基于ISA95的MES集成接口研究

2 ISA95標準
由于沒(méi)有通用的集成模型、造成用戶(hù)交流困難、不同供應商集成困難、集成后維護困難，因此美國國家標準局(ANSI)和儀表、系統和自動(dòng)化學(xué)會(huì )(ISA)聯(lián)合發(fā)布了ISA-95標準，全稱(chēng)“企業(yè)與控制系統集成”標準，以下簡(jiǎn)稱(chēng)ISA95標準。
ISA95標準是一個(gè)還處于發(fā)展中的參考模型。它基于四層制造企業(yè)層次結構，定義了連接企業(yè)和控制層行為的良好集成慣例。最初的重點(diǎn)是最上面兩層(見(jiàn)圖1)，即業(yè)務(wù)規劃和物流層(第4層)和以及制造操作和控制層(第3層)。ISA95的目的是提供一致的功能描述術(shù)語(yǔ)、信息和操作模型、以及信息數據交換。目前它還沒(méi)有給出明確的協(xié)議或實(shí)施方案。它由5部分組成，其中第1、2、5部分集中在第3層與第4層的接口，第3、4部分集中在制造操作。

3 B2MML規范
B2MML(Business To Manufacturing Markup Language，業(yè)務(wù)到制造標記語(yǔ)言)規范是ISA95標準內容的XML執行標準。它利用XML Schema對標準定義的資源、信息流進(jìn)行具體描述，定義企業(yè)管控系統間需交換數據的內容和格式。利用這一規范可以對不同應用系統中的數據指定統一的意義明確的標簽，使同一數據可以為有需求的不同系統重復利用，達到系統間信息共享的目的。B2MML由WBF(World Batch Forum)創(chuàng )建，基于XML創(chuàng )建了第3層與第4層之間的通信規范的一種實(shí)現方式，用于文本信息交換。B2MML使業(yè)務(wù)過(guò)程和制造過(guò)程實(shí)現無(wú)縫集成，保證成本最小化的互操作性。而XML的使用也促成了異構系統之間的數據交換。

4 基于Web Service的數據交換平臺
W3CWeb Services Architecture小組達成一致意見(jiàn)的Web Service的暫行定義如下：Web Service是由URI標識的應用程序，其接口和綁定可以通過(guò)XML構件進(jìn)行定義、描述和發(fā)現，Web Service支持通過(guò)基于因特網(wǎng)的協(xié)議使用基于XML的消息與其他應用程序直接交互。Web Service是一種通過(guò)開(kāi)放標準、Intemet以及基于業(yè)界標準的Intranet技術(shù)動(dòng)態(tài)交互的軟件組(應用程序和數據)，它可以將不同廠(chǎng)商、不同硬件、不同語(yǔ)言編寫(xiě)成的應用程序集成到一起。Web Service是下一代的WWW，它允許在Web站點(diǎn)上放置可編程的元素，能進(jìn)行基于Web的分布式計算和處理。
本文提出利用Web Service建立統一的數據交換平臺。數據交換平臺是建立在物理網(wǎng)絡(luò )之上實(shí)現各個(gè)應用之間數據傳輸的一種“軟通道”，主要功能是實(shí)現各系統之間的數據傳遞，并在一定程度上實(shí)現業(yè)務(wù)數據整合。
Web Service技術(shù)為企業(yè)解決多平臺、多結構數據、跨地域的信息交換提供了一條解決途徑?；赪eb Service的企業(yè)數據交換是當前解決大型企業(yè)集團數據交換與共享的有效途徑。在本文的應用中，Web Service可以將業(yè)務(wù)規劃和物流層(第4層)的系統，如ERP、SCM等與制造操作和控制層(第3層)，如MES系統無(wú)縫地連接起來(lái)。

5 基于Web Service的數據交換平臺設計
本文設計的數據交換平臺如圖2所示。圖2中，下方是數據交換中心，配備Web服務(wù)器和數據庫服務(wù)器。Web服務(wù)器上面部署Web Service。系統l和系統2是需要交換數據的系統，在本文中，可以是ERP、SCM、MES等任何需要交換數據的獨立系統。數據交換過(guò)程如下：假設系統l要發(fā)送數據給系統2，則系統1將數據目的地設置成系統2，將數據發(fā)送到數據交換中心，數據交換中心將數據存儲在數據庫里面。然后系統2登錄數據交換中心再接收數據。任何系統間的數據交換都按照這種過(guò)程。這種數據交換方式使各系統間的耦合程度最低，現有的系統只需增加Web Service的調用過(guò)程就可以進(jìn)行數據交換，而不需要改動(dòng)原來(lái)的系統。