相對于其他行業(yè)中應(yīng)用管理系統(tǒng)而言，對于大型制造行業(yè)中投入實施的MES系統(tǒng)不僅建設(shè)復雜而且所用成本而言遠遠超出其他的管理系統(tǒng)，因此為了幫助更多的制作行業(yè)實施MES降低成本，下面筆者向大家介紹一下基于SOA技術(shù)MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，希望來幫助更多的企業(yè)用戶有所選擇。
近十年以來，一些先進的制造企業(yè)，為了將計劃經(jīng)營層和制造過程統(tǒng)一起來而采用了一種新的生產(chǎn)管理方式，即制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing _execudon System，MES)。MES位于企業(yè)的執(zhí)行層，很自然地成為了計劃層MRPII ERP和車間層操作控制系統(tǒng)——現(xiàn)場自動化系統(tǒng)(Shop Floor Control System，SFC)之間的橋梁。MES要真正體現(xiàn)企業(yè)的實際生產(chǎn)狀況，就必須有良好的信息共享。傳統(tǒng)MES系統(tǒng)的建設(shè)是某一技術(shù)平臺綁定的(如.NET、J2EE)，部署在不同的系統(tǒng)之上(如Windows、IBM—AIX等)。這種系統(tǒng)的成長方式在短期來看有著低投入、回報快的優(yōu)勢，但從長遠的角度來看這不利于系統(tǒng)的集成和整合，這將影響到信息的共享，同時會加大整個企業(yè)的IT系統(tǒng)維護費用，這與IBM與ING合作研究有關(guān)“IT投資與收益”得出的結(jié)論“高效的企業(yè)應(yīng)當在建設(shè)IT系統(tǒng)時投入更大的費用，而要設(shè)法在IT維護方面投入較少的費用”相抵觸。因此如何更有效地復用IT資產(chǎn)，提高ROI(投資回報率)，實現(xiàn)更高效可靠低成本的信息共享成為了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)研究的核心問題之一。
傳統(tǒng)的開發(fā)Web應(yīng)用最典型的方式就是基于C/S或B/S的三層架構(gòu)，即表示層、領(lǐng)域?qū)雍蛿?shù)據(jù)源層2。如圖1所示。無論客戶端是基于瀏覽器還是基于胖客戶端應(yīng)用，都需要通過業(yè)務(wù)層組件的業(yè)務(wù)接口進行邏輯調(diào)用，業(yè)務(wù)組件使用行/表數(shù)據(jù)接口或者ORM(Object Relation Mapping，對象關(guān)系映射)進行數(shù)據(jù)持久化操作。為了使系統(tǒng)靈活、富有彈性以及具有良好的可復用性，在設(shè)計系統(tǒng)時需要盡量遵守OCP(Open—Closed Principle，開放一封閉原則)、LSP(Liskov Substitution Principle，里氏替換原則)、DIP(Dependence Inversion Principle，依賴倒轉(zhuǎn)原則)以及ISP(Interface Segregation Principle，接口隔離原則)來降低層之間、框架之間和組件之間的耦合程度，以便使系統(tǒng)達到一種良構(gòu)的設(shè)計。對于一些非業(yè)務(wù)但必不可少的操作，例如日志操作、安全驗證與授權(quán)等，MES系統(tǒng)設(shè)計時可以采用面向切面的方法讓其透明地貫穿于整個系統(tǒng)之中。傳統(tǒng)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的MES架構(gòu)很好地滿足了面對現(xiàn)有需求時系統(tǒng)靈活性、可復用性的要求，并在建設(shè)MES時得到了廣泛的應(yīng)用。然而，它卻沒有較多地考慮未來的需求，也沒有對于在不同機器間共享應(yīng)用邏輯和應(yīng)用數(shù)據(jù)給予足夠的關(guān)注。
面向服務(wù)的開發(fā)方法并非什么新的概念，但隨著對于利用現(xiàn)有系統(tǒng)的需求越來越多，它漸漸變得風行起來。服務(wù)與對象或過程不同，因為服務(wù)是由它與其他服務(wù)交換的消息來定義的。服務(wù)與應(yīng)用之間是松耦合的，這令服務(wù)可以更容易的在整個部門、企業(yè)間共享數(shù)據(jù)。如果所有應(yīng)用都使用公共的編程接口(Programming Interface)及互操作協(xié)議(InteroperabilityProtocol，例如在J2EE中，EJB組件之間通過RMI協(xié)議進行組件的分布式調(diào)用)的話，那么將有助于IT降低復雜性，已有功能也更容易被再次利用。SOA提供了這樣一種編程接口，使我們能更輕松地完成對現(xiàn)行IT基礎(chǔ)設(shè)施(ITInfrastructure，指機構(gòu)中與IT相關(guān)的各種硬件、軟件、服務(wù)以及數(shù)據(jù)通信設(shè)施等的總和)的替換和更新。
SOA是一種設(shè)計方式，并非某一種具體的技術(shù)，它指導著業(yè)務(wù)服務(wù)(Business Services)在其生命周期(從構(gòu)思開始，直至停止使用)中包括創(chuàng)建和使用的方方面面。SOA也可被看作是在一些IT技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種構(gòu)建IT系統(tǒng)的方案。
“服務(wù)”是SOA中的關(guān)鍵概念，成功實現(xiàn)SOA的關(guān)鍵，是為可重用庫中的每個服務(wù)確定正確的設(shè)計與功能，成功的SOA項目要確?？芍赜玫能浖?wù)與實際的業(yè)務(wù)流程完全一致。在SOA中，一般有服務(wù)提供者、服務(wù)代理以及服務(wù)請求者三種角色，服務(wù)提供者對外發(fā)布自己的服務(wù)并對正確的外界請求給予相應(yīng);服務(wù)代理提供一個服務(wù)目錄，提供分類搜索服務(wù)的功能;服務(wù)請求者即查找到服務(wù)，使用服務(wù)的對象。
基于SOA的MES系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)當著眼于一個企業(yè)所有的制造生產(chǎn)部門，而非針對于某一個車間等，SOA能夠更靈活地實現(xiàn)各個制造部門間的信息共享，能夠提供靈活的多渠道服務(wù)，以應(yīng)對業(yè)務(wù)變化。從圖2所示我們可以看到，我們在原有基礎(chǔ)上引入了一個“MES服務(wù)層”，表示層不再直接調(diào)用業(yè)務(wù)組件，而是通過服務(wù)目錄查找服務(wù)，并調(diào)用服務(wù)。MES服務(wù)層的引入，提供了公共的編程接口及互操作協(xié)議，這樣其他的外部系統(tǒng)也可以通過服務(wù)接口實現(xiàn)跨平臺的服務(wù)調(diào)用。在底層，業(yè)務(wù)組件被設(shè)計為更細顆粒度的接口，在其基礎(chǔ)上提供一種較細顆粒度的服務(wù)，通過引入流程建模(可以使用WS—BPEL定義)，將細顆粒度的服務(wù)組合為對外的業(yè)務(wù)流程服務(wù)。這樣的一種架構(gòu)方式，降低了系統(tǒng)層之間的耦合，上層服務(wù)不再關(guān)心下層組件的實現(xiàn)方式與技術(shù)，而只關(guān)心暴露的接口，同時，在系統(tǒng)開發(fā)過程中，有助于項目相關(guān)人員職責的劃分，業(yè)務(wù)員面對晦澀難懂的領(lǐng)域模型、事物腳本、對象圖等技術(shù)領(lǐng)域的概念的機率大大降低，這樣能夠增加開發(fā)效率，降低錯誤的發(fā)生，降低開發(fā)成本。
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