用制造執行系統控制制造工廠的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明設及分別根據權利要求1和8的前序的用于用MES系統控制制造工廠的方 法和系統。
【背景技術】
[0002] 在現今的工業自動化領域中，為了提高競爭力，制造公司需要同時減少投放市場 的時間、增加過程可視性和生產靈活性、優化預報和調度、W及減少廢料、庫存水平和停工 時間；所有該些都是在跨所有全球設施保證最優的質量和生產效率的同時進行的。
[0003] 因此，為了滿足該些高要求的目標，制造公司需要集成的IT基礎設施，該集成的 IT基礎設施幫助它們在全球范圍內并且如果必要的話實時地協調生產。制造執行系統 (ME巧通常被稱為IT層，該IT層集成商業系統（例如ER巧和生產控制系統。
[0004] 在西口子公司的SIMATIC?產品族下，西口子公司提供范圍廣泛的MES產品。
[0005] 如制造企業方案協會（MESA國際組織）定義的，MES系統是通過管理"從訂單發放 到制造的點至產品交貨到成品的點的生產操作及通過"經由雙向通信跨組織和供應鏈 地向其它系統提供關于生產活動的任務關鍵信息"，來"驅動制造操作的有效執行的動態信 息系統"。用于開發MES系統的國際標準通常被稱為ISA-95或S95。
[0006]MES系統通常包含的功能為資源分配和狀態、派送生產訂單、數據收集/獲取、質 量管理、維修管理、性能分析、操作/細節調度、文檔控制、勞動力管理、過程管理和產品跟 蹤。
[0007] 因此，由軟件供應商開發的MES系統的目標是向制造公司（客戶）提供用于測量 和控制生產活動的工具，其目的在于為制造工廠提升盈利能力、增加生產率、提高質量和過 程性能。
[0008] 如本文中所使用的，軟件應用是由軟件開發者開發的一組軟件組件，W進行MES 系統內的一些有用動作，例如監視來自工廠過程的值或控制工廠設備。
[0009] 通常，在維修或配置時間，系統工程師或系統集成方根據特定制造工廠要求來靈 活地定制MES應用。
[0010] 反而，在運行時，MES應用由可W是工廠操作者或生產線負責人員的終端用戶使 用。
[0011] 在配置階段期間要求系統工程師定義意在作為在MES平臺上運行的一組操作的 邏輯，W控制制造工廠操作。在MES領域中，使用術語邏輯，其通常指在MES系統上執行的 一組功能或操作。
[0012] 在配置期間，系統工程師通常使用應用，本文中后面被稱為工廠設計者，W用數字 方式表示制造工廠。
[0013] 在MES產品中，具有工廠設計階段對于把在工作流程的生產邏輯中將使用的物理 設備分類是有用的。
[0014] 通過面向對象的架構來對工廠建模，其中設備對象是實質上表示工廠的設備部件 的MES實體。而且，通過生產的工作流程或規則，要求系統工程師通過工廠設計者定義需要 的工廠邏輯，其中邏輯一般被定義為用于執行給定操作的自動化過程；例如針對維修的邏 輯、自動化邏輯（例如通過化C)、關于產品材料的邏輯、針對訂單管理的邏輯、針對生產線 自動化的邏輯等等。
[0015] 如本文中所使用的，使用術語工作流程，其是指用于執行邏輯操作的一組預定步 驟；其中步驟可W是邏輯進行明確定義的任務或調用另一工作流程。
[0016] 因此，在已知的工廠建模技術中，設備對象是沒有邏輯的數據的收集方。例如，設 備對象可W被表示為數據庫表的記錄，其中記錄字段中的每個表示設備屬性，例如狀態、重 量、尺寸、溫度和其它設備特征。
[0017] 在一些已知的現有技術中，能夠創建工作流程和商業規則，但是工作流程和商業 規則是相對于工廠和設備管理不同的實體，因而，令人遺憾的是，它們沒有根據設備結構被 組織。
[0018] 在一些其它更先進的現有技術中，例如通過在設備對象內添加規則，能夠基于工 廠表示來對邏輯進行分類。該有利地使得能夠實現邏輯表征，但是令人遺憾的是，仍具有沒 有使得能夠實現設備表征的缺陷，即不能用公知的特征表征設備對象的缺陷。
[0019] 因此，在所有上述現有技術中，仍不存在超出單純的聚集的設備對象和生產邏輯 之間的聯系，并且令人遺憾的是，另一主要缺陷是還不能通過運行時間能力表征設備對象。
[0020] 另一缺陷是工作流程和規則對表示簡單的邏輯有益，但是令人遺憾的是，在要求 大量的步驟和動作的復雜情況下，對執行和維修兩者而言，工作流程和規則會變得相當繁 重。
【發明內容】
[002。 因此，本發明的目的是克服上述缺點，特別是通過提供用于用MES系統控制制造 工廠的方法和系統來克服上述缺點，其中設備對象設置有一組特定特征，還包括仿真面向 對象的范例的功能。
[0022] 通過經由執行滿足給定客戶要求的給定工作流程來用MES系統控制制造工廠的 方法和系統來實現上述目的，本發明包括W下步驟：
