键技术上取得突破，提高MES研发水平及其在重大行业中的应用能力，解决长期制约我国制造业信息化发展的瓶颈问题。具体发展思路如下：
a．综合利用成熟理论和技术，形成可适应、可重构、可集成的MES框架体系，为提高MES软件系统的跨行业通用性、适应性和协同能力提供支持。
b．基于已有的研究基础与成果，在制造系统性能分析和优化、制造过程监控与管理、智能化生产计划调度以及信息和过程可视化等MES关键技术上取得突破，开发出符合我国离散制造业和流程工业特点及需求的MES软件系统、相关工具和构件库。
c．围绕MES在航空航天、汽车、机车、石化、冶金等典型行业中的应用特点，形成适合其行业特点的典型MES应用模式，并提出相应的解决方案和技术标准。通过MES在上述行业的应用，最终形成支撑整个离散和流程制造业的MES技术体系、方法和系统，为未来MES系统的大规模推广奠定基础。
第二篇：MES技术报告
项目技术报告
项目技术报告
技术支持...........................................................................................................................................................3 4.5 MES上位系统技术支持...............................................3
4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 MES上位系统采用的开发工具和数据库......................................................................3 MES上位系统的设计主线.................................................................................................4 MES上位系统的统计分析方法........................................................................................5
MES下位系统技术支持...............................................6
4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 MES下位系统数采系统硬件部分...................................................................................6 MES下位系统数采系统软件部分...................................................................................6 MES下位系统管理系统硬件部分...................................................................................9 MES下位系统管理系统软件部分.................................................................................13
技术总结.........................................................................................................................................................19 4.7 稳定、可靠完整的数据采集..........................................19
4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.8 软件系统的保证...............................................................................................................19 硬件系统的保证...............................................................................................................19 效果分析.............................................................................................................................20
全面的批次跟踪和产品追溯..........................................20
4.8.1 4.8.2 4.8.3 4.9 批次跟踪.............................................................................................................................20 产品追溯.............................................................................................................................21 效果分析.............................................................................................................................21
先进的统计分析方法...............................................22
4.9.1 4.9.2 SPC的引入.........................................................................................................................22 效果分析.............................................................................................................................23
4.10 高度的系统集成...................................................23 4.10.1 4.10.2 基于Wonderware软件平台的MES系统.....................................................................24 效果分析.............................................................................................................................24
4.11 模块化的开放系统.................................................25 4.11.1 模块化的设计和开发......................................................................................................25
