专利名称：用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统。
背景技术：
下面，详细地参照一种用于管理工业轧制生产过程的生产命令的计算机化系统来描述本发明。这并不意味着是对本发明范围的限制，因为根据本发明的计算机化系统实际上可成功地用于管理任何类型的工业生产过程的生产命令，不论是分散的或连续的。
众所周知，工业生产过程的管理可以出现在各种操作级别上。第1操作级别是计算机控制系统也称作开放式控制系统或为了简洁起见，简称为“OCS”。OCS一般包括适合与被控制的工业生产过程的一个或多个部分进行交互的若干现场设备。例如，在工业轧制生产过程中，这些现场设备由启动滚筒的发动机，探测轧制带材速度的探测器及类似设备组成。现场设备通过诸如现场总线网络的通信网络与能够根据要求来控制现场设备操作的控制器相连。
第2操作级别(更高级别的)是用于管理生产命令的计算机化系统，也称作制造执行系统或为了简洁起见，简称为“MES”。例如，每天MES接收所要执行的命令的相关输入信息/数据，并且提供所要执行步骤的相关的输出指令，以完成/执行这一命令，即获得与所述命令相关的最终产品。MES可以将这些指令在诸如TCP/IP网络上直接传送给OCS的控制器，所述控制器根据所接收的指令依次控制与工业生产过程交互的现场设备。在这种方式中，使所控制的工业生产过程的各个部分达到要求的情况，以便获得生产命令的最终产品。
计算机化MES一般也被赋予了其他的管理功能，例如像关于命令执行顺序的管理功能、命令执行过程的监控、报告功能、统计分析功能，管理功能等等。
在工业生产过程的管理中，也可以有更高级别的的操作级别。例如，第3操作级别可以是一种用于资源规划的计算机化系统，也称为企业资源规划系统(Enterprise Resource Planning)或ERP系统，其一般包括SAP平台或类似物。ERP系统允许制定(formulate)关于工业生产过程的策略型进度表以及执行管理功能等等。ERP系统的任务是将要完成的生产命令的顺序输入给MES，其中所述生产命令的顺序是基于已经制定的策略和经济计划而自动生成的。
为了执行所需要的管理功能，计算机化MES要运行一个或多个应用程序，而所述应用程序通常是根据结构化程序设计的原理使用像C或C++这样的程序设计语言编码而成的。一组这样的应用程序是根据特定的软件体系结构组织的，此软件体系结构即可以被视为一种确定应用程序执行的逻辑和计时标准的逻辑结构，也可以被视为在每个应用程序的各个部分、应用程序自身或者一个或更多应用程序和外部应用程序等等之间的交互的逻辑和计时标准的逻辑结构。用于已知计算机化MES中的常规软件体系结构通常具有单片电路类型。换一句话说，它们是这样一种软件体系结构，其相对低水平模块化(relatively low level ofmodularity)地、且实际上以充分集中的方式、通过少量相对复杂的应用程序(即，由相对大量的可执行代码行组成的程序)执行管理功能。
计算机化MES可以根据一种使用中央单元(服务器)和人-机接口(客户机)的“客户机-服务器”结构来组织应用程序，其中中央单元与OCS通信以及人-机接口可被用户访问。在这种情况下，所用的应用程序可根据要求被不同地定位于“客户机”或“服务器”上。然而，根据其组织应用程序的软件体系结构仍然基本具有单片电器类型。
传统型的计算机化MES有缺点。
第1个缺点是由所用的软件体系结构的单片电路结构以及所用的应用程序通常都十分复杂所引起的，这使它们难于改进、实施或维护。当为了执行诸如用户接口管理的某一管理功能，有必要交互地使用例如VB和C++这样的不同语言时，这些复杂的问题是尤其关键的。此外，由于常规软件体系结构的低水平模块化，它们常常几乎不可变通并且难于适应用户的需求。相似的管理操作和功能常常在一个或多个应用程序的各个部分中被重复执行。
再者，由于低水平模块化，通常用于常规MES的软件体系结构，常常在其所用的应用程序的各个部分之间具有高度的相关性。因此，如果对应用程序的某一部分进行修改，例如为了引进新的管理功能，就会对应用程序的其他部分造成不良影响。这些不良影响难于预知和跟踪，并且可导致计算机化MES出现严重故障。这一事实相当大的限制了修改/改进所用应用程序的可能性，也就是限制了加入新的管理功能/操作或者修改现有管理功能或操作的可能性。
