紡織企業實時訂單追蹤系統設計與實現

李 霞，郭浩龍，張保威，王永華,2

(1.鄭州輕工業學院，鄭州 450002；2.紡織服裝產業河南省協同創新中心，鄭州 451191)

紡織企業實時訂單追蹤系統設計與實現

李 霞1，郭浩龍1，張保威1，王永華1,2

(1.鄭州輕工業學院，鄭州 450002；2.紡織服裝產業河南省協同創新中心，鄭州 451191)

在紡織企業面向訂單的生產環境中，需要及時準確獲取訂單的實時生產情況。針對目前訂單跟蹤中的粗放式管理，且不能實時全工序追蹤的現狀，設計并實現了實時訂單追蹤系統。底層采用PROFIBUS 總線技術實時采集生產數據，上層基于工業以太網技術和數據庫技術進行數據處理，實現了對各工序訂單鋪臺情況和產量等生產數據的實時追蹤。工程實際應用結果表明：本系統可以對訂單生產情況進行實時監控和追蹤，可使企業及時了解訂單生產狀況并對生產進行相應調整，提升了生產管控能力和水平。

紡織生產過程；訂單追蹤；訂單管理；實時監管

0 引 言

目前，很多紡織企業特別是色紡紗企業都是訂單式生產。企業接到訂單后，會根據客戶的不同要求下達有差異化的生產任務，在生產過程中需要準確獲取訂單的實時執行情況，以便更加合理地安排后續生產。訂單生產的批量小、品種多、交貨周期短等特點，使及時準確了解訂單的生產狀況顯得尤為重要[1]。紡織企業的訂單追蹤大都采用追蹤入庫成品產量，然后根據紡紗成品的重量結合一定的折合系數反推得出其他工序的產量。這種追蹤方式不能準確反應車間的實時生產情況，難以對整個生產流程和生產周期實現有效的監管和控制，從而造成生產信息傳遞滯后、業務交互困難、生產排產混亂、訂單交貨延遲等問題。

針對上述問題，很多學者已經進行了相關研究，陳思云等[2]采用條形碼技術實現對汽車零部件生產情況的追蹤，文獻[3]中采用RFID(radio frequency identification)技術實現對基礎生產數據的采集，提出基于關鍵工序的跟蹤模式[3]，文獻[4]在研究虛擬企業網絡組織協調模式基礎上提出了任務訂單跟蹤的方法，主要是解決盟主企業對盟友企業生產計劃與控制的問題。

以上文獻面向不同的企業環境提出了不同的訂單跟蹤方案，但僅限于對訂單的生產流程級的追蹤，很難深入到單個生產流程內部進行自動和實時的追蹤。本文在參考已有研究成果的基礎上，結合紡紗企業的實際情況，基于現場總線技術和數據庫技術研發實時訂單追蹤系統，以實現訂單生產過程的實時監控和追蹤，幫助管理人員掌握每個訂單的生產進度和產能信息，并以顏色區分等醒目方式顯示訂單鋪臺情況，直觀地反映訂單的生產分布情況。

1 系統分析和設計

紡織企業收到客戶訂單后，由生產管理部門統一分配，將訂單下達至各個廠區和車間。跟單員對企業下達的訂單任務進行整理分析，根據不同的客戶類別和交單時間為訂單設置不同優先級[5]。交單時間急迫的訂單需要優先生產，類別較高的客戶訂單在生產過程中需要更加嚴格地控制質量。跟單員將分析整理之后的訂單導入系統并安排生產。此后，跟單員即可使用本系統對訂單進行有效管理和追蹤，掌握各個訂單的實時生產執行情況。實時訂單追蹤管理系統的業務流程如圖1所示。

圖1 訂單追蹤管理業務流程

1.1 功能設計

訂單追蹤管理系統主要包括訂單查詢、訂單管理和訂單追蹤三大功能，其功能模塊如圖2所示。

圖2 功能模塊

a) 訂單查詢

訂單查詢用于實現對系統中已有訂單信息的篩選和查詢，用戶可以按照下單日期、品種批號和訂單編號等關鍵詞進行查詢。

b) 訂單管理

訂單管理用于實現將企業訂單導入系統，以及對已經存在的訂單進行修改和刪除等維護操作。

c) 訂單追蹤

訂單追蹤用于實現追蹤訂單的實時生產狀況，功能上分為在紡品種進度追蹤、在紡品種鋪臺詳情追蹤、在紡訂單詳情追蹤和依據顏色追蹤四個部分。

1.2 架構設計

本系統總體采用兩層網絡架構。底層完成訂單生產數據的采集和傳輸，上層實現訂單生產數據的管理與追蹤。

整個訂單追蹤系統架構如圖3所示。

圖3 系統架構

系統底層基于PROFIBUS現場總線技術實現數據傳輸，采用S7-300 PLC作為現場控制的一類主站，通過EM277通訊模塊和RS-485/DP通訊模塊將底層設備接入到PROFIBUS-DP(decentralized periphery)網絡中，采用觸摸屏HMI(human machine interface)作為二類主站實現現場人機交互，并集成在就近DP網絡中與一類主站通信。其中，一類主站主要完成產量數據的邏輯計算和控制任務，二類主站HMI主要完成現場品種、線密度以及工號等關鍵管理數據的采集并實現各個機臺生產情況的實時顯示。