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4.11.2 4.11.3 4.11.4 开放的系统结构...............................................................................................................25 统一的系统接口...............................................................................................................26 效果分析.............................................................................................................................26
4.12 多模式异构的信息发布平台..........................................26 4.12.1 4.12.2 4.12.3 4.12.4 4.12.5 现场数采和监控系统......................................................................................................27 管理客户端........................................................................................................................27 远程监视客户端...............................................................................................................27 门户网站信息发布...........................................................................................................28 效果分析.............................................................................................................................28
项目技术报告
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技术支持
昆明卷烟厂MES系统由上位系统和下位系统组成。上位系统划分为四个功能模块：生产计划管理模块、质量管理模块、设备管理模块、成本核算管理模块；下位系统主要由车间管理系统软件和制丝工段、卷包工段数据采集系统两个部分组成。
4.5 MES上位系统技术支持
4.5.1 MES上位系统采用的开发工具和数据库
4.5.1.1 开发工具PowerBuilder Enterprise 8.0.2
在上位系统，我们采用了当时最快捷、最方便的开发工具之一Sybase 公司的 PowerBuilder Enterprise 8.0.2版。
PowerBuilde 8.0具有卓越的应用开发效率，主要表现在：PowerBuilder通过提供大量新的功能和特征继续拓展其快速应用开发和无比卓越的生产率传统，显著地加快了应用开发的周期。
PowerBuilder 8.0是易于使用的、可伸缩的、并经实践证明的快速集成开发环境，它在给用户提供一条转移到下一代平台的途径的同时，使用户仍能够保护和扩展它现有的在技术和应用上的投资。多年来，PowerBuilder用于客户机/服务器应用开发的快捷性、简便性以及先进性一直深受用户赞赏。这是我们选择PowerBuilder 8.0作为上位系统开发工具的主要原因。
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4.5.1.2 数据库Oracle 9i 上位系统我们采用的数据库是Oracle 9i。Oracle 9i数据库是Oracle公司推出的最新一代数据库，与Oracle 8i相比增加了上百种新特性，其中最突出的是经济性、高可伸缩性和高可用性以及完善的功能。
Oracle 9i采用了Real Application Clusters技术，为用户提供了无限的可伸缩性和总体可用性，用户可以把运行Oracle 9i的多个硬件平台组成集群系统，扩充系统的处理能力和性能。除此之外，Oracle 9i在安全性、可靠性等方面也有不俗的表现。Oracle 9i数据库灵活的扩展性使它能适应各种规模企业的需求。
Oracle 9i给用户带来的最大的好处是：用户可以利用Unix工作站、PC服务器等中低端硬件平台，获得原来只有在大型机上才能享用的高可伸缩性和高可用性，在提高性能的同时降低了成本，而且，当用户的业务不断扩展时，原来的投资会继续得到保护。
考虑到系统数据的大量性、交互性、安全性和管理的方便性，以及系统的兼容性和扩展性，我们选择了Oracle 9i作为数据库平台。
4.5.2 MES上位系统的设计主线
在上位系统我们以生产批次为核心线索，将生产计划管理、质量管理、设备管理和成本管理等业务功能模块“串连”在一起。
“生产批次”是该系统中一个核心的概念。我们希望通过生产批次概念的引入实现两个功能：
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4.5.2.1 实现产品的跟踪
从原料投入到产品下线是一个完整的受控的生产流程，生产批次贯穿整个生产过程的始终。在这个流程中，每一个时点发生了什么，在制品处于什么状态，当时的生产现场是怎样的，我们通过批次实现连续的跟踪记录。
4.5.2.2 实现质量问题的追溯
万一发生质量问题，我们要能找到发生问题的原因，以便弄清是原（辅）料问题、设备问题、环境因素、工艺标准问题，还是人员不当操作造成的。在找出问题的基础上，进一步查明原因，采取对策，通过提高、改善工作质量来控制生产质量，通过控制生产质量来最终保证产品质量。通过“生产批次”与计划实施、质量监测、设备状态的实时关联，能真实再现生产“当时”的情况，从而实现质量追溯。
4.5.3 MES上位系统的统计分析方法
在系统中，在数据采集基础上，借鉴SPC分析方法，运用数理统计理论，实现对数据的综合分析和分类统计及变动趋势分析。通过分析，预警超指标数据，反映能力指数和受控状态，做出趋势判断，从而力图为质量问题找出影响质量的关键因素，达到改进生产、提高质量的目的。
在系统中实现的统计方法有工序能力指数、描述统计量分析、散布图分析、直方图分析、趋势图分析和巴雷托图分析等。通过科学的统计方法，实现全过程监控、全系统参与，进而更好地理解和实施质量体系。
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4.6 MES下位系统技术支持
4.6.1 MES下位系统数采系统硬件部分
考虑到硬件兼容性和系统的通用性，制丝和卷包工段所有数据采集工作站采用DELL台式计算机。现场站配置为P4 2.0G以上CPU, 256M内存，40G硬盘。对于安装于现场的工作站采用防护等级达到IP65的操作柜安装。通过实际使用证明硬件配置充分满足数据采集的功能和稳定性要求。
卷包现场站配置专用通讯板卡实现与包装机组的数据通讯，通过TCP/IP通讯协议实现与卷接机组的数据通讯。现场站直接接入车间局域网和MES系统中央数据库实现通讯进行采集数据的实时存储和生产管理信息的接收。
数据采集服务器和MES下位系统的中央数据库服务器公用一个服务器，由于采用了硬件模块级冗余的美国Stratus服务器，数据采集数据库的稳定性和可靠性得到了有效的保证。相关的服务器说明参见管理系统服务器硬件说明。
4.6.2 MES下位系统数采系统软件部分
4.6.2.1 数采工作站软件
由于运行于现场的工作站需要长时间不间断运行，保证现场生产过程数据的连续稳定存储，数据采集工作站全部采用美国Wonderware公司的监控软件InTouch 8.0简体中文版。InTouch通过与制丝线生产线和卷包机组控制系统的数据通讯实现数据采集的同时，还以直观的监控界面实现对生产线的监控功能，为生产操作人员提供更加完整和详细的生产过程信息。此外通过InTouch的数据库访问功能，现场站能够灵活的实现人工信息录入（质检信息、设备维修信息等）和生产管理信息查询功能，从而重新定义了现场站的功能范畴。
