西門(mén)子MES Opcenter流程行業(yè)套件的系統(tǒng)集成

西門(mén)子Opcenter Execution Process軟件是用于消費(fèi)品、食品、飲料和化工行業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，幫助您提高整個(gè)生產(chǎn)可追溯性，更有效地管理訂單和實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)

前言

眾所周知，MES屬于企業(yè)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在企業(yè)IT架構(gòu)中不僅要實(shí)現(xiàn)信息的縱向貫通還要協(xié)同業(yè)務(wù)的橫向集成。所以，MES系統(tǒng)會(huì)集成大量的第三方的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和以及底層控制系統(tǒng)。本次章節(jié)主要側(cè)重Siemens Opcenter Execution Process的系統(tǒng)集成層面，讓大家對(duì)該產(chǎn)品的集成能力、特點(diǎn)、價(jià)值點(diǎn)有更深入的了解。

西門(mén)子Opcenter Execution Process軟件(前身為SIMATIC IT Unified Architecture Process Industries)是一個(gè)用于消費(fèi)品、食品、飲料和化工行業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。該解決方案已開(kāi)發(fā)覆蓋整個(gè)價(jià)值鏈，從接收來(lái)料到分配生產(chǎn)至產(chǎn)品，包括質(zhì)量控制，生產(chǎn)規(guī)劃和調(diào)度以及報(bào)告，趨勢(shì)和追溯的分析。西門(mén)子Opcenter Execution Process可以幫助您提高整個(gè)生產(chǎn)可追溯性，更有效地管理訂單和實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)。

什么是Opcenter Connect MOM

西門(mén)子的Opcenter Connect MOM是以生產(chǎn)運(yùn)作管理為中心, 滿(mǎn)足公司、制造和控制系統(tǒng)集成的需求。專(zhuān)門(mén)為企業(yè)提供集成的工具，提供強(qiáng)大的內(nèi)置適配器，不僅簡(jiǎn)化企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)的集成、維護(hù)工作，而且增強(qiáng)了企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)之間的互操作性。

西門(mén)子的Opcenter Connect MOM 旨在將西門(mén)子Opcenter產(chǎn)品相互集成，并與外部系統(tǒng)集成:

生產(chǎn)車(chē)間;

ERP;

第三方制造業(yè)務(wù)系統(tǒng);

內(nèi)部和云上應(yīng)用程序。

西門(mén)子的Opcenter Connect MOM不僅能夠?qū)崿F(xiàn)西門(mén)子MOM產(chǎn)品組合的一體化管理，而且能夠集成第三方的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。西門(mén)子MOM產(chǎn)品組合包括：MES、APS、R&D、LIMS、IoT、MI等。與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成包括：Web API、MSMQ、文件、Database、OPC UA等。

OpcenterConnect MOM架構(gòu)

西門(mén)子的Opcenter Connect MOM提供通道適配器、運(yùn)行服務(wù)器和客戶(hù)端網(wǎng)關(guān)。

通道適配器：提供與外部系統(tǒng)的連接，包括：文件、數(shù)據(jù)庫(kù)（MSSQL and Oracle）、Web API(HTTP REST)、Web API Client (HTTP REST)、串行接口、MSMQ、OPC UA、TCP接口等。

Opcenter Connect MOM服務(wù)器：提供路由服務(wù)、代理服務(wù)、映射服務(wù)、日志服務(wù)等功能。

路由服務(wù)：有專(zhuān)門(mén)的WCF路由器服務(wù)，路由表驅(qū)動(dòng)，同時(shí)支持HA配置(冗余)

代理服務(wù)：集中緩存，從數(shù)據(jù)庫(kù)加載（觸發(fā)和調(diào)查），排序、優(yōu)先級(jí)和線(xiàn)程約束，以及消息工作流管理。

