基于事務處理中間件的寬厚板MES系統的分析

李 倩 饒若楠 尹承俊

1在寬厚板的生產過程中，由于寬厚板的鋼種繁多，尺寸等方面定制程度高，工藝路徑臨時調整余地大，潛在的瓶頸很多，與眾不同的生產特點決定了他獨特的業務功能和管理方式，從下發生產計劃到生產過程控制再到成品入庫和發貨都需要各部門的密切協作，所以對寬厚板MES系統中各個模塊之間數據的完整、實時和準確要求很高，保證各模塊之間的數據完整性和一致性的是系統面臨的關鍵問題，事務處理中間件提供了一個支持大規模事務處理的可靠運行環境，可以有效的采集和傳遞實時的生產數據信息，并對收集到的數據進行處理，監督生產過程，并及時改正生產過程的錯誤，記錄生產中的各種數據包括出現問題的數據，透明地在異構的分布計算環境中傳遞對象請求，實現整個系統數據完整性和一致性，從而構造成真正具有生命力的大型應用系統。

2系統研究內容

本文以寬厚板生產中的鋼種繁多，尺寸等方面定制程度高，工藝路徑臨時調整余地大的問題為背景，以事務處理中間件為一個可靠的運行環境，解決由于寬厚板在生產過程中對系統的通信機制的實時性和準確性的瓶頸問題，透明地在異構的分布計算環境中傳遞對象請求，保證在寬厚板MES系統中各個模塊之間數據的完整和一致。

（1）分析和研究寬厚板的生產組織特點和生產過程中存在的需要解決的問題，并提出相應的解決方案。

（2）分析寬厚板MES系統的需求，分析了各種中間件的特點，擬采用基于事務處理中間件的三層系統架構。

（3）研究寬厚板MES系統各個功能模塊設計和實現，擬建立在tuxedo提供的可靠運行環境中各模塊之間準確實施的數據通訊機制。

（4）采用實際數據對基于事務處理中間件的寬厚板MES系統進行了測試，并在一個國內大型鋼鐵企業中進行試用。

寬厚板MES系統是根據企業實際狀況,為以后ERP實施奠定基礎，以及生產管理需要訂制開發的一套系統，包括整條生產線的計劃下達、信息收集、質量跟蹤及在線質量判定、流程優化等，解決了上下工序間協調運作、生產信息及時傳遞、質量信息與生產緊密結合、成本分析細化的問題，有利于生產管理綜合平衡職能的發揮，建立了一個有集中、共享、統一、協調的生產線管理體系。系統投入運行，提高了全線的生產作業率，規范了生產管理方式，改善了生產決策環境，有利于系統穩定均衡生產。

3系統功能描述

寬厚板工程MES系統覆蓋的業務范圍包括從生產訂單接收、訂單檢查與確認、合同處理、原料申請、作業計劃編制、現場作業、質檢判定、成品發貨，直至合同結案為止完整的業務流程。具體描述如下：

寬厚板MES系統接收從上位機系統（銷售系統）下達寬厚板成品生產訂單（正式的銷售合同），或者銷售人員通過寬厚板工程MES系統錄入寬厚板成品生產訂單（正式的銷售合同）（含熱處理產品）。

業務人員對接收或錄入的生產訂單（正式的銷售合同）進行檢查、確認；對確認后的合同進行合同處理，將用戶合同轉變為生產合同，同時設計出生產合同的加工路徑、工藝控制參數、質量控制參數、檢化驗要求等；對每一份生產合同編制合同計劃，確定各生產合同所需經過每道工序的計劃生產日期；合同計劃完成后再根據每份合同的成品訂貨要求，進行組板、組爐、組CAST等材料設計；根據材料設計的結果向煉鋼提出材料申請；對于非供厚板的原料申請（大型H型鋼及寬帶軋線的原料申請），在本系統外進行，然后人工輸入原料申請需求。

煉鋼工序根據材料申請結果編制煉鋼作業計劃，計劃下達煉鋼工序（包括轉爐、精煉、連鑄），煉鋼根據作業計劃組織生產；板坯產出后，根據板坯供料去向，分別向下游機組（大型H型鋼、寬帶軋線、寬厚板軋機）供料；對厚板向的板坯，編制加熱軋制作業計劃，并下達到加熱、軋制工序，并根據作業計劃組織生產，板坯經過加熱、軋制后產出鋼板；對鋼板編制鋼板作業計劃（剪切、精整、熱處理等），并根據作業計劃組織生產，直至厚板成品產出入庫；成品產出經終判合格后可進行準發作業；編制出廠計劃，執行發貨作業；合同完成后，進行合同結案。

4系統運行環境和整體架構

針對寬厚板軋鋼MES系統平臺采用業界流行、符合技術發展趨勢的三層架構技術，由后臺的數據庫服務器和中間應用服務器及其相對應的數據庫軟件和中間件軟件組成高可靠、高性能和擴展性強的系統，以確保MES系統大用戶量訪問下系統的穩定性和快速響應。

MES系統應用要滿足前后工序順序、連續生產的需要，實時性要求非常強，在中間應用服務器層選用適合大型關鍵OLTP應用的交易中間件平臺TUXEDO，后臺采用Oracle企業級數據庫軟件。MES系統的前端采用GUI圖形界面，界面友好，操作方便。采用交易中間件TUXEDO的C/S三層體系架構非常適合鋼鐵企業24小時連續化、實時性強的特殊生產需要，可保證大用戶量訪問下系統的可用性、穩定性及響應速度。在鋼鐵企業信息化體系中各系統間存在數據交換，寬厚板軋鋼MES系統與ERP、L2等其它系統間數據交換實時性強，交換頻繁，電文傳送的可靠性要求高，針對這種需求，采用基于TCP/IP Socket通訊協議上的數據交換通信技術，實現不同系統計算機之間的數據通信。在備份服務器上安裝了VERITAS NBU 6.5 MASTER SERVER，在兩臺在線服務器上安裝VERITAS backup agent，其中數據庫服務器還安裝oracle backup agent進行數據庫在線備份。整個煉鋼MES及寬厚板軋鋼MES系統數據通過網絡備份方式完成自動備份工作。

5運行效果

寬厚板MES系統經過近一年的規劃、設計、現場施工、設備安裝調試、測試和試運行。系統試運行以來，運行穩定、高效，為寬厚板的生產到銷售的整個流程提供了高速、安全、穩定的信息傳輸和交換通道，也為以后ERP項目的實施奠定了堅實的基礎從整體經濟效益上看，MES有效的管理了生產基礎數據，提高了勞動生產率，提高了生產管理水平，改善了運行設備回報，降低了不良產品，使得交貨期也大大加快了，從而大大提高了企業的資金周轉率。MES強調計劃在現場執行時的柔性、現場績效考核的可操作性以及能源消耗、工序成本的動態可控性。通過強調工序間的銜接，監控和預測生產中的異常情況和瓶頸所在，達到按需使用能源、分析能源的成本，科學和循環地利用能源，將生產的成本控制在生產的過程中，也實現了整體節能降耗，降低成本的目標。MES平均減少制造周期時間45%；一般減少數據輸入時間為75%以上；平均減少半成品24%；平均減少為交班而準備的紙面工作61%；平均減少引導時間27%；平均減少紙面工作和設計藍圖所帶來的損失56%；平均減少產品缺陷18%。由上可見，使用MES所帶來的效益是很可觀的。

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