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4.6.2.2 数采服务器软件
为了实现制丝和卷包工段大量的生产过程数据的实时稳定的数据采集，数采数据库采用美国Wonderware公司的IndustrialSQL Server™工业实时数据库。
IndustrialSQL Server™ 是世界上最流行的生产历史记录数据库，能以最低的拥有成本换取最高的性能。它提供了一个公共的生产信息访问点、生产应用程序开发平台、接入商业系统的接口。下图为IndustrialSQL Server™系统结构图。
IndustrialSQL Server™具有如下特点： 高性能的服务器
IndustrialSQL Server 实时获取准确、细致的生产数据，并提供无缝融合非实时、手工或离线数据的功能。IndustrialSQL Server 获取生产数据的速度
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要比关系型数据库快几百倍，存储空间也只占传统数据库的一小部分。所有生产数据与事件、摘要、生产与配置信息一起可以完全集成到工厂数据中。
易于使用
IndustrialSQL Server提供的是一种免管理的立即可用的数据库环境。只要指向现有 InTouch 配置文件，在几分钟之内，就可以配置好整个系统。这种与 InTouch 的紧密集成确保了数据库的完整性，并且标记也只需定义一次。
易于管理
IndustrialSQL Server 的管理与配置工具采用“Microsoft 管理控制台”技术，支持鼠标点选、拖放等操作，提高管理方面的便利性。通过提供一个单独的控制台，可进行多个 InSQL Server 及 Windows 操作系统与 SQL Server Enterprise Management 的管理。用户可以从很多客户端监视整个系统的健康状况与工作性能。
灵活的开放式访问
基于 Windows® 2000™ Server 的多层体系结构提供了一套可伸缩的解决方案，使得IndustrialSQL Server既适合于部署了几百个标记的单个生产线或机组的数据采集，也适合于成千上万个标记的大型项目。
扩展性
IndustrialSQL Server能够根据用户选择的应用程序开发环境开发定制的客户端应用程序。公开的数据模型和标准的 SQL 或 OLE DB 应用编程接口提供了一个主流标准开发环境。IndustrialSQL Server 的数据库可以使用附加的表格、存储过程及视图轻松加以扩展，来满足特定的信息需求。
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4.6.3 MES下位系统管理系统硬件部分
4.6.3.1 管理系统网络硬件
整个管理系统的网络结构基于昆明卷烟厂的千兆交换以太网为主干并结合虚拟局域网（Virtual LAN）技术的网络解决方案，使得网络系统既有高速主干、高性能交换结构同时又具有良好的可管理性和安全性。具体硬件配置如下：
中心交换机
采用CISCO公司的Catalyst 6509交换机，交换背板带宽达到32Gbps，提供1000BASE-SX/LX，10/100BASE-TX和1000BASE-FX等端口。支持SNMP、RMON管理、支持802.1Q，802.1P，802.3x协议标准。支持IEEE802.3u，IEEE802.3z等协议。中心交换机通过1000M接口和生产部局域网络相连，保证了生产部生产管理信息上传和生产指令信息下达的高速稳定执行。
生产部二级交换机
生产部交换机采用Cisco公司的Catalyst 3550交换机，通过光纤与厂级网络实现1000M的高速连接。通过厂级VLAN配置，生产部具有独立的网段，并组建了灵活的单一IP地址管理网络，保证了管理系统网络的安全可靠性。管理系统的所有客户端和现场数据采集工作站直接接入二级交换机，保证了客户端和现场站之间具备100M通讯速率，同时也与厂级网络有效的进行的安全隔离。
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4.6.3.2 管理系统客户端硬件
4.6.3.3 考虑到硬件兼容性和系统的通用性，管理系统所有客户端采用DELL台式计算机。配置为P4 2.0G以上CPU, 256M内存，40G硬盘。
管理系统客户端直接接入车间局域网和MES系统中央数据库实现通讯，由于采用统一的管理客户端软件，所有客户端的硬件和软件系统配置完全一致，可以统一备份和维护。
4.6.3.4 管理系统服务器硬件
管理系统配置了两台服务器，一台中央数据库服务器，安装所有管理系统服务器端软件和管理系统中央数据库SQL Server 2000，同时中央数据库服务器也用来实现所有生产过程数据的采集和保存。另一台服务器为Web服务器通过厂级局域网网站发布生产过程监控信息和生产管理统计分析信息。
中央数据库服务器：中央数据库采用美国Stratus公司的FtServer 5240服务器，由于数据库服务器在MES系统中的重要性，对于数据库服务器的配置严格的要求，而该型服务器具备的如下优点保证的整个系统的安全性和稳定性：
高可靠性
Stratus提供业界可靠性最高的99.999%的可用性的计算机系统。与其它计算机厂商提供的可靠性仅达99.95%的计算机系统相比，可将每年4~5小时的停机时间缩短到5分钟。极大地减少了因停机而造成的损失和所承担的风险。这一可靠性的保证充分满足了MES系统中采用的Wonderware工业实时数据库对于大量数据的不间断实时采集和处理的要求
连续可用性
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Stratus其独特的硬件冗余体系结构保证了应用系统不会因硬件故障而受到影响，仍能保持连续不间断地正确运行。下图为ftServer接头示意图。
兼容性
Stratus ftServer容错服务器系统采用Intel Xeon处理器，支持Windows 2000 Advanced Server操作系统。并提供Stratus ftServer系统与标准Windows环境的二进制兼容，使得为Windows 2000编写的应用软件不必进行修改即可运行在Stratus ftServer硬件平台上。
简易性
Stratus容错技术建立在硬件级的冗余技术之上，其容错处理的实现对应用是透明的。其简易性主要体现在：
系统安装
Stratus容错计算机的安装与单机安装一样简单。减少双机间的交叉连接及配置。
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网络连接
减少网络连接中重复、交叉连接与配置，从而减少不稳定、不可靠点。系统软件维护
在Stratus系统上，仅需标准的Windows 2000 Advanced Server环境下的维护技术即可完成容错系统的维护。不必为故障恢复而编写繁琐的故障恢复脚本程序和网络恢复配置。
系统维护
Stratus系统硬件部件均采用热拔插技术。简单将失效部件拔出，更换新部件即可完成系统维修工作。Stratus 远程在线诊断技术提供24x7的远程维护支持。
数据完整、一致性
Stratus容错技术体系结构保证系统在运行中，系统中进行传输和处理的数据的完整和一致。能够保证内存数据的完整性。特别，当系统某一关键部件出现故障时，它能避免双机造成的内存数据丢失而使交易丢失。Stratus能够保护任何时刻的内存数据的完整性，这是容错计算机系统与其它计算机系统的最大区别，亦是应用系统可以获得的最大的利益。
Web服务器：考虑到WEB网站对于服务器的性能要求，同时今后WEB服务器可通过加入其它生产部的网站发布信息进行扩充，本系统中，WEB服务器选用COMPAQ公司的Proliant ML 530 服务器，该品牌服务器在昆明卷烟厂已经有不少的应用，并因其良好的性能和品质得到好评。
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4.6.4 MES下位系统管理系统软件部分
