制造執行系統MES（Manufacturing Execution System）作為聯(lián)系計劃層和控制層之間的紐帶，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。在設計和開(kāi)發(fā)MES時(shí)，軟件開(kāi)發(fā)者有時(shí)重復研究、開(kāi)發(fā)相同或相似的MES系統。開(kāi)發(fā)人員不能把精力集中到業(yè)務(wù)和流程等主要方面。因此把軟件復用技術(shù)應用到MES系統的設計和開(kāi)發(fā)上，提高軟件生產(chǎn)效率。使得軟件設計和開(kāi)發(fā)人員能夠更專(zhuān)注于業(yè)務(wù)的優(yōu)化與流程重組。顯得尤為重要。
軟件復用技術(shù)包括代碼、設計以及分析復用，以框架為代表的較高層次的軟件復用能夠帶來(lái)更大的經(jīng)濟效益?？蚣苁钦麄€(gè)或部分系統的可復用設計，表現為一組抽象構件及構件實(shí)例間交互的方法；另一種定義認為，框架是可被應用開(kāi)發(fā)者定制的應用骨架。前者是從應用方面而后者是從目的方面給出的定義?？蚣芊椒ㄔ诤艽蟪潭壬辖梃b了硬件技術(shù)發(fā)展的成就。它是構件技術(shù)、軟件體系結構研究和應用軟件開(kāi)發(fā)三者發(fā)展結合的產(chǎn)物?？蚣転閷?shí)現特定領(lǐng)域的軟件復用提供了很好的技術(shù)支持，它不僅實(shí)現了代碼的復用。而且使設計和分析也能復用。
1. 框架的領(lǐng)域分析
與傳統類(lèi)庫相比，框架與領(lǐng)域密切相關(guān)，它定義了特定領(lǐng)域應用系統的公共結構。而類(lèi)的復用并沒(méi)有領(lǐng)域相關(guān)的限制。類(lèi)是一種小粒度的可復用資源。而框架則提供了系統級的可復用性。支持系統的、全面的軟件復用，是一種大粒度的可復用資源。
框架總是面向特定領(lǐng)域的，是對特定領(lǐng)域中一組應用系統的共性進(jìn)行的抽象表達。開(kāi)發(fā)人員只有掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識。對該領(lǐng)域的具體應用系統進(jìn)行全方位的了解，才能開(kāi)發(fā)出針對該領(lǐng)域的框架?？蚣艿拈_(kāi)發(fā)需要得到領(lǐng)域知識，而領(lǐng)域知識的獲取離不開(kāi)領(lǐng)域工程技術(shù)?？蚣艿脑O計需要提煉出構件并提供集成機制。實(shí)現后的框架又反作用于相應的領(lǐng)域。為該領(lǐng)域系統軟件的開(kāi)發(fā)提供支持。
MES從生產(chǎn)計劃下達到生產(chǎn)排產(chǎn)、組織、執行、控制，直至生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。它貫穿生產(chǎn)管理全過(guò)程。MES以生產(chǎn)計劃為主線(xiàn)，以調度為核心，通過(guò)合理的組織和安排，調動(dòng)各種生產(chǎn)資源，達到企業(yè)生產(chǎn)成本最小化、效益最大化的目的。通過(guò)將各種資源進(jìn)行合理配置與管理，通過(guò)產(chǎn)品需求與企業(yè)資源有機地結合，既滿(mǎn)足用戶(hù)及市場(chǎng)要求，又使企業(yè)資源得到充分合理的利用。
MES在企業(yè)系統的三層結構中起著(zhù)承上啟下，填補計劃層和控制層之間的空白的作用。MES本身也是各種生產(chǎn)管理的功能軟件集合，包括：工序詳細調度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過(guò)程管理、人力資源管理、維護管理、質(zhì)量管理、文檔控制、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析和數據采集等十一個(gè)功能模塊。
由此可見(jiàn)，MES系統有很多的子系統、子模塊，各個(gè)系統之間關(guān)系錯綜復雜。因此建立多層次信息處理平臺、深層次實(shí)現各相關(guān)部門(mén)的信息交換并為相關(guān)部門(mén)和領(lǐng)導決策層提供高效、準確的輔助決策支持平臺。這不僅有助于加強生產(chǎn)活動(dòng)的綜合管理，深化經(jīng)營(yíng)理念，也有助于大大提升公司系統的生產(chǎn)管理工作和績(jì)效水平。MES系統具有普通MIS系統的特點(diǎn)。
其主要任務(wù)是完成行業(yè)日常結構信息處理任務(wù)，包括對基礎數據進(jìn)行嚴格管理；確定信息處理過(guò)程標準化；同一數據和報表標準格式；對數據進(jìn)行加工和處理；支持信息管理和決策工作等。
概括起來(lái)，MES系統具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
①MES系統是一種分布式應用系統，表現為系統資源的分布性和客戶(hù)的分布性；
②MES系統是一種有較高安全要求的應用系統。由于系統涉及的使用人員和維護人員級別不一，系統應杜絕未經(jīng)授權的任何操作；