[0023] a)提供用于通過一組設備對象且通過至少一個工作流程來對制造工廠的表示建 模的應用，所述應用在下文中被稱為工廠設計者；其中設備對象是信息的收集方；
[0024] b)提供用于擴充設備對象的特征的復合實體，該種復合實體在下文中被稱為插 件；插件使包括配置、一組屬性元素、一組功能元素的接口可見；
[00巧]本發明進一步包括在維修時間要執行的W下步驟：
[0026]C)設計該一組設備對象能夠使用的一組插件；
[0027] d)針對至少一個設備對象，關聯至少一個插件；
[0028] e)通過工廠設計者，根據給定客戶要求定義給定工作流程，所述給定工作流程包 括與關聯到設備對象的至少一個插件的至少一個元素的至少一個交互；
[0029] 本發明進一步包括在運行時要執行的W下步驟：
[0030]f)執行給定工作流程，W及進行與所關聯的設備對象的至少一個插件的至少一個 元素的至少一個交互。
[0031] 在發明實施方式中，優選地設備對象可W是數據庫表的記錄。
[0032] 在發明實施方式中，插件接口可W另外包括事件元素。
[0033] 在發明實施方式中，在插件元素是功能時，交互是對功能的調用。
[0034] 在發明實施方式中，在插件元素是屬性時，交互是評定屬性的動作。
[0035] 在發明實施方式中，在插件元素是屬性時，交互是觸發事件的動作。
[0036] 此外，能夠提供計算機程序元件，該計算機程序元件包括計算機程序代碼，該計算 機程序代碼用于在被裝載到計算設備的數字處理器中時根據上述方法執行步驟。
[0037] 另外，能夠提供存儲在計算機可用介質上的計算機程序產品，該計算機程序產品 包括用于使計算設備執行提到的方法的計算機可讀程序代碼。
[0038] 利用發明實施方式，提供了用于管理設備對象的模型，其方便地將工廠設計模型 與邏輯定義模型聯合（unify)。
[0039] 利用發明實施方式，設備實體可W有利地富含邏輯功能，能夠從工作流程調用該 些邏輯功能。
[0040] 利用發明實施方式，能夠用仿真面向對象編程（〇〇巧范例的一組特定能力設計設 備對象，其中每個設備對象具有一組明確定義的功能。事實上，通過添加用于在工作流程情 景進行動作的基于插件的實體，使得工廠設計能夠富含設備對象。因此，利用插件可執行邏 輯，設備對象能夠被看作復合對象，該復合對象能夠被改編W滿足制造情景的大量要求，并 且該復合對象能夠W與真實的OOP對象相同的方式被使用。
[0041] 利用發明實施方式，通過披露的功能和/或屬性的給定類別，例如用于移動給定 材料的一組設備對象、要求維修的一組設備對象等，可W有利地表征一組設備對象。
[0042] 利用發明實施方式，在維修時間定義的運行時間邏輯和工廠模型描述在同一設備 對象實體中被關聯，并具有相同的生命周期和/或版本。例如，系統集成方可W通過插件首 先定義設備對象，然后定義邏輯。一旦將插件關聯到設備對象，在軟件更新中它們將一起被 處理。
[0043] 另外，系統工程師能夠開發包括用于特定客戶工程的一組插件的獨立模塊，并且 她/他能夠方便地在其它工程中再次使用它，而無需特別關屯、集成和分配問題。能夠與特 定設備對象無關地定義插件，并且若干設備對象能夠使用該插件。
[0044] 發明實施方式提供了開發過程和工作分解方面的優點。事實上，由于其靈活的粒 度水平，從工作組織觀點來看，插件開發能夠適應工程需要。
[0045] 在發明實施方式中，可W在編碼庫內提供插件，可W有利地用執行編程語言開發 編碼庫，從而改進性能并減小邏輯復雜性。因此，除了使用在邏輯復雜且需要大量的步驟和 動作時變得繁重的、諸如工作流程或商業規則的高級設計語言的選項之外，使軟件開發者 和系統工程師能夠用例如C#、C++或化vaScript的編程語言設計插件功能。
【附圖說明】
[0046] 現將參考附圖W優選而非排他性實施方式描述本發明，其中：
[0047] 圖1是示意性地圖解在本發明的示例實施方式中可W如何將插件放置在工廠模 型的片段內的框圖；
[0048] 圖2是示意性地圖解在本發明的示例實施方式中能夠如何根據工作流程執行插 件內的功能的框圖；
[0049] 圖3是示意性地圖解在本發明的示例實施方式中插件方法的執行和插件事件的 隨后引發的框圖。
【具體實施方式】
[0050] 本發明的至少一些實施方式解決上述問題，其中通過執行滿足給定客戶要求的給 定工作流程來用MES系統控制制造工廠。
[0051] 提供被稱為工廠設計者的應用，W通過一組設備對象且通過至少一個工作流程來 對制造工廠的表示建模。
[0052] 設備對象是信息的收集方，優選地它可W是數據庫表的記錄的形式，其中每個字 段可W方便地定義給定設備屬性。
[0053] 提供被稱為插件的復合實體，W擴充設備對象的特征。插件使包括配置、一組屬性 元素、一組功能元素W及可選地一組事件的接口可見。