管理系统的软件平台采用美国Wonderware公司的FactorySuite 套装工业软件和InTrack生产管理软件。下图为管理系统中的软件架构：
通过在这些成熟软件平台的基础上进行了适合于烟草企业的行业化开发，使整个ME系统更加符合烟草生产的管理流程和业务流程，并分为：生产管理、设备管理、质量管理、产品追溯和用户管理共五大模块又细分为十八个子模块
4.6.4.1 MES下位系统体系结构
MES下位系统（生产二部）的总体系统结构如下图：
项目技术报告
在系统中MES数据仓库基于生产部基本生产管理信息，从数据采集系统的工业实时数据库中获取实时的基于时间的生产过程信息，并结合的各管理各客户端获得的生产管理信息，进行统一存储和统计分析，实现各项管理功能。系统规划的合理性、运行的可靠性和功能的完整性都由Wonderware 软件平台得到了有效的保证。Wonderware的FactorySuite套件软件和InTrack分为服务器端和客户端被整合在一个MES系统中，运行在系统后台完成各项管理功能。
4.6.4.2 服务器端
管理系统服务器端软件包含了Wonderware的如下软件：InTrack Server、QI Analyst Controller、ActiveFactory和SuiteVoyager。 生产/产品质量服务器软件平台QI Analyst Wonderware QI Analyst 使MES系统引入了国际通用的质量分析方法——SPC（Statistic Process Control），能够提供标准的质量分析统计控制图帮助用户进行质量统计和分析。QI Analyst的应用不需要进行代码开发，并允许用
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户对SPC控制图和数据源进行灵活的配置。QI Analyst和用户传统的质量统计分析方式相结合能够有效的提高企业质量管理的水平。 MES系统建模和资源跟踪平台InTrack Wonderware InTrackTM作为新一代的生产制造系统（MES）建模和资源跟踪系统平台，提供了基于Windows 2000的、可扩展和经济的方式来监视、管理、跟踪生产的整个流程。通过InTrack系统可以根据烟草行业的业务流程建立完整和合理的生产模型，以合理的数据库构架保证系统运行的高效和稳定。通过客户/服务器应用程序的封装，InTrack具有相当的灵活性，并可以OLE组件的方式在MES系统的客户端工作站运行。
实时WEB门户服务器端软件平台SuiteVoyager SuiteVoyager 2.0 是由Wonderware提供的工厂信息门户。利用SuiteVoyager 2.0，可以通过国际互联网或者企业内部网使用标准的Microsfot IE来收集和发布生产二部的生产数据和管理信息，可以让远程用户安全地访问、分析和显示车间生产信息。利用SuiteVoyager可以在厂级局域网发布如下内容：
生产监控界面：
直接将各现场站的监控界面发布到SuiteVoyager的网站上并能够实现生产线的实时监控；
过程趋势：
通过SuiteVoyager内置的图形功能可以和InSQL结合发布生产现场过程数据的实时趋势；
生产报表：
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发布生产部的各种生产报表和统计查询结构，并允许进行灵活的查询和分类；
外部链接：
允许自定义网页如ASP、HTML和XML并灵活的集成到SuiteVoyager中。 IndustrialSQL Server 的高性能客户端工具ActiveFactory™ 8.5 ActiveFactory 8.5 是一整套客户端应用程序，可以从 Wonderware IndustrialSQL Server™ 储存的数据中最大限度地发掘价值。通过使用 ActiveFactory，只要用鼠标指指点点对话框，企业中各个级别的人员便能轻松访问工厂和生产过程数据。
本套装软件可以在网络、企业内部网或 Internet 上部署各种信息。通过使用企业的信息高速公路，ActiveFactory 可以提供基于时间的趋势数据分析，使用 Microsoft® Excel 方便地进行数据分析，使用 Microsoft Word 制作全面的数据报告，特别是，它还可以用于访问工厂车间历史信息与实时信息。
4.6.4.2.1 客户端
位于生产二部各个相关的管理部门的工作站作为MES系统的客户端，主要运行基于C/S结构和COM组件技术开发的MES客户端软件，在MES客户端软件中，通过封装Wonderware FactorySuite 的客户端组件，部门工作站具有稳定和强大的功能。不仅管理系统客户端而且数据采集客户端都基于专门为MES系统设计的COM组件和中央数据库实现链接。
管理系统客户端分为两个组成部分： COM组件：
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采用COM组件技术开发的运行于客户端的后台处理程序，实现客户端程序和服务器连接的中间事务的处理。该组件对管理系统主要的事务处理和用户查询以类的方式进行统一封装后，先对客户端提交的数据库操作请求进行处理再发送到数据库，减小了数据库数据处理量和网络数据传输量，降低了客户端开发难度，起到了中间层的作用。 管理客户端软件：
采用VB6.0开发，采用模块化和面向对象的开发模式，保证系统结构的灵活和人机界面的友好。所有客户端采用基于Wonderware软件体系的统一的用户认证体系。在不同客户端上通过用户权限认证，用户可以在相同的客户端软件上操作不同的系统管理功能。
4.6.4.3 MES下位系统特点
MES下位系统（生产二部）在努力实现符合烟草行业生产管理特点的生产管理系统，提高车间生产管理水平，改变传统的生产管理模式的基础上，具备了如下特点： 高稳定性
在整个系统的设计阶段就对系统的稳定性进行了充分的考虑。通过采用IndustrialSQL Server工业实时数据库保证生产过程数据连续的不丢失的低占用的采集；通过采用InTrack，合理完善的建立烟草行业生产模型，保证系统功能稳定运行；通过Stratus高可靠性数据库服务器，从硬件上保证了系统的可靠和稳定，有效的减少了硬件的安装和维护难度。 高可用性
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系统借助于COM组件技术和Wonderware完善的用户管理机制，大大提高了管理系统的可用性，所有客户端保持统一的系统配置，并可以快速更换和恢复，保证系统的不间断运行。 高扩展性
系统模块化设计，使得新功能新模块能够快速的开发和部署，让系统具有良好的扩展性。同时通过开放的数据接口和SQL Server的扩展性，系统能够灵活的与厂级MIS系统进行连接，并能够根据厂级MIS系统的需求进行完善和扩展。 高集成性
管理系统将Wonderware的FactorySuite工厂套件软件和InTrack系统整合为一个完整的MES系统，在为用户提供统一的人机界面的同时，也提供了强大而灵活的管理功能，基于Wonderware软件的集成性，管理系统还集成了其他的管理和办公软件，如Word和Excel，提高了系统的可用性。 高维护性
由于系统的硬件和软件均采用国际上主流产品，Wonderware多年的软件应用履历和标准的安装维护保证了软件系统的高维护性；Stratus服务器的硬件冗余使得系统中的所有服务器软件只需安装一次，且无需对磁盘阵列或Cluster等复杂硬件进行维护，也大大提高了系统的可维护性。
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技术总结
昆明卷烟厂MES项目从需求分析到系统设计和系统开发都充分考虑烟草行业的业务流程和管理模式。针对烟草行业流程式和离散式相结合的特殊生产模式和现有的生产管理方式，整个系统在设计上进行了大胆的革新和尝试，并根据用户的具体需求进行了多次的调整和完善，在体现烟草行业管理特色的同时又能有效提高生产管理的水平。
整个系统在实施过程中积累了大量烟草行业实施MES系统的经验。多个关键技术的使用令本系统在国内同行业中处于领先位置并具有多种特色和亮点，现总结如下。
4.7 稳定、可靠完整的数据采集
对于生产部多个生产控制系统成千上万点生产过程数据的采集，需要实时采集并在相当长的时间段内进行保存。为了保证这些数据能够有效并可靠的得到存储，系统从软件和硬件两个方面进行了详细的考虑。