映射服務(wù)：支持映射模板，以及用戶(hù)自定義。

日志服務(wù)：服務(wù)器上所有日志目錄，如Id、時(shí)間戳、機(jī)器、源、類(lèi)別、文本、級(jí)別。

Opcenter Connect MOM客戶(hù)端網(wǎng)關(guān)：提供了一種機(jī)制來(lái)簡(jiǎn)化MOM應(yīng)用程序的出站通信，包括消息緩沖和故障轉(zhuǎn)移邏輯，并公開(kāi)一個(gè)RESTful接口來(lái)接收來(lái)自各種應(yīng)用程序的出站消息。

典型集成業(yè)務(wù)場(chǎng)景

在MES建設(shè)過(guò)程中，由于其建設(shè)特點(diǎn)，需要集成大量的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這也是MES系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)中非常重要的內(nèi)容，直接影響MES建設(shè)的運(yùn)行效果。接下來(lái)，會(huì)對(duì)MES建設(shè)過(guò)程中幾個(gè)典型的業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)介紹MES如何實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)集成。

ERP系統(tǒng)集成

ERP系統(tǒng)是企業(yè)進(jìn)行資源管理核心系統(tǒng)，MES在業(yè)務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，需要與ERP系統(tǒng)進(jìn)行交互。西門(mén)子Opcenter Connect MOM與SAP廠(chǎng)商有官方認(rèn)證接口，通過(guò)適配器的配置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。通過(guò)這種方式的業(yè)務(wù)集成，改變了傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)接口方式，避免因不同開(kāi)發(fā)人員因素導(dǎo)致系統(tǒng)間接口不穩(wěn)定，也減輕了企業(yè)在以后運(yùn)維工作。ERP與MES集成的信息主要有:

? 物料的主數(shù)據(jù)

? 生產(chǎn)訂單

? 配方BOM

? 庫(kù)存數(shù)據(jù)

? 物料消耗

? 工單報(bào)工

APS系統(tǒng)集成

APS系統(tǒng)是企業(yè)對(duì)生產(chǎn)資源調(diào)度和車(chē)間排程的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，需要利用各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，集合特定的算法，給企業(yè)提供有限資源下的優(yōu)化結(jié)果。部分企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了APS系統(tǒng)或者與MES系統(tǒng)同步建設(shè)。對(duì)于APS與MES的交互對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)改進(jìn)的提升非常重要。

西門(mén)子的 Opcenter Execution Process已經(jīng)打通與Opcenter APS的集成，當(dāng)APS根據(jù)約束規(guī)則排出當(dāng)前優(yōu)化算法后，其工單執(zhí)行順序結(jié)果會(huì)自動(dòng)同步至MES系統(tǒng)中，并且MES系統(tǒng)的工單的執(zhí)行結(jié)果也會(huì)同步至APS系統(tǒng)，為業(yè)務(wù)插單、下個(gè)周期的排程算法提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化其車(chē)間的排程結(jié)果。

LIMS系統(tǒng)集成

流程行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要頻繁的取樣和檢驗(yàn)，這些檢驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果反饋都會(huì)直接影響生產(chǎn)執(zhí)行效率。因此，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)協(xié)同，不僅可以提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且可以提升生產(chǎn)執(zhí)行效率。

為了將質(zhì)量測(cè)試集成到制造運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，西門(mén)子Opcenter EXPR提供了將質(zhì)量任務(wù)嵌入到工作過(guò)程中的能力。該任務(wù)能夠?qū)⒕€(xiàn)邊測(cè)試嵌入到工作流程當(dāng)中，方便操作員執(zhí)行大量質(zhì)量測(cè)試。這些測(cè)試將直接在質(zhì)量系統(tǒng) (Opcenter Laboratory) 中執(zhí)行。執(zhí)行過(guò)程將通過(guò)在 Opcenter EXPR 中直接顯示 Opcenter Laboratory屏幕來(lái)完成。通過(guò)這種方式，Opcenter EXPR將成為操作運(yùn)營(yíng)的唯一應(yīng)用，無(wú)需進(jìn)行系統(tǒng)間的切換。

