一种EMPS集成化架构的制作方法

本发明属于铸造信息化相关技术领域，更具体地，涉及一种emps集成化架构。

背景技术：

铸造业作为现代机械工业的基础产业，在国民经济中处于举足轻重的地位。铸造企业在十多年的信息化、工业化“两化融合”进程中，不断推进应用各类信息化系统来提升自身管理水平，如企业资源计划(erp)、产品数据管理(pdm)、产品生命周期管理(plm)、制造执行系统(mes)、数据采集与监视控制系统(scada)等。铸造企业信息化和工业化的进程提高了铸造企业的生产效率，降低了人员负担，极大地促进了行业的发展。

铸造企业在生产过程中往往应用了多套信息化系统，各类信息化管理系统侧重的方向和功能特点有很大的区别，同时也存在相互重叠的部分。由于缺乏全局规划和统一的系统集成架构，各信息化系统之间难以集成互通，存在诸多“数据重复”、“数据不一致”现象，形成了“数据孤岛”。各信息化系统功能覆盖区域相互重叠在生产管理中形成冲突，经长时间积累造成系统维护困难、使用效率低下，严重制约着企业的发展。同时，生产数据积累不能实现有效利用，限制了铸造生产从数字化到智能化的发展。单一的信息化管理系统不能完全满足企业的要求，铸造企业深入“两化融合”进程需要构建完整企业信息架构，以实现多个系统信息化集成来解决所面临的问题。集成化已成为当前铸造信息化发展的迫切需求和必然趋势。相应地，本领域存在着发展一种集成度较高的企业信息架构的技术需求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种emps集成化架构，其基于现有企业信息的管理特点，研究及设计了一种集成度较好的emps集成化架构。所述架构从业务价值层、技术设计层、制造执行层、设备数据传感采集层四个层面实现了epr、mes、pdm及scada的无缝集成，erp对pdm进行设计驱动、pdm对mes进行工艺指导、scada对生产过程关键参数和底层设备数据进行采集与监控，mes控制车间作业过程，响应车间实时调度的方法，实现铸造企业从业务价值分析到底层设备数据采集的全局信息共享，可有效消除“信息孤岛”现象，大幅提高企业信息系统协同运作效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种emps集成化架构，所述架构包括企业资源计划模块、制造执行系统、产品数据管理模块及数据采集与监视控制系统，所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块之间建立有同源数据库，所述数据采集与监视控制系统采用单独的数据采集服务器，所述同源数据库与所述数据采集服务器形成分布式数据库；

所述架构还基于基础数据库应用服务建立有虚拟数据传输平台，所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块通过所述虚拟数据传输平台来共享所述同源数据库内的数据；所述虚拟数据传输平台与所述数据采集服务器相链接，由此实现所述数据采集与监视控制系统、所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块之间的数据共享和信息传递。

进一步地，所述架构分为业务价值层、技术设计层、制造执行层及数据传感采集层，所述企业资源计划模块位于所述业务价值层；所述制造执行系统位于所述制造执行层；所述产品数据管理模块位于所述技术设计层；所述数据采集与监视控制系统位于数据传感采集层。

进一步地，所述企业资源计划模块用于通过供应链管理来对生产计划、采购计划、人力资源和财务管理进行统筹规划以实现企业资源的整合与调度。

进一步地，所述企业资源计划模块基于客户需求来驱动所述产品数据管理模块进行产品设计，并制定生产计划传输给所述制造执行系统。

进一步地，所述产品数据管理模块用于结合工艺知识库及专家系统优化产品设计，并指导所述制造执行系统控制铸造车间生产工艺。

进一步地，所述数据采集与监视控制系统用于对生产过程关键参数及底层设备数据进行采集及监控，并结合所述制造执行系统来实现车间生产设备控制和生产可视化。

进一步地，所述产品数据管理模块包括产品数据管理子模块及数据挖掘子模块，所述产品数据管理子模块与所述数据挖掘子模块之间交互数据；所述数据挖掘子模块包括所述工艺知识库、所述专家系统及大数据分析系统。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的emps集成化架构主要具有以下有益效果：

1.所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块通过所述虚拟数据传输平台来共享所述同源数据库内的数据；所述虚拟数据传输平台与所述数据采集服务器相链接，由此实现所述数据采集与监视控制系统、所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块之间的数据共享和信息传递，打破原有信息壁垒，有效消除“信息孤岛”现象，大幅度提高了集成度及企业协同运作效率。

2.所述数据采集与监视控制系统用于对生产过程关键参数及底层设备数据进行采集及监控，并结合所述制造执行系统来实现车间生产设备控制和生产可视化，同时可实现工艺参数监控与预警，积累了工业大数据。