4.7.1 软件系统的保证
系统中没有采用普通的商用数据库而是采用了国际上先进的工业实时过程数据库实现数据的存储，通过工业实施数据库特有的数据存储和压缩机制保证了所有数据不间断、不丢失、低空间占用的存储。本系统采用美国Wonderware公司的IndustrialSQL Server工业实时数据库，并具备了高性能、易于使用、易于管理、灵活的开放式访问、扩展性。
4.7.2 硬件系统的保证
整个系统的中央数据库采用硬件冗余的服务器，保证的整个系统的安全性和稳定性，并使数据采集系统具有高可靠性、连续可用性、兼容性、简易性、数据完整和一致性等优点。
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4.7.3 效果分析
通过数据采集系统真正将整个生产车间的实时生产数据有效的不间断的完整的保存起来，作为车间生产管理和统计分析的数据基础，这些数据保证了车间管理层甚至厂级MIS系统能够及时、真实、有效的了解车间生产情况和存在的运行问题。这样车间生产控制系统就成为了厂级信息化管理系统的有机组成部分，结束了车间底层自动控制系统虽然实现了生产高度自动化，却一直成为企业生产管理的信息孤岛的尴尬局面。
4.8 全面的批次跟踪和产品追溯
在系统的规划和实施过程中，完整地提出并贯彻了批次跟踪的概念。对卷烟生产的整个流程以一个统一的标识进行识别，并在各个生产环节根据这个标识实现对产品生产的各方面信息的全面跟踪。这就将MES系统的数据采集信息和生产管理系统有效的贯穿起来，并实现了对产品生产过程的全面查询和统计分析。
4.8.1 批次跟踪
批次跟踪不仅仅是在单个工序或部分生产线进行，而是贯穿了产品在生产线生产的整个流程。由于烟草行业生产流程的特点，产品的生产过程在制丝线是连续的，而在卷包工段又是离散的，所以传统的批次跟踪模式已经不适用于烟草行业。在系统中，对于批次跟踪的实现作了大量的研究和测试，终于使批次的跟踪覆盖了卷烟生产的各个环节。从原料申请到原料投料，从叶片线和丝处理线的整个生产流程到储柜的进柜、出柜和存储，从风力送丝到卷接包的生产，都以批次为唯一的标识来实现数据采集和生产过程的跟踪。
批次跟踪采集的不仅仅是产量、牌号和时间，还包含了批次生产过程中相关的工艺参数、质量检测、设备状态和报警、物料损耗以及其他相关事件等信息。
批次跟踪概念在烟草生产管理中的引入，在一定程度上改变了车间生产管理的模式，更加有效地将各种生产管理信息整合在一起，成为MES系统的一个重要组成部分。
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4.8.2 产品追溯
批次跟踪功能的实现保证了管理系统数据库中保存了产品生产的完整信息，为实现产品追溯打下了坚实的基础。系统根据用户选定的时间段查询生产的品牌，根据品牌查询所有相关批次，以批次号为索引并以批次的开始和结束时间为时间段实现产品在各个方面的追溯功能。产品追溯实现的主要目标是通过产品生产信息全方位的比较来发现不同批次的产品间存在质量差异的潜在的根本原因，帮助企业采取有效措施完善生产工艺，提高产品质量，另外，通过对产品整个生产流程的追溯也能够在很大程度上帮助企业追查质量事故的真正原因，及时采取正确的措施，减少事故发生的概率。
4.8.3 效果分析
批次跟踪和产品追溯：通过进行生产批次的跟踪和产品追溯，在很大程度上改变了车间传统生产管理的观念，主要体现在如下几个方面：
生产管理信息得到了有效的整合：批次的概念的引入，使得和产品生产过程相关的生产信息、质量信息、人员信息都能够以批次信息为关键字进行查询和检索。这样大量纷繁复杂的生产管理系统借助于批次的概念有效的整合在一起，大大提高了生产管理者对生产信息进行统计分析和查询的效率；
生产跟踪的概念发生了变化：通过引入全新的批次跟踪和产品追溯的概念，生产跟踪从原有的对产品生产过程中的部分生产工序进行孤立、片面地管理转变为对产品整个生产流程的全面跟踪和监控，而这样的生产管理模式能够帮助生产管理者更加全面的了解生产情况，分析生产事故，同时全面的生产跟踪也是企业实施全面质量管理的基础；
生产过程的回溯成为可能：在原有的生产管理流程中，由于管理模式和信息采集的局限性，要想回溯任何一批产品生产过程中所采用的原辅料、使用的生产线和生产设备、关键的工艺指标和相关的参数设定是非常困难的，项目技术报告
而MES系统中提供的产品追溯功能，能够有效的帮助生产管理者详细的回溯产品生产的每个环节，发现产品畅销或产品质量问题的最根本原因。实现生产过程的回溯加快的提高产品质量和改进生产流程的进程。
4.9 先进的统计分析方法
4.9.1 SPC的引入
长久以来烟草行业一直采用传统的质量统计分析方式进行质量检测，质量检测水平的提高往往体现先检测仪器、手段和检测方式的改进方面。但是对于检测结果的统计分析方式仍然采用上下限控制和标准的数理统计方式。本系统在对烟草行业的质量统计分析方式进行充分研究和考察的基础上，借助于专门的质量统计工具，引入了SPC（统计过程控制）概念。
统计过程控制（SPC）是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态；当过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品的生产过程保持稳定并达到最大生产能力。
系统利用专业的SPC统计分析工具，提供多种分析控制图表对现有质量检测数据进行分析统计。SPC的分析方法不仅适用于人工采样的质检数据，而且应用于对数据采集系统中采集的生产过程工艺数据的统计分析；不仅适用于生产部采集的质检数据，而且应用于对厂级质检科和三级站的质检结果的统计分析；不仅适用于对质量管理方面信息的分析，而且应用于和设备相关的故障信息、维修信息的统计分析。所以SPC的统计方法在MES系统中的各个方面都得到了应用。
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4.9.2 效果分析
借助对SPC控制图表的分析，用户可以发现隐藏在看似正常的生产过程中潜在的质量问题和事故隐患，并对故障点进行标注和进一步分析。对于关键的故障点，可以直接发送报警到现场数据采集站点提示操作人员对生产过程进行及时调整。
通过在系统中实现SPC分析方法，将质量管理和设备管理的事故后分析处理的传统模式转变为提前预测、提前预防、防患于未然的更高的管理水平。具体体现在一下几个方面：
统计分析模式的转变：通过SPC的全面使用，生产管理人员能够通过更加先进的方式、更加深入的了解产品质量和设备管理更加全面的信息，在原有的传统的统计分析模式的基础上有了质的飞跃；
统计分析观念的转变：从原有的上下限判断和简单历史趋势图分析，到采用SPC控制图对生产过程的变化趋势和潜在影响因素进行分析，直接导致了生产管理人员统计分析观念的转变，只有观念的转变，才能根本改变质量管理和设备管理的统计分析模式，最终提高生产质量管理水平；
统计分析效果的转变：通过SPC，生产管理统计分析从事后分析处理实现了提前预测、提前预防、防患于未然的转变。充分利用系统能够获得的产品质量信息和设备管理信息，MES系统能够为生产管理人员提供更加详细和全面的统计分析结果，在提高生产管理水平方面起到了良好的效果。
当然SPC统计分析方法的全面推行并真正发挥作用需要用户逐渐熟悉和认识的过程，在系统的进一步推行和完善过程中，SPC功能将得到完善和加强。
4.10 高度的系统集成
烟草行业的MES系统由于行业本身的生产特点和生产管理模式而具有特殊的一面。由于没有现成的经验可以参考，目前烟草行业的MES系统并没有统一的模式。本系统没有完全借助于某个软件平台进行开发，也没有完全按照商业软件
项目技术报告 的开发模式，仅仅借助于商用数据库和高级编程语言进行独立开发，而是对工业领域的生产管理套件软件进行了高度集成和二次开发，整合成为一个符合行业特点并且功能完整的MES系统。
4.10.1 基于Wonderware软件平台的MES系统
本系统中集成了美国Wonderware公司的多种软件产品，包括： 工业实时数据库IndustrialSQL Server； 现场监控软件InTouch； 生产管理软件InTrack； 质量分析工具QI Analyst；
工业数据库统计查询工具ActiveFactory； 网站发布工具SuiteVoyager。
