一种基于模块化的控制单元的MES系统技术方案

本申请实施例提供一种基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述控制单元至少包括能力模块和控制模块；所述能力模块用于读取外界发送的运行逻辑文件和功能函数库；所述控制模块用于加载并运行所述运行逻辑文件和所述功能函数库。本发明专利技术提供一种分布式架构的MES系统，控制单元互相独立，使得程序开发人员可以根据需要自定义运行逻辑文件和功能函数库中的功能函数，将不同的功能通过不同的控制单元完成，无需将控制单元的功能事先固化在系统中，相比现有技术，提高了制造流程控制的灵活度，降低了开发成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制造执行系统(manufacturingexecutionsystem，简称MES)领域，尤其涉及一种基于模块化的控制单元的MES系统。
技术介绍
制造执行系统能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。它能够与上端的ERP系统通讯获取信息并能收集位于末端的终端设备的数据信息，对末端设备的操作进行控制。现有的MES产品主要存在以下几点问题：·产品方案移植性差产品方案尤其是开发代码移植性差是困扰MES市场发展的一个主要问题。由于传统的软件框架思路过分追求集中的流程监控，在方案初期设计阶段，开发人员必须充分预估制造系统的加工能力和流程可能，这样使得系统软件内核对硬件设备依赖过强，并限制了系统自身扩展和产品方案移植的可能性，同样也从根本上约束了整个制造系统潜在加工柔性的发挥。·行业局限性太强因为之前所提到的产品方案移植性差的问题，所以今天几乎所有的MES供应商的产品都只针对非常特定的行业，甚至行业内特定类型的企业，市场推广具有很强的局限性。·产品开放性差MES市场被严重分割，数据和模式方面缺少通用标准的采用。很多MES开发商甚至本身也是设备制造商，开发的软件系统与自身设备耦合度极高，与第三方设备和软件的整合能力较差，系统开放性严重缺失，与之前两点互为因果，限制了自身产品的发展。甚至像SAP这样的大型软件企业，其自身的ERP产品和MES产品在数据上也有一定交流不畅，说明其之前ERP和MES产品在设计开发上缺少全局规划设计。·开发成本极高移植性差，原因在于其客户方案中代码的再利用率非常低，定制化开发无法避免大量的低效重复工作，这直接造成了开发商在MES方案设计、开发和实施中的巨大投入。传统集中框架灵活性较差(如图1所示)，也造成了系统对随机情况的应对能力不足，任何改动都可能涉及到系统的基础框架和内核程序，不但开发困难，对客户企业来说也意味着更长的系统停摆和测试周期，可能直接影响其正常生产。总体来说，传统MES系统多采用集中式控制，其控制单元被固化在系统之中，这样要求系统在设计阶段，程序开发设计人员就必须充分考虑到整个制造系统可能采用的生产流程以及不同设备的接口、工艺特征，这在很大程度上限制了各工艺设备产能的充分发挥和制造流程控制的灵活度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于模块化的控制单元的MES系统，以通过互相独立的控制单元形成分布式的架构，提高灵活度、降低程序开发成本。本专利技术公开了一种基于模块化的控制单元的MES系统，所述控制单元至少包括能力模块和控制模块；所述能力模块用于读取外界发送的运行逻辑文件和功能函数库；所述控制模块用于加载并运行所述运行逻辑文件和所述功能函数库。优选的，所述运行逻辑文件包括代表外部环境或者内部状态值的变量、函数指向以及运行指向的函数的条件流程；所述控制单元还包括认知模块，用于获取并保存所述变量的值；所述控制模块用于验证根据所述变量的值是否符合所述条件流程，并在满足时，运行所述函数指向所指向的功能函数。优选的，所述控制单元还包括通讯模块，用于建立通讯连接，按照通讯协议与ERP系统和/或生产设备进行数据传送。优选的，所述MES系统包括至少两个所述控制单元，所述控制单元涉外通讯模块之间通过统一的数据格式进行通讯。优选的，所述功能函数库为DLL功能函数库。优选的，运行逻辑文件为XML格式。优选的，所述能力模块还包括一个统一程序类接口，所有自定义的功能函数继承所述接口。优选的，所述能力模块还用于通过自身的所述功能函数对所述数据的格式进行识别和处理。优选的，所述认知模块还用于保存所述运行逻辑文件、设备配置和运行日志信息。优选的，所述通讯模块，用于按照UDP协议传送第一类型数据，并用于按照HTTP协议传送第二类型数据，所述第一类型数据与所述第二类型数据的属性不同。