另一个缺陷是，通常所用的软件体系结构，由于它们的低水平模块化，可能难于将从头开发的软件程序合并，并且为了满意地与外部应用程序进行交互，需要相对繁重的开发工作。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，其能够克服所述的缺陷。
在这一目标范围内，本发明的目的是提供一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，其包括以高水平模块化为特征的用于执行各种需要的管理功能的软件体系结构。
本发明的另一个目的是提供一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，其允许方便地整合新的管理功能和/或修改/删除现有的管理功能。
本发明的另一个目的是提供一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，其允许在执行管理功能期间，方便地与外部应用程序进行交互。
本发明的另一个目的是提供一种便于用户执行、管理和维护的用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统。
在下文将更加显而易见的所述目标以及这些和其他目的，可以通过用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统来完成，其包括至少部分地可被用户访问和与控制所述工业生产过程的系统通信的计算机化单元，其中计算机化单元包括至少一个软件体系结构，这一个软件体系结构包括一个或多个第一软件模块，其适于执行一个或多个管理功能，所述第一软件模块包括一个或多个预定义软件部分；和第二软件模块，适于管理所述第一软件模块的动作；第一计算机化装置，适于存储数据/信息，所述第一计算机化装置可被所述计算机化单元访问；其特征在于一个或多个所述第一软件模块至少包括下述中的一个第一软件部分，用于提供用户接口，第二软件部分，用于执行一组实现所述管理操作的逻辑规则，第三软件部分，用于管理并存储数据和信息；以及进一步包括第四软件部分，适于管理所述第一、二和三软件部分中的至少一个的操作并与所述的第二软件模块通信。
本发明更多的特征及有益效果将从本发明的计算机化系统的优选而不是全部实施方案的描述中得到更清楚地说明，通过附图仅以非限制性例子的方式来举例说明，其中图1是本发明的计算机化系统的实施例的示意图；图2是本发明的计算机化系统的局部的示意图；图3是本发明的计算机化系统的另一局部的示意图；图4是本发明的计算机化系统的另一实施例的示意图。
具体实施例方式
参考图1，本发明的用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统(MES)，包括计算机化单元200，其能至少部分地被用户访问并与用于控制所述被控制的工业生产过程的系统101通信。本发明的MES也包括适于存储数据/信息的第一计算机化装置13。第一计算机化装置13可以被计算机化单元200方便地访问，并且有益地包括一个或多个数据库，优选的为一个或多个ORACLE类型的数据库。计算机化单元200包括软件体系结构1，此软件体系结构1包括适于执行一个或多个管理功能的一个或多个第一软件模块2(图2)。每个第一软件模块2实际上包括独立的并且被定位到执行某一预定管理操作顺序的应用程序。根据要求，需要该操作顺序执行必须由MES执行的某一管理功能。因此，可以设有用来执行命令管理功能、报告功能、预调功能和监视功能等等的软件模块。
参考图2，体系结构1也包括其特定任务为管理第一软件模块2的动作的第二软件模块3。实际上，第二软件模块3包括其任务为确保指定给整个计算机化MES的管理功能正确执行的应用程序。例如，可指定第二软件模块3控制第一软件模块2动作的同步、控制指定给第一软件模块2的管理操作的执行以及管理在第一软件模块2中的通信等等。在每个软件模块2中具有一个或多个软件部分，此软件部分实际上包括执行特定管理操作的预定类型的应用子程序。特别地，第一软件模块2包括实现用户接口功能的第一软件部分4、和/或实现执行指定功能类型的操作的一组逻辑规则的第二软件部分5，和/或实现数据和信息归档以及存储功能的第三软件部分51。根据需要，在每个软件模块2中也可有一个或多个所述的软件部分。进一步地，根据需要，一个或多个所述的软件部分可方便地由一个或多个所要使用的软件子部件组成。