但是系统并没有简单的将这些软件拼凑在一起，而是根据用户的具体需求和生产管理的特点利用Wonderware系列工业软件为用户进行定制开发，整个系统既基于Wonderware的成熟的软件平台从而保证系统的稳定性和可靠性，又通过大量创新的尝试突破了原有软件平台的一些局限。
系统的配置、运行和操作为用户提供了统一的人机界面，所有必要的用户设定和软件平台的配置工作都被集成在管理系统客户端中，而无需打开某个后台软件单独进行设定。对于用户来说不必担心系统后台运行了什么样的软件，有什么样的配置，做了什么样的集成，而可以更加关注系统的功能实现。
4.10.2 效果分析
借助于国际领先的生产管理软件平台和成功MES系统开发经验，有效地降低了系统开发难度和工作量，缩短了系统开发周期，提高了系统运行的稳定性，依赖于软件平台成熟的技术和强大的功能，整个系统的功能和性能也得到了有力的
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保证。Wonderware生产管理软件平台的标准化和开放性，也使得整个系统能够根据用户的具体需求进行灵活的定制开发和快速扩展。正是基于这些特点，整个MES系统能够在较短时间内设计、开发、调试并投入运行，在实现了MES系统的各项功能的同时，又具有昆烟生产管理的企业特色。
4.11 模块化的开放系统
无论在系统的设计阶段还是在实施开发阶段，系统地模块化、标准化和开放性始终得到了充分的重视，并体现在如下几个方面：
4.11.1 模块化的设计和开发
系统功能模块均采用分阶段模块化设计模式，一个模块开发完成，就紧接着进行测试并投用和推广，各个模块的开发、测试和投用滚动进行，在保证整个项目能够连续稳定实施的同时，也让用户有充分的时间熟悉和掌握系统的各个模块。每一个模块相对独立可以相对独立的使用，满足不同生产管理部门的需求，同时各模块之间又按照标准的信息接口，通过客户端有效的集成在一起。
4.11.2 开放的系统结构
开放性决定了系统的功能扩展能力和与其他系统的集成能力。本系统选用的数据库的开放性大大降低了系统和其他相关系统进行数据交换的复杂程度，提高了整个系统的开放性。在本系统中数据采集数据库采用基于Microsoft SQL Server 2000的工业实时数据库，管理数据库直接采用Microsoft SQL Server 2000。对于系统在今后的进一步完善和功能扩展也能够实现快速开发和部署。
系统对于底层生产控制系统的接口全部采用标准的通讯驱动程序，所采用的通讯板卡也是和原有控制系统完全兼容的硬件，今后不论是控制系统升级还是改造，系统都无需重新进行设计或大量改动，仅需进行少量硬件升级就可以保证系统继续稳定运行。通讯接口的标准化也有效的保证了系统的开放性，降低了系统的维护难度。
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4.11.3 统一的系统接口
基于COM组件技术和面向对象的开发模式使得软件程序具有统一的数据接口，通过标准的OLE DB接口其他管理系统仅需要简单配置就能实现对系统数据的灵活访问。SQL Server 提供的与其他类型数据库灵活的数据接口，使得MES系统和上位MIS系统的Oracle数据库接口变得非常方便。
4.11.4 效果分析
由于系统采用了模块化、开放式的开发模式，系统的功能扩充、调整和维护都能高效的进行，主要可以体现在如下几个方面：
系统功能的灵活调整：根据用户提出的需求，系统能够对个别功能进行灵活的调整和扩充，模块化的设计和开发的接口大大降低了系统的功能调整和扩充对于系统正常使用的影响；
模块的快速升级：各个功能模块之间的相对独立，使得可以对单个模块进行快速升级而不影响其它模块的正常使用；
系统功能的扩展性：采用标准、统一的数据接口使得系统和企业其它管理信息系统能够有效地接口并实现数据通讯，为实现昆烟全面企业信息化管理打下坚实的基础。
4.12 多模式异构的信息发布平台
作为定位于车间的生产管理系统，MES系统面对的是多个不同的操作环境，多种不同层次的操作人员，同时还要确保让尽可能多的生产管理人员和生产管理部门可以及时了解生产线生产状态和查询生产管理信息。因此MES系统的设计就不能参照普通的商业软件的架构，为了保证在不同条件和不同需求下系统都能够稳定、可靠的工作并真正的发挥功能，在设计时系统就被确定为多模式的异构的信息发布平台。
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4.12.1 现场数采和监控系统
安放于工业现场的数据采集工作站，由于环境较差，需要长时间运行以实现生产监控和数据采集功能，运行的软件系统必须稳定可靠。因此，本系统中采用众所周知的InTouch监控软件作为信息发布平台，充分利用InTouch强大的控制系统通讯功能和灵活简便的界面开发功能，在实现稳定的数据采集功能的同时为操作人员提供简洁友好的操作和监控界面。现场站不仅仅实现数据采集和生产监控，通过建立与数据库的连接，现场站还实现了大量生产管理功能，如质量采样数据和设备维修记录的录入，生产管理系统的查询等。现场站监控软件的使用为整个MES系统的稳定运行打下了良好的基础。
4.12.2 管理客户端
运行于各生产管理部门的客户端强调的是完善的管理功能和灵活的统计查询，系统中采用VB开发了管理系统客户端。基于COM组件技术和面向对象的开发模式，客户端充分集成了Wonderware软件平台的各个功能组件，针对用户需求进行了灵活的模块化定制开发，并以统一的架构成为生产管理部门的信息发布平台。所有客户端的软件完全一致，通过系统中用户管理机制，根据登录用户的权限，开放不同的生产管理和查询功能。
4.12.3 远程监视客户端
为了让厂级生产管理部门能够实时监视和了解生产部生产线的实际生产运行状况，系统采用监控软件的只读运行版开发了远程监控客户端作为厂级生产管理部门的实时生产信息发布平台。远程监控客户端显示的生产过程数据直接从生产线控制系统中获得，保证了数据的准确性和实时性。用户可以浏览到生产部所有制丝线和卷包机台的实时监控界面，同时可以查询主要生产过程数据的历史趋势。系统还可以按照用户的具体需求增加生产部详细生产管理信息的查询功能。
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4.12.4 门户网站信息发布
无论管理客户端还是远程监视客户端都需要在本地计算机安装软件程序才能完成生产管理和信息查询功能，为了能够让尽可能多的用户，特别是企业的管理者能够便捷、快速地查询系统的生产管理信息，系统采用门户网站的方式作为企业局域网上的通用信息发布平台。用户只需使用IE浏览器就可以实现生产部生产状态、过程报警、历史趋势、生产管理信息的检索和查询。不仅如此，网站管理人员也可以通过IE浏览器远程管理门户网站，随时对网站内容进行更新和调整。门户网站完善的用户管理机制让不同级别的用户能够浏览不同的内容，充分保证了信息发布的网络安全。
4.12.5 效果分析
在MES的实际运行过程中，本系统的多模式异构平台充分发挥了自己的优势和特点，主要体现在如下几个方面：
系统实现灵活的部署：由于采用了多平台模式，系统可以根据用户部门的实际情况在充分满足管理功能的同时实现灵活的部署，对于生产
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部进行发布，确保各个方面的生产管理人员能够及时有效的了解生产管理情况，真正意义上实现了企业生产管理的数字化和信息化。
第三篇：MES技术方案
Optimize Manufacturing Improve Plant Uptime Reduce Time to Market Drive Regulatory Compliance
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XXXXXX公司
MES方案建议书
罗克韦尔自动化
上海，中国 2008-3-9
1.1.项目背景
XX汽车公司是中国汽车行业的骨干企业，已陆续建成了XX（主要以中、重型商用车、零部件、汽车装备事业为主）、XX（以轻型商用车、乘用车为主）、XX（以乘用车为主）等主要生产基地。主营业务包括全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备。