系統上層由主服務器、冗余服務器、客戶機及相關網絡部件(路由器、交換機、打印機等)組成，兩臺服務器采用冗余技術，互為備用，當其中一臺服務器出現故障時，可自動切換到另一臺服務器，以防止數據丟失或控制失效。服務器實現與底層DP網絡的通信，完成數據采集、數據集成和數據處理等功能。客戶機與服務器構成C/S(Client/Server)結構，運行系統的客戶端程序，用于顯示訂單在現場實時生產的狀況；而遠端客戶機則與服務器構成B/S(Browser/Server)結構，通過瀏覽器實現對系統的遠程訪問。除此之外，在控制室配置了一臺共享打印機，用于中央控制室的日常打印處理工作，可實現對各種數據的打印輸出。

1.3 數據庫設計

系統主要設計了實時產量表、訂單表、品種表和訂單目標產量表。實時產量表主要描述機臺號、品種、產量等信息；訂單表主要描述訂單編號、品種、訂單箱數和交貨期等信息；品種表主要描述品種、品種編號和狀態等信息；目標產量表主要描述訂單在每個工序需要紡出的目標產量。數據表的功能及主要字段如表1所示。

表1 數據表功能及主要字段

2 系統實現

基于對系統的分析與設計，本系統以德國西門子公司的工業組態軟件WinCC(windows control center)作為開發工具，以SQL Server作為系統數據庫。運用ODBC(open database connictivity)方式連接數據庫，并利用VBScript腳本語言和ADO(active x data object)技術實現對數據的分析與處理，采用上述組態和編碼技術完成了系統的開發工作。系統主要包括訂單查詢，訂單管理和訂單追蹤3大模塊。下面對各模塊的具體實現進行詳細介紹。

2.1 訂單查詢模塊實現

訂單查詢模塊主要為用戶提供查詢檢索功能，可以根據不同的查詢條件精確地查找訂單信息。查詢方式分為3種，分別是按下單日期、品種批號和訂單編號查詢。按下單日期查詢，可以選擇一個日期范圍，將符合條件的訂單查詢出來；按品種批號查詢，即根據訂單中的品種和批號信息進行查詢；根據訂單編號可精確查找到某一條訂單信息。

具體實現時，在 WinCC的VBS編輯器中編寫程序實現與數據庫的連接，然后設置查詢條件，根據查詢條件的不同生成對應的SQL語句，再通過Command 對象執行SQL語句返回數據集RecordSet實現數據過濾，將用戶需要的數據從數據庫中查詢出來進行顯示[6]。

2.2 訂單管理模塊實現

訂單管理模塊可以實現將企業訂單導入到系統中，并可對已有的訂單進行修改刪除等數據維護。由于企業訂單格式多樣且很難實現統一，給導入系統造成一定的困難，因此本部分預先設計一個訂單模板。用戶在導入訂單時，按照訂單模板的格式將最新訂單信息放入模板中進行統一導入。

具體實現時，編寫VBS腳本調用Application對象、Workbook對象、Worksheet對象和Range對象，實現與Excel的連接。通過程序讀取Excel中的數據并寫入到數據庫訂單表中進行保存，實現訂單導入操作。連接Excel的主要代碼如下：

Set objapp=CreateObject(“excel.application”)

Set objworkbook=objapp.Workbooks.Open “文件名”

Set objworksheet= objworkbook.Wooksheet(“表名”)

訂單管理部分可以對查詢出來的訂單信息進行修改和刪除操作。用戶選中某一條訂單記錄后，可以對該訂單中的目標產量、狀態、交貨期等關鍵信息進行修改，如果訂單失效或者錯誤可以直接刪除該訂單。