软件体系结构1的特征之一在于，第一软件模块2也包括第四软件部分6，所述第四软件部分适于控制第一软件部分4、和/或第二软件部分5、以及和/或第三软件部分51的动作。进一步地将与第二软件模块3通信的任务委托给第四软件部分6。因此，第四软件部分6被委托管理包括在软件模块2中的每个软件部分的功能性操作以及管理每个软件模块2的外部和内部的通信(“部件管理”功能)。
在一特别有益的实施例中，第二软件模块3包括适于与第四软件部分6通信的第五软件部分7。第五软件部分7具有与第四软件部分6通信的专有任务(“消息发送”功能)。可设有第五软件部分7，以便根据需要管理与一个或多个第一软件模块2的第四软件部分进行通信。
参考图3，在第五软件部分7和第四软件部分6之间的通信通过由第三软件模块8构成的单独的接口可方便地进行。根据需要，也可以设有第三软件模块8，以便于把一个或多个第一软件模块2与第二软件模块3连接起来。
本发明的软件体系结构1也包括用于把第一软件模块2的各个软件部分相互连接起来的单元。特别地，第一软件模块2可优选的包括适于准许在第四软件部分6和第一软件部分4之间进行通信的第六软件部分9。同样地，第一软件模块2可包括适于准许在第四软件部分6和第二软件部分4之间进行通信的第七软件部分10。最后，第一软件模块2可包括适于准许在第三软件部分51和第四软件部分6之间进行通信的第八软件部分52。每个软件模块2也可以与外部环境进行通信，特别是与包括在第一计算机化装置13中的数据库进行通信。因此，优选的，软件体系结构1也包括第四软件模块11，此模块适于准许在一个或多个第一软件模块2的一个或多个软件部分和适于存储数据/信息(例如数据库)的第一计算机化装置13之间的通信。因此，有可能在第一软件模块和第二计算机化装置之间设立一个接口，以便所有存储的数据和信息能够被每一个第一模块2访问。
本发明的软件体系结构1具有相当多的优点。软件体系结构1实际上是完全模块化的。不把生产命令管理功能委托给少数应用程序，而是将其逻辑地分离并委托给若干专用的软件模块。在不同软件模块之间的交互，可由一单独专用的软件模块来管理。而且，在同一软件模块的各个部分之间的交互，以预排序的方式来管理。这确保了十分容易地对管理应用程序进行改进，执行和维护。每个软件模块2实际上是使用最适当的编程语言来完全独立地提供的。在由软件体系结构1提供的各个软件部分之间的交互只需遵守预定的标准。因此，本发明的软件体系结构1是非常灵活的并能适应用户需求的。根据要求，每个软件模块2可被修改/改进或从头开发，而不会对MES的整体作用造成不良影响。每个软件模块2可以通过控制软件模块3与外部应用程序进行交互。本发明的软件体系结构1，更易于实际上使用称为“COM”的软件技术或“ActiveX”技术来实现。它也可能使用诸如C++或Visual Basic的结构或非结构编程语言来实现。
现在参考图4，计算机化平台200可方便的包括“客户机-服务器”结构，此结构包括适于与OCS 102通信并执行预定的第1系列的命令管理功能的第二计算机化装置14(“服务器”单元)。第二计算机化装置14可由设有OCS的专用虚拟接口的API(应用编程接口)服务器构成，并与第一计算机化装置13通信。计算机化平台200也可包括连接第二计算机化装置14和第一计算机化装置13的第三计算机化装置103。第三计算机化装置(“客户机”单元)适于构成用户系统接口以及执行预定第2系列的命令管理功能。本发明的软件体系结构1方便地包括在第三计算机化装置103和/或第二计算机化装置14中。
可选择的，计算机化平台200可包括“单机(stand-alone)”结构，即不根据“客户机-服务器”标准组织的结构，其可以与用户进行交互以及与OCS进行通信(见图1)。
所述的如此构思的用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，可容许无数的修改以及变化，所有这些在本发明构思的范围中。