③MES系統中許多子系統都涵蓋、對應多種數據類(lèi)型的大數據量的數據，要求考慮數據獲取、處理、分析等復雜性；
④MES系統需要與車(chē)間層操作控制系統SFC（Shop Floor Control）之間進(jìn)行通訊，涉及到從實(shí)時(shí)系統讀取數據，這就要求通信的實(shí)時(shí)性。以及將實(shí)時(shí)數據按一定的要求進(jìn)行采集、實(shí)時(shí)準確的轉存到相應的系統數據庫中；
⑤由于MES系統在制造企業(yè)信息化體系中起到一個(gè)集線(xiàn)器的作用，與ERP等系統集成對MES系統具有重要的意義，所以設計時(shí)要充分考慮到系統的可集成性；
⑥由于企業(yè)的需求會(huì )有變動(dòng)，所以設計系統時(shí)要充分考慮到系統的通用性和擴展性，以滿(mǎn)足企業(yè)的不同需求。因此，系統要在設計時(shí)充分考慮到系統的可擴展性、可集成性要求。并且盡量采用符合開(kāi)放式標準，健壯的平臺。
2. 共性模塊
經(jīng)過(guò)框架的領(lǐng)域分析。抽象出的共性模塊有：
（1）數據操作通用模塊。MES系統通常采用面向對象技術(shù)進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，而關(guān)系型數據庫是持久化數據存儲的成熟解決方案。開(kāi)發(fā)MES時(shí)通常同時(shí)使用這兩種技術(shù)。在面向對象的分析設計中使用實(shí)體（Entity）來(lái)表示系統的抽象概念。分析模型中的實(shí)體在設計中需要考慮存儲，常常又被稱(chēng)之為數據對象（Data Object）。
但關(guān)系數據庫并非Object-Oriented（至少目前來(lái)說(shuō)，對象數據庫OODBMS還未成為商用系統的主流），因此常常需要考慮如何在設計中應用面向對象的設計思想來(lái)處理數據的持久化問(wèn)題。數據操作通用模塊采用目前流行的O／R映射框架（帆Mapping Framework）技術(shù)來(lái)讓開(kāi)發(fā)者減少編寫(xiě)增加、修改、刪除、和查詢(xún)數據庫代碼的工作量。
O／R框架顧名恩義就是進(jìn)行Object（對象）到Rational（關(guān)系型數據存儲）的映射。O／R框架通過(guò)某種方式定義實(shí)體，屬性到數據表，字段的映射?？蚣芙o開(kāi)發(fā)人員提供對象訪(fǎng)問(wèn)接口來(lái)操作對象的增加、修改、刪除、和查詢(xún)，而不是使用SQL。對于底層數據的訪(fǎng)問(wèn)將由O／R映射框架來(lái)完成。
（2）實(shí)時(shí)數據通信模塊。MES可以采集設備、儀表的狀態(tài)數據，以實(shí)時(shí)監控底層設備的運行狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)分析、計算、處理，從而方便、可靠地將控制系統、信息系統整合在一起。并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計劃層。
同時(shí)，MES還可以將計劃層的指令傳遞給底層控制系統。沒(méi)有MES則存在著(zhù)管理、控制的斷層，就會(huì )使現場(chǎng)的一個(gè)個(gè)自控系統各自為政。導致自動(dòng)化孤島的存在。車(chē)間的實(shí)時(shí)信息的掌握、反饋是制造執行系統對上層計劃系統正常運行的保證。車(chē)間的生產(chǎn)管理是制造執行系統的根本任務(wù)，而對底層控制的支持則是制造執行系統的特色。因此實(shí)時(shí)數據通信具有重要的意義。
（3）緩存服務(wù)模塊。在面向對象應用中，開(kāi)發(fā)人員創(chuàng )建對象作為業(yè)務(wù)實(shí)體模型：通過(guò)創(chuàng )建和使用這些業(yè)務(wù)對象，來(lái)完成應用的一項服務(wù)。創(chuàng )建太多的對象會(huì )消耗額外的計算資源。很多情況下。
創(chuàng )建一個(gè)對象并不僅僅是使用一條new語(yǔ)句這樣簡(jiǎn)單。為了創(chuàng )建業(yè)務(wù)對象開(kāi)發(fā)人員經(jīng)常需要獲得很多附加參數。而獲得這些參數和創(chuàng )建對象本身是完全不同的過(guò)程。要求消耗另外的計算資源。為了消除重新創(chuàng )建對象的開(kāi)銷(xiāo)。進(jìn)而也消除相關(guān)的附屬開(kāi)銷(xiāo)。
一種辦法是只創(chuàng )建對象一次，并把它放在“某處”。這里的“某處”代表很多不同的含義，它可以是私有字段、數據庫或者Web服務(wù)端點(diǎn)。應用可以在從該處取出這個(gè)對象。并在任何需要它的時(shí)候訪(fǎng)問(wèn)該對象的服務(wù)。這種技術(shù)被稱(chēng)為緩存技術(shù)。它可以減少業(yè)務(wù)對象的創(chuàng )建次數從而起到提高系統效率，節省資源的作用。
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