本专利技术通过提供一种包含有可实时读取外界传送的运行逻辑文件和功能函数库并以此来定义自身功能的控制单元的MES系统，使得程序开发人员可以根据需要自定义运行逻辑文件和功能函数库中的功能函数，将不同的功能通过不同的控制单元完成，无需将控制单元的功能事先固化在系统中，相比现有技术，提高了制造流程控制的灵活度，降低了开发成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中的MES系统架构图；图2是本专利技术MES系统架构图；图3是本专利技术控制单元结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本专利技术旨在将MES传统的集中式控制改变成为分布式控制，其主要采用了能够根据实时读取的外界文件实现不同功能的控制单元，这样每一个控制单元只需要对某一台特定的生产设备进行数据收集和流程监控，充分保证这台设备的效能和灵活度充分发挥，并可以尽可能独立运转。如图2所示，为本专利技术中的MES系统结构图，其包括多个控制单元，每一控制单元对应一生产设备。由于每一控制单元均是独立存在的，因此，不论增加、删除或是改变控制单元，都不会对其他控制单元造成影响。以下首先对上述控制单元的结构进行介绍：如图3所示，控制单元包括能力模块12和控制模块11。控制模块11本身运行控制单元的控制线程，是控制单元的核心模块。首先，它包含一个主线程，在启动阶段，载入基于XML格式的运行逻辑文件和DLL功能函数库，之后根据实时的环境信息和内部信息数据不间断的循环检验运行逻辑，任何满足条件的逻辑关系将激活一个支线程启动运行功能函数库所指向的一个或多个功能函数。本专利技术中，一个基于XML格式定义的运行逻辑文件大概分三个组成部分：·变量Variable一个变量代表一个外部环境或者内部状态值。例如这里的控制单元控制一台设备，那么它可以通过感应器的电子信号来确定这台设备是否已经连接，这时我们就需要定义一个布尔值变量DeviceConnected来保存这个数据。·函数指向Function控制单元的一个主要特征在于对外部环境做出反应，而这里的反应就是运行特定的功能函数。以下显示了一个定义指向某功能函数去与设备建立连接。·条件流程Process环境变量和功能函数指向都已经存在，需要对运行此函数的临界条件需要进行定义。在这个例子中，我们可以很好理解，在控制单元启动完成和设备相关设置载入之后，如果设备没有连接，系统应该发起对设备的连接申请。本专利技术中，控制模块11的功能还包括对自身线程的管理和异常情况处理等功能。能力模块12用于从外界读取运行逻辑文件以及功能函数库，负责管理控制单元载入的所有功能性函数。此模块提供一个统一程序类接口ICapability，任何自定义的功能函数类必须继承此接口，以保证其在被载入时可以自动被能力模块识别并运行。控制模块11发起的功能函数线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述控制单元至少包括能力模块和控制模块；所述能力模块用于读取外界发送的运行逻辑文件和功能函数库；所述控制模块用于加载并运行所述运行逻辑文件和所述功能函数库。

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述控制单元至少包括能力模块和控制模块；所述能力模块用于读取外界发送的运行逻辑文件和功能函数库；所述控制模块用于加载并运行所述运行逻辑文件和所述功能函数库。2.如权利要求1所述的基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述运行逻辑文件包括代表外部环境或者内部状态值的变量、函数指向以及运行指向的函数的条件流程；所述控制单元还包括认知模块，用于获取并保存所述变量的值；所述控制模块用于验证根据所述变量的值是否符合所述条件流程，并在满足时，运行所述函数指向所指向的功能函数。3.如权利要求1所述的基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述控制单元还包括通讯模块，用于建立通讯连接，按照通讯协议与ERP系统和/或生产设备进行数据传送。4.如权利要求3所述的基于模块化的控制单元的MES系统，其特征在于，所述MES系统包括至少两个所述控制单元，所述控制单元涉外通讯模块之间通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，
申请(专利权)人：苏州朋泰智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32