3.所述数据采集与监视控制系统采用单独的数据采集服务器，所述同源数据库与所述数据采集服务器形成分布式数据库，由此减小了数据库的运行压力，提高了运行速率。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的emps集成化架构的简易框图。

图2是图1中的emps集成化架构的设计原理示意图。

图3是图1中的emps集成化架构的信息通讯与作用示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2及图3，本发明较佳实施方式提供的emps集成化架构，其中emps表示erp、mes、pdm及scada的集成。所述架构包括企业资源计划模块(erp)、制造执行系统(mes)、产品数据管理模块(pdm)及数据采集与监视控制系统(scada)。所述企业资源计划模块基于客户需求来驱动所述产品数据管理模块进行产品设计，并制定生产计划下达给所述制造执行系统。同时，所述企业资源计划模块根据所述制造执行系统反馈的生产完工信息反馈来对所述生产计划做出调整。所述产品数据管理模块结合工艺知识库及专家数据库来优化产品设计，进而指导所述制造执行系统控制铸造车间生产工艺及管理生产质量数据反馈。所述数据采集与监视控制系统对生产过程关键参数和底层设备数据进行采集与监控，并结合所述制造执行系统实现车间生产设备控制和生产可视化，优化车间作业过程，响应车间实时调度。

所述企业资源计划模块用于从供应链管理的角度对生产计划、采购计划、人力资源和财务管理等主要内容进行统筹规划，以实现企业资源的整合与合理调度。

本实施方式中，所述企业资源计划模块包括生产管理子模块、订单管理子模块、需求计划子模块、销售管理子模块、采购管理子模块、人力资源子模块、财务管理子模块、成本管理子模块及物流管理子模块。

所述产品数据管理模块基于数字化产品设计、生产过程记录等文件建立产品数据集成档案，以实现对铸件整个生命周期内相关信息管理和生产可溯化。具体地，所述产品数据管理模块用于根据客户需求进行铸造产品设计，对铸件结构、工艺、性能等数据进行分析，以指导所述制造执行系统的生产工艺并管理所述制造执行系统反馈的铸件质量数据。

本实施方式中，所述产品数据管理模块包括由产品设计、cad/cam、capp、工艺管理、工艺试制、产品追溯组成的产品数据管理子模块和由工艺知识库、专家系统、大数据分析系统组成的数据挖掘子模块。

所述数据采集与监视控制系统用于对生产设备和生产过程数据进行远程采集与监控，并与上层的所述制造执行系统进行交互，同时提供生产设备状态监控和关键参数预警服务，以实现所述制造执行系统对车间生产制造过程的管理和调度。

本实施方式中，所述数据采集与监视控制系统包括生产设备数据采集子模块、质检设备数据采集子模块、设备状态检测子模块、能源消耗监控子模块、辅助设备数据采集子模块及设备过程参数控制子模块；erp、mes和pdm基于相同的共性基础，该共性基础包括日志管理模块、用户管理模块、权限管理模块、数据管理模块和系统维护模块五个部分。

所述制造执行系统用于控制铸造车间生产过程，并执行所述企业资源计划模块传输的生产计划，同时反馈生产完工信息给所述企业资源计划模块。所述制造执行系统还通过所述数据采集与监视控制系统来对车间设备过程状态数据进行监控以实现铸造设备控制和生产可视化。

所述架构分为业务价值层、技术设计层、制造执行层及数据传感采集层，所述企业资源计划模块位于所述业务价值层，所述制造执行系统位于所述制造执行层。所述产品数据管理模块位于所述技术设计层。所述数据采集与监视控制系统位于数据传感采集层。

所述架构采用分布式数据库，其中，所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块建立erp、mes、pdm同源数据库，所述数据采集与监视控制系统采用单独的数据采集数据库，具体为数据采集服务器。所述架构基于基础数据库应用服务建立了虚拟数据传输平台，所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块通过所述虚拟数据传输平台来共享所述同源数据库内的数据，同时所述虚拟数据传输平台通过链接服务器技术与所述数据采集服务器相链接，以实现所述数据采集与监视控制系统、所述企业资源计划模块、所述制造执行系统及所述产品数据管理模块之间的数据共享和信息传递。

本发明提供的emps集成化架构，该架构实现了铸造企业从业务价值层分析到底层设备数据采集的全局消息共享，可有效消除“信息孤岛”现象，大幅度提高企业信息系统的协同运作效率，同时，通过对底层设备数据和过程数据采集可实现关键工艺参数监控与预警，积累了工业大数据，为企业的智能优化及智能决策提供了可靠的数据支持。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。