XX汽车公司自主品牌乘用车XX工厂坐落在XX经济技术开发区，作为XX自主品牌乘用车事业研发、生产的主要基地，总体规划含研发中心和生产工厂两大部分。生产工厂一次性规划，两期实施，主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大工艺和发动机及大塑料件生产车间。其中，第一期建设将形成20万辆年生产能力。XX自主品牌乘用车系列产品将覆盖乘用车市场主要份额的Ｂ、Ｃ、Ｄ级车型，首款产品将于2009年初下线。
XX汽车需要快速响应市场变化，才能强占更多的细分市场份额，使企业能抢占市场先机。因此迫切希望在XX工厂构建完整的生产，物流和质量体系，能够快速投入新车型的生产，以满足市场多样化的需求，汽车企业就必须以OTD优化为导向，关注从订单到交付的整个过程中的制造，物流和质量相关业务领域（如下图所示）。其涉及到的业务流程、信息管理对于XX汽车自主品牌汽车的制造是至关重要的。
供应商交货指示零件需求库存管理仓库物流中心生产管理物流管理W1W2W3W4W5收料缓冲区供应商WE车身Repair PAINTWBS涂装RepairGAPBS总装VQ质检生产实绩信息系统车辆状态基础数据ERPMES整车识别防误差整车识别安装指示整车识别质量检验拉动序列件整车跟踪拉动JIT物料工位零件工位指示拉动按灯物料 根据业务发展目标，物流管理、生产控制和质量管理是一个循序渐进的发展过程，MES系统最终达到以下四方面管理要求：
(1)订单制造管理
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包括订单管理、车辆跟踪、路由控制、数据采集、PMC、车辆报交。AVI作为车辆识别功能，它不仅是订单制造管理的基础，更是整个集成制造系统的基础，物料，质量都需要根据车型来控制，所以其覆盖范围应为所有车间及关键点；装配管理主要是指各种辅助装配的单据的打印、钢打、铭牌、电气检测、加注、四轮定位、转毂试验等。AVI，路由控制及现场机运设备大都PLC，PMC以成熟的工业组态软件作为其基本工具，对PLC的数据采集和控制是它的强项，人机界面的设计变得相当容易。
(2)现场物料管理
由于XX汽车的物料管理和派送由第三方物流来负责，现场物料管理主要向第三方物流库发布物料拉动信息模块。送料方式主要有推式和拉式，推式是根据日生产计划分时分批主动送达现场；物料拉动主要有线旁向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯二者皆可能），生产线直接向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯、排序拉动三者皆可能），由线边到厂内四个库的二次要料请求。
(3)制造质量管理
包含现场质量信息缺陷输入和查询管理、现场整车质量信息缺陷输入和查询管理audit、车辆测试系统及缺陷管理和跟踪系统、车辆流程卡管理系统、车辆电气检测、防错系统。质量数据是非常重要的数据，它包含车辆制造信息，可追溯件信息，缺陷信息及测试信息，基于它的数据报表，分析及应用很多。同时，未来 制造质量会和供应商质量、售后质量数据集成，基于这些数据统计分析，形成贯穿车辆整个生命周期的质量信息系统。
(4)系统管理
系统集成，就是数据的集成。针对系统的集成，就需要集成的管理工具，它主要包含：基础数据管理，PMC，事件控制中心，版本管理，报表中心及用户账户管理等。
基础数据管理：负责所有生产、物料、质量的基础数据维护，保证MES的基础数据统一性和唯一性。
事件控制中心，它是重要的系统运维工具，能帮助IT 支持人员获知系统运行情况，解决系统问题。
版本管理，它是系统更改的管理工具，保证系统版本的一致性，可追溯性。
历史数据查询和报表管理，数据源为集成制造系统的数据，它应能满足各相关业务部门的要求，Rockwell Confidential
它是系统集成后的优势体现。同时历史数据会定时导入历史数据库，连同生产数据库 供查询和形成报表。
根据当前的业务需要，这一阶段的项目应覆盖以下功能需求，包括生产管理、物料管理、质量管理和系统管理四个子系统，整体目标是建立功能全面、集成和稳定的生产、物流、质量控制体系，以适应公司汽车产量快速增长和车型平台增加的需求。该系统能满足订单管理、车辆跟踪、路由控制、物料需求发布、线旁拉动、物料调度、KANBAN卡管理、现场质量缺陷、电气检查、质量追溯管理、整车质量缺陷、检测数据管理、流程卡管理、合格证管理、用户管理、基础数据管理、PMC、数据采集、报表管理、事件控制中心、版本管理、数据备份/迁移管理等模块。
1.2.项目目标
本项目将通过全厂MES系统的建设，建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的生产执行系统，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，满足目前年产20万辆的生产目标，并能支持未来多种车型混线生产年产24万辆的业务运作。系统实施的主要目标如下：
1、XX汽车的MES信息系统全方位的承建，以系统覆盖到冲压、车身、涂装、总装四大车间，能快速建立统一协调的工作平台。
2、全面实现与ERP系统的接口，实现车间与物流和质量系统的全面整合，全面提高企业的生产效率和管理水平，确保物料的及时供给和生产的及时响应。
3、将把国际著名的丰田汽车、通用汽车等企业在MES系统中的成熟的业务流程模式和软件平台资源在XX汽车项目中进行导入，保证XX汽车项目的稳定性和实用性。同时设计方案立足于先进技术，采用最新科技技术水平，使MES的建设达到和具备国际的先进水平和国内的领先地位
4、通过MES系统的实施，将大幅地降低生产零部件的库存，降低整车的库存，减少各部门的人员配置并提高企业生产效率。
5、完成企业级的MES系统的架构建设，为实现集成制造，物流和质量全生命周期管理打下坚实的基础。
6、遵循ISA95和MESA国际标准，可以同时具有良好的开放性，可以和不同厂家的产品能够互操作和互连
7、考虑SOA架构，将MES应用程序功能彼此分开，以便这些功能可以单独用作单个的应用Rockwell Confidential
程序功能或“组件”。这些组件可以用于在企业内部创建各种其他的应用程序，并能迅速修改业务流程模型
8、集成的系统必须降低系统维护的难度和要求，方便用户日后的应用、管理和维护。系统设计完成的同时，必须完成与之相关的可操作的管理维护规定，保证系统的稳定运行
综上所述，为了保证XX汽车的MES系统项目的成功，罗克韦尔自动化（国际最具规模和著名的制造控制和信息系统公司）汽车工程中心全面负责东风汽车项目的实施，对项目实施、成功的上线作出强有力的保证。
1.3.项目实施回报
XX汽车的MES主要包括生产管理系统、物料管理系统和质量管理系统三部分内容，整体目标是建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的支持质量，生产和物流的业务体系，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，并能同其他业务和系统整合（如ERP系统）。系统总体网络架构图如下所示：
MES系统网络架构示意图
整个系统实施范围包括：生产管理部分、物料管理部分、质量管理部分。
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1.4.生产管理系统
MES系统的生产管理部分第一阶段控制的范围包括冲压车间、车身车间、WBS、涂装车间、PBS、总装车间和检测线，系统在车身车间将车辆与订单进行绑定，然后对车辆进行跟踪控制直到检测线下线为止。总体需求主要包括以下内容：
订单管理； 生产调度； 生产线信息广播； 自动化集成控制； 生产监控PMC； 数据采集；
车身实时跟踪监控画面图例
在ROCKWELL的设计方案中，各车间生产线上下线处，关键工位设有手动条码扫描枪（或自动扫描枪或RFID）的读写操作站。在关键位置设有触摸屏，它们将是组成读写操作站的一部分，Rockwell Confidential
为现场的操作人员提供AVI系统人机交互操作的功能。通过这些触摸屏给现场的操作和维护人员提供了自动监视AVI系统运行情况和手工进行AVI系统操作的功能。通过触摸屏可实现条码显示，条码扫描报错，手动条码输入等功能。
读写站实例照片
