0 引言
基于知識和信息的制造將是制造技術發展的重要方向。數字化信息系統已對制造業產生深刻的影響，而且其影響日益突出，成為制約現代制造業系統的主導因素。利用現代化先進的數字信息技術手段對傳統的主導因素。利用現代化先進的數字信息技術手段對傳統制造方式進行改造正在被越來越多的企業采用，已經被實踐證明是非常有效的提高企業開發能力、生產效率和技術水平的重要戰略舉措，具有越來越重要的戰略地位。尤其對應于加工過程彼此獨立，加工工藝離散的離散型制造業更始如此，本文主要結合離散型制造業的生產任務特點，探討如何通過多種信息系統的集成和應用，提高企業信息化水平，進一步促進“兩化融合”，提升產業核心競爭力。
1 存在問題和解決方式
近些年，我過許多從事離散型生產制造的工業企業紛紛引進各種信息處理系統，例如企業資源規劃系統(ERP)產品數據管理系統(PDM)和制造業執行系統(MES)等，購置了大量數控生產設備，使得企業的信息化應用水平有了較大的提高，但由于這些引進的技術和設備都是被作為孤立的信息技術單元簡單使用，在面對總體結構和組成部件相似、規格變化復雜、加工工藝特異性強的工件，任然普遍存在效率低、成本高、質量不穩定的問題。
針對離散型生產面臨的加工任務多樣性、信息反饋快速性、信息處理智能性、調度策略優化性要求，經過深入的研究和論證，我們決定采取以PDM/ERP/MES繼承的信息系統為基礎，以加工任務調度機制為核心，以智能終端為工具，向執行者（即一線生產者）發送加工任務（做什么）和操作什么（怎么做）指令，并通過智能終端實現完工信息的及時、準確收集與反饋，適應并解決加工過程中出現的各種復雜情況。
實現PDM/ERP/MES系統集成是以上解決方案的基礎，主要包括以下內容：1)ERP系統改造，特別是要實現有限資源計劃排產，通過訂單式生產項目關鍵資源能力需求的平衡，提高計劃的可執行性；2)實施MES（制造執行系統），打通生產計劃和車間執行之間的斷層，使ERP計劃落地，形成閉環控制；3)實現PDM/ERP/MES的集成應用。
2 實施方案
2.1 總體思路
PDM/ERP/MES集成實施方案首先是進行PDM/ERP集成，實現設計、工藝、制造信息的總體集成；其次是進行PDM/ERP/MES集成，使加工圖紙信息、工藝簡圖等加工信息能及時、準確傳遞給操作者。最后實現ERP/MES集成，打通生產計劃和車間執行之間的斷層，使ERP計劃落地，形成閉環控制，這一方面要求加工任務能夠及時準確下達到各設備，另一方面要求加工任務能及時準確下達到各設備，另一方面需要現場加工信息能夠及時準確反饋到生產調度員，以保證計劃的科學性和執行的可控制性。通過PDM/ERP/MES的集成，實現產品數據的共享、計劃信息的共享、執行信息的共享，為離散工件的生產和加工提供有效的支持。
2.2 單元系統集成框架
集成應用系統框架中涉及多開發語言(Java、C#、PB等)、多數據庫系統(SQL-Server、MySQL等)、多網絡環境（局域網、廣域網等），這使在單元系統之間的數據交互及流程執行變得更為復雜，因此采取標準化的集成技術和集成框架是實現多系統集成的核心技術內容之一。主要的單元系統的技術實現如表1所示：
表1 主要單元系統
在各個單元系統之間有直接或者間接的數據訪問需求，且這些需求是動態的、變化的。如圖1所示：
圖1 單元系統間數據需求圖
針對上表列出的幾種主要單元系統之間的數據互聯互通需求，我們需要選定一種開放式可拓展的系統集成框架，保證以上主要業務系統之前的數據互通，同時為以后的新系統的集成規范接入方式。經過比較分析，我們選取了面向服務的體系SOA（Service Oriented Architecture）。SOA是一種新的分布應用集成示范，它將應用程序的不同功能單元（服務）通過這些定義良好的接口和協議聯系起來。接口采用中立的方式進行定義，獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。目前主要的開發語言（包括表3-1列出的所有語言）均支持面向服務的程序開發，是實現集成框架的理想方案。
2.3 SOA體系結構和原理
面向服務的體系架構SOA是支持服務的結構框架或基礎設施。在SOA中，服務是獨立的，可以防止于SOA就架構中的任何位置并進行調用，也就是說，它能夠由架構框架中的任何其它實體（取決于安全性）進行激活或使用。
圖2 SOA基本框架圖
服務提供者將其服務發布到服務代理的一個目錄上，當服務請求者需要調用該服務時，它首先利用服務代理提供的目錄去搜索和服務，得到如何調用該服務的信息，然后根據這些信息區調用服務者發布的服務。當服務請求者從服務代理處得到調用所需服務的信息之后，通信是在服務請求者的提供者之間直接進行，而無須進過服務代理。
SOA較其它分布應用集成方法最大的特點是它是完全低耦合的，服務請求者只有在需要服務時才動態地綁定服務提供者；另外，采用SOAP交互協議及XML作為信息格式具有跨平臺特性，對集成的應用系統要求也比較低。
2.4 系統集成實現
本方案中結合表中列出的主要系統，給出基于SOA模式的集成框架。其工作原理如圖3所示。
圖3 系統集成原理圖
圖中分別表示出了開發期間及運行期間的處理流程及調用流程，在運行期間數據服務請求通過注冊中心轉發請求，所有的數據服務表示為同樣地網絡服務資源，通過文檔約定及開發期間的格式定義，保證數據服務可被調用并且能正確解析使用，保證實現系統之間的弱耦合及數據服務本身的靈活配置。如果需要進行系統擴展，加入新的服務需求或新的系統，采用同樣流程即可實現系統間的數據集成。如圖4所示：
圖4 PDM/ERP/MES集成系統擴展應用圖
3 結束語
實施多個信息系統的綜合集成應用對于提高企業的信息化水平和效率有著至關重要的作用，主要具有以下幾個方面的效應：
(1)協同效應：大信息平臺的建立大大減少信息傳遞時間，保證信息傳遞的及時性和準確性，有助于開展多部門聯合攻關工作，提高研發效率。
(2)集成效應：通過多系統的數據集成，形成規則統一、分流有序的信息流，消除了信息孤島，大幅度提高了設計、生產的反應速度。
(3)模擬效應：上層信息化系統可以將信息無障礙地傳送至生產系統機型模擬，縮短了新產品、新技術的開發周期，提高了科技成果轉化率。
(4)增強效應：集成信息系統有助于提高先進數控裝備的利用率，提高加工精度，使成品性能最大限度地達到設計要求，極大地增強技術創新效果。
(5)放大效應：數字化集成系統能夠提高管理水平和生產效率，降低庫存量，縮短交貨期，提高準時交貨率，這將有助于節約生產、庫存等方面的成本，降低生產成本，生產明顯的放大效果。
(6)反哺效應：利用以上所產生的效益，能夠進一步支持企業的信息化建設，有助于提高傳統制造業的技術水平和生產效率，提升企業的原始性創新水平。
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