所有的部件可进一步地被技术上相等的其它部件所代替。
权利要求
1.一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，包括计算机化单元，其至少部分地可被用户访问并与控制所述工业生产过程的系统通信，所述计算机化单元包括至少一个软件体系结构，该软件体系结构包括一个或多个第一软件模块，其适于执行一个或多个管理功能，所述的第一软件模块包括一个或多个预定义软件部分；和第二软件模块，其适于管理所述第一软件模块的操作；第一计算机化装置，适于存储数据/信息，所述第一计算机化装置可被所述计算机化单元访问；其特征在于，一个或多个所述第一软件模块至少包括下述的一个第一软件部分，适于实现用户接口功能，第二软件部分，适于执行一组实现所述管理操作的逻辑规则，第三软件部分，适于实现数据和信息的归档以及存储功能；以及进一步包括第四软件部分，适于管理所述第一、二和三软件部分中的至少一个的操作并且适于与所述的第二软件模块通信。
2.根据权利要求1所述的计算机化系统，其特征在于所述的第二软件模块包括至少一个适于与所述第四软件部分通信的第五软件部分。
3.根据权利要求2所述的计算机化系统，特征在于所述的软件体系结构包括适于准许在所述第五软件部分和所述第四软件部分之间进行通信的第三软件模块，以便于在所述的至少一个第一软件模块和所述第二软件模块之间构成接口。
4.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，其特征在于所述第一软件模块中的一个或多个，包括适于准许在所述第四软件部分和所述第一软件部分之间进行通信的第六软件部分。
5.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，其特征在于所述第一软件模块中的一个或多个，包括适于准许在所述第四软件部分和所述第二软件部分之间进行通信的第七软件部分。
6.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，其特征在于所述第一软件模块中的一个或多个，包括适于准许在所述第四软件部分和所述第三软件部分之间进行通信的第八软件部分。
7.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，其特征在于所述软件体系结构包括准许在所述第一、第二和第三软件部分中的至少一个和所述第一计算机化装置之间通信的第四软件模块。
8.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，其特征在于所述的计算机化平台包括客户机-服务器型的结构，其包括第二计算机化装置，适于与控制所述工业生产过程的系统通信并执行预定的第1系列的命令管理功能；和第三计算机化装置，适于实现用户-系统接口并执行预定的第2系列的命令管理功能；所述第二和第三计算机化装置中的一个或多个包括所述软件体系结构。
9.根据前述权利要求的一个或多个权利要求的计算机化系统，特征在于其用于管理工业轧制过程的生产命令。
全文摘要
一种用于管理工业生产过程的生产命令的计算机化系统，包括至少部分地可被用户访问和与控制所述工业生产过程的系统通信的计算机化单元，该计算机化单元包括至少一个软件体系结构，所述软件体系结构包括一个或多个适于执行一个或多个管理功能的第一软件模块，所述的第一软件模块包括一个或多个预定义软件部分；和适于管理所述第一软件模块操作的第二软件模块；适于存储数据/信息的第一计算机化装置，所述第一计算机化装置可被所述计算机化单元访问；其特征在于一个或多个所述第一软件模块至少包括下述的一个执行用户接口功能的第一软件部分，执行一组实现所述管理操作的逻辑规则的第二软件部分，执行数据和信息存档并存储数据和信息的第三软件部分；以及进一步包括第四软件部分，适于管理所述第一、二和三软件部分中的至少一个的操作并且适于与所述的第二软件模块通信。
文档编号G06Q10/00GK1514969SQ02806110
公开日2004年7月21日 申请日期2002年3月7日 优先权日2001年3月8日
发明者V·费利波夫, V 费利波夫 申请人:Abb服务有限公司