由于在车间现场，设备环境复杂，很难保证网络数据传输时刻保持畅通，因此，在开发调试过程中，我们也特别将中断做特殊考虑，增加了保护措施，尽最大可能保证系统的正常运行，保持整个扫描交互流程的顺畅。主要措施与方法如下：
PLC扫描设备将数据放置于PLC中控服务器上的数据库中。
MES系统的接口程序轮询接口数据表，读取未处理纪录，送向MES系统相应逻辑处理模块。
MES接口程序读取MES逻辑处理模块的返回结果，写入接口数据表中。 PLC接口程序轮询接口表数据，操作PLC设备动作。
总装车间监控主画面图例
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通讯状态监控画面图例
Equipment Report – XXX XXX XXX
车身识别系统将利用设在车间内的条码扫描设备和R&F读写头，并在涂装车间的车身吊具和滑撬上安装R&F载体来构成车体跟踪系统（AVI）。整个AVI系统将由一台上位计算机进行控制并通过其显示器对车体位置、状态进行监控。同时AVI监控计算机也将做为MES或ERP系统的一
部分，可实时接收和反馈生产数据
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AVI工作流程:
1．AVI信 2．AVI产前印工 3．在装码身RF LineControllerPartIDWorkInstruction系统计算机接收从ERP或MES系统传送来的当日生产任务息，经过确认后存入数据库。
系统计算机将根据当日任务，通过设在焊装车围工段的VIN码打印机出车身唯一识别码，并人将VIN码贴在车身上。
焊车间出口处设置一台扫描仪，将经过此处的信息传送到车身缓冲区TAG数据载体上，缓冲
RF TagRS232LineControllerPartIDWorkInstruction生间打由
RS232条车的区计Base的传送链系统将根据生产划和涂装车间的生产状况对车身重新进行分配和排序。
RF Antenna & Tags 4．在前处理工位后；底漆和面漆喷漆室前都将设置RF 读写头用来读写车身上的信息。5．从总装到涂装的缓冲区也将采用同样的方法对车身重新进行分配与排序。
6．总装车间的一些关键工位也将设置一些条码扫描仪工作站，操作工可以通过
它来了解车体信息。
ControlLogix控制系统Rockwell Confidential
ControLogix 系统是一种高性能，易于使用的适合当今控制应用需要的控制平台,它的结构以独特的控制总线（ControlBus）底板作为整个通信系统的基础。控制总线（ControlBus）不采用传统的主－从通讯模式，而采用先进的生产者/消费者（Producer/Consumer）通讯模式，这种通讯模式同样应用于控制网（ControlNet）, 设备网（DeviceNet）和现场总线（FieldBus）。插在该控制总线（ControlBus）底板上的所有模块，包括网络、I/O、CPU 模块都是智能的，从而有了如下特色： 网络之间的通讯不需要处理器干预。
机架中可以任意配置和排列任何数量的CPU、I/O或通讯模块。
任何模块可以带电插拔而不会影响系统中其他模块的工作，这就使得我们维修故障模块时，系统的其余部分能照常工作。
处理器不再巡检I/O，大大减轻处理器负担。
1790 DeviceNet CompactBlock I/O模块
1790 CompactBlock LDX I/O 是一种紧凑型的I/O单元，用于监控远离处理器的I/O设备。每个单元块都具有I/O电路,内置电源和一个内置的设备网(DeviceNet)I/O 适配器。在我方得设计方案将采用这种I/O模块来采集现场拉线开关的信号其具有如下特点: 节省空间
易于组态和维护
通用的灌电流/拉电流输入
扩展能力---最大支持3个扩展数字量模块 网络连接能力---设备网一致性完全测试
高性能---支持轮询,周期性或状态改变的信息传送 I/O类型
DIN标准导轨或面板安装
选择D型插头(方便拆除)或固定的螺钉端子块
Rockwell Confidential
第四篇：遥感卫星技术及应用课程简介
《遥感卫星技术及应用》课程简介
本课程主要讲述卫星遥感的概念、遥感技术发展的历史、介绍遥感的物理基础、不同遥感平台及其技术特点，分类介绍陆地遥感、气象遥感以及海洋遥感的历史与技术特点及其发展趋势，着重介绍。应用方面主要讲述光学遥感和雷达遥感在定量化遥感领域的应用。
教学大纲
第一章 遥感技术绪论
遥感技术的定义
卫星遥感技术研究内容
遥感技术的发展历史
遥感技术的特点
遥感技术系统组成遥感在地学中的作用和意义
遥感的应用概述
第二章 卫星应用基本知识
卫星应用中常用的时间系统
卫星应用中常用的坐标系统
卫星发射概述
卫星返回简介
轨道分类
轨道要素
卫星的星下点轨迹
卫星对地面的覆盖
第三章 电磁辐射与地物光谱特征
电磁波
太阳辐射及大气对辐射的影响
地球的辐射与地物波谱
大气传输模型
环境对地物光谱特性的影响
第四章 主要卫星介绍
气象卫星（6颗）
陆地资源卫星系列（8颗）
微波遥感卫星系列（4颗）
星座系列
第五章 遥感技术的应用
农业
灾害监测
环境监测
第五篇：秸秆还田技术应用简介（定稿）
秸秆还田技术应用简介
一、秸秆还田的分类
秸秆还田根据作物品种、田地状况和还田秸秆的数量，可分为麦秸秆还田、稻秸秆还田、玉米秸秆还田；旱地还田、水田还田；全量还田、残量还田等。
二、麦秸秆还田推荐技术路线
目前，麦秸秆全量还田是处理麦秸秆的主要方式，可以大量、就地、有效的消耗秸秆。
麦秸秆机械化还田有水、旱两种方式，通常认为水田埋茬还田效果较好，但由于农民耕整作业习惯以及水稻旱直播的大量应用等原因，旱地秸秆还田被更多、更广泛的应用。麦秸秆还田特别是全量还田的，后续配套的农艺管理措施必须到位。
基本做法简介如下。
1、麦秸秆还田配套秧苗移栽。
1）、水田耕整秸秆还田作业技术路线（使用水田秸秆埋茬机）。
联合收获机（带秸秆切碎抛撒装置）进行收获作业→秸秆切碎机切、抛秸秆作业→放水泡田（1-2天）→水田埋茬机耕整还田作业→机械插秧或人工移栽。
2）、旱田耕整秸秆还田作业技术路线（使用旋耕机）。
联合收获机（带秸秆切碎抛撒装置）进行收获作业→秸秆切碎机切、抛秸秆作业→旋耕机旱田耕整还田作业→放水泡田耙平→机械插秧或人工移栽。
2、麦秸秆还田配套水稻旱直播。
联合收获机（带秸秆切碎抛撒装置）进行收获作业→秸秆切碎机切、抛秸秆作业→旋耕机旱田耕整还田作业→机械或人工播种→田间洇水。
三、秸秆还田配套工作
1、田间准备及要求
分散麦秸秆。麦草应均匀分散于田面。
碳氮比调节。埋茬还田作业前，施入适量速效氮肥作底肥以加速秸秆腐解，调节土壤碳氮比为（25～30）∶1，防止秸秆分解与秧苗争氮。
灌水。带水耕整作业时，作业前须浸泡36小时以上（1～2天），灌水软化土壤，灌水深度以土壤吸透水后田面水层高处见墩、低处有水为准。
2、机具选型
选用与大中型拖拉机配套的旋耕机或水田埋茬耕整机。
3、作业规程及要求
根据需要，机具作业可以采用2次作业的方式，第1次机具前进速度稍慢；第2次略快，注意要达到均匀搅拌的效果。
作业速度选择。与大中型拖拉机配套的埋茬耕整机在粘重土壤中旋耕时，使用（Ⅱ～Ⅲ）档作业；砂性土壤的旋耕或局部需旋耕两遍的第二遍可选用(Ⅲ～Ⅳ)档作业。
旋耕深度。与大中型拖拉机配套的埋草耕整机适宜耕整深度为（10～16）㎝，做到耕深一致。耕整质量指标及要求。对于水田埋茬还田作业，要求耕整平整度（高差3 ㎝以内的平整田面）达90% 以上，机械不能作业到的田边、田角部位由人工整平；田面露草量不超过 90根/㎡。
4、大田期管理要点
补施速效氮肥。100kg秸秆要加施0.5kg纯氮。在水田埋茬机作业时可补施适量施用磷钾肥，秸秆还田可与当地平衡施肥相结合。
机插秧后田间灌浅水层（约5cm）护苗，插秧后3天，排水露田增氧。插秧后（6～7）天灌 3㎝ 水层后施除草剂和分蘖肥，保持（5～6）天内有水层，缺水时及时补水。随后及时落干，沉实田土、通气促根，整个分蘖期薄水层间歇灌溉促分蘖。当苗数达到计划穗数 80 % 时，开沟分次搁田，控制无效分蘖，促进根系下扎和壮秆健株，提高分蘖成穗率。幼穗分化至扬花期保持浅水层，灌浆期间隙灌溉、干湿交替，保持田面湿润。收获前7天断水。
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