2.3 訂單追蹤模塊實現

訂單追蹤模塊用于實現追蹤訂單的實時生產狀況，功能分為在紡品種進度追蹤、在紡品種鋪臺詳情追蹤、在紡訂單詳情追蹤和依據顏色追蹤4個子功能。

具體實現時，首先在WinCC的VBScript腳本編輯器中編寫代碼，循環讀取各個工序所有機臺的實時產量信息。然后系統根據實時的產量數據統計出當前車間所有在紡的品種，將產量數據與訂單表對比，進而實現數據追蹤。

a) 在紡品種進度追蹤

在紡品種進度追蹤用于實現追蹤車間當前所有在紡品種的生產進度信息，包括生產工序、在紡品種名稱、線密度、批號、鋪臺數量、已紡產量、目標產量、已紡比例和距離交貨期天數等信息。

b) 在紡品種鋪臺詳情追蹤

在紡品種鋪臺詳情追蹤是針對當前的在紡品種，追蹤出每個品種的具體鋪臺情況，包括所鋪機臺號、品種名稱、批號和產量等信息。

c) 在紡訂單詳情追蹤

在紡訂單詳情追蹤用于追蹤當前車間在紡訂單的詳細信息，包括生產訂單編號、客戶類型、訂單狀態、訂單箱數、下單日期、訂單交貨期等。

以上3個子模塊的操作均是以數據的形式進行追蹤，其效果如圖4所示。

圖4 訂單追蹤—依據數據追蹤的效果

為了更加直觀地反映出某訂單或某品種在車間中的生產狀況，還設計了依據顏色追蹤模塊，以醒目的顏色展示訂單或品種在車間的生產分布情況。

d) 依據顏色追蹤

顏色追蹤可以根據用戶設置的品種以及訂單對應的顏色直觀地顯示出某訂單或某品種在車間中的鋪臺狀況。用戶選擇訂單信息，然后設置該訂單顯示的背景顏色和字體顏色，點擊“跟蹤”按鈕后即可將當前生產該訂單的機臺號以設定的顏色顯示出來，使用戶可直觀地看到該訂單在車間中的生產分布情況。依據顏色追蹤訂單部分實現效果如圖5所示。

圖5 訂單追蹤—依據顏色追蹤的效果

3 結束語

本文基于WinCC組態軟件，結合底層數據采集系統，利用數據庫技術和ADO技術設計并實現了紡織企業實時訂單追蹤系統。與傳統的粗放式訂單追蹤方式相比，該系統實現了訂單的車間級實時追蹤，數據更加精細和全面，操作更為便捷，提高了紡織企業的生產管理水平。本系統作為紡織生產過程及數據處理系統的子系統，已經在多家紡織企業中得到應用，達到了預期目標，提升了生產效率，得到了用戶的一致好評。

[1] 孫芹芹. 基于訂單的紡織生產計劃系統設計開發及應用[D] 合肥：合肥工業大學，2013:1-2.

[2] 陳思云，劉天竹. 汽車裝配車間零部件訂單跟蹤系統的設計研究[J]. 武漢理工大學學報，2005(4) :75-78.

[3] 陳曉明，唐任仲，王正肖. 面向離散制造的訂單跟蹤管理系統研究[J] . 輕工機械，2010(3):111-115 .

[4] 蔣紅梅，陳榮秋. 虛擬企業任務訂單的跟蹤[J] . 工業工程與管理，2002(3):36-40 .

[5] 蔣南云，文堯奇，路致遠，等. 基于訂單管理的紡紗企業生產調度研究[J] . 江蘇紡織， 2008(10) :54-57.

[6] 周小龍，劉芙蓉，范敏毅.WinCC自定義數據庫的數據查詢和報表生成[J] .工業控制計算機，2013，26(4):22-23.

(責任編輯：張祖堯)

Design and Implementation of Real-Time Order Tracking System of Textile Enterprises

LIXia1,GUOHaolong1,ZHANGBaowei1,WANGYonghua1,2

(1.Zhengzhou University of Light industry, Zhengzhou 450002, China;2.Collaborative Innovation Center of Textile and Garment industry, Zhengzhou 451191, China)

In the order-oriented production environment of textile enterprises, enterprises need to obtain the real-time production situation of orders accurately. At present, extensive management in order tracking cannot track the real-time production situation in every process. Aiming at this situation, the real-time order tracking system is designed and realized. in this system, the bottom layer adopts PRofIBUS bus technique to collect production data in real time. The upper layer uses industrial Ethernet technology and database technology to process the data. This system achieves real-time tracking of production data such as order and output. Actual application results show this system can monitor and track the real-time production situation of orders so that enterprises can know order production situation, conduct corresponding adjustment and improve production management ability and level.Key words：textile production process; order tracking; order management; real-time supervision

2014-10-28

李 霞(1962—)，女，河南濟源人，教授，主要研究方向為計算機網絡技術及應用。

TS108.8

B

1009-265X(2015)04-0035-04