Batch系統(tǒng)集成

西門(mén)子批次任務(wù)是一種特定類(lèi)型的自動(dòng)化任務(wù)，可讀取和設(shè)置SIMATIC BATCH主配方及其參數(shù)。這樣就能夠啟動(dòng)在SIMATIC BATCH中隨 MES 數(shù)據(jù)補(bǔ)充的主配方。Opcenter EXPR可讓管理西門(mén)子批次任務(wù)及其參數(shù)，以便執(zhí)行 SIMATIC BATCH主配方。為了保證配方保密性，Opcenter EXPR 提供專(zhuān)門(mén)的連接器SIT BIL實(shí)現(xiàn)與SIMATIC BATCH集成。

另外，系統(tǒng)通過(guò)建立信號(hào)觸發(fā)機(jī)制，使Opcenter EXPR和SIMATIC BATCH可以互相監(jiān)測(cè)當(dāng)前狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)操作、中控室以及管理層的信息實(shí)時(shí)同步。

OPC UA 集成

流程行業(yè)中大量的控制系統(tǒng)是通過(guò)PLC或DCS來(lái)進(jìn)行控制，對(duì)于這部分系統(tǒng)的集成，Opcenter EXPR通過(guò)OPC UA（Unified Architecture，統(tǒng)一架構(gòu)）來(lái)進(jìn)行集成。OPC UA是下一代OPC標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)提供一個(gè)完整的，安全和可靠的跨平臺(tái)的架構(gòu)，以獲取實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。

通過(guò)西門(mén)子Opcenter Connect MOM提供OPC UA配置適配器，實(shí)現(xiàn)以工具化的方式維護(hù)與底層控制系統(tǒng)的集成。

其他業(yè)務(wù)集成

在生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中，存在很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景需要與其他應(yīng)用設(shè)備的集成。如，當(dāng)物料需要打印條碼，條碼需要通過(guò)掃描槍掃描，需要獲取計(jì)量稱(chēng)重設(shè)備的數(shù)據(jù)等等。這些業(yè)務(wù)場(chǎng)景下往往沒(méi)有響應(yīng)的控制器上位機(jī)或者業(yè)務(wù)系統(tǒng)。大部分情況只能提供串口來(lái)進(jìn)行集成。

西門(mén)子Opcenter Connect MOM提供串口配置適配器，實(shí)現(xiàn)以工具化的方式維護(hù)與應(yīng)用設(shè)備的集成。

系統(tǒng)集成特征及價(jià)值

西門(mén)子Opcenter Connect MOM，不僅將西門(mén)子Opcenter產(chǎn)品相互集成，并與外部系統(tǒng)集成。實(shí)現(xiàn)從頂層至車(chē)間，軟件至硬件的全連接。通過(guò)接口中心可以方便、安全的管理與第三系統(tǒng)的集成：

·消息傳遞保證與存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)

·可伸縮的服務(wù)器和適配器

·冗余部署(高可用性)

·數(shù)據(jù)映射服務(wù)

·消息處理服務(wù)的圖形化工作流程

·低延遲消息需求的Express模式

·用于監(jiān)視和診斷的日志服務(wù)

·高度可配置

· 通過(guò)“自定義”適配器和過(guò)濾器的可擴(kuò)展性

西門(mén)子的優(yōu)勢(shì)在于提供一套完整的應(yīng)用程序，這有助于避免實(shí)現(xiàn)中的一對(duì)一連接和直接接口以及由此帶來(lái)的困難。我們通過(guò)Siemens Opcenter Connect MOM簡(jiǎn)化了接口，降低了版本依賴(lài)性。它不是一個(gè)通用的消息總線(xiàn)，而是真正地將制造用例集合在一起，并為制造提供了專(zhuān)門(mén)的消息傳遞功能，為我們所擁有的系統(tǒng)提供了緊密的集成。