信息化生产终端系统建设与探讨
综合信息化生产终端系统建设与探讨摘要：随着企业近几年在制造信息化方面的大力投入，在现场硬件及软件使用方面都有了长足的进步。目前，各应用系统、硬件系统都是“信息孤岛”运行的模式，没有形成一套一体化的体系。并且终端设备及软件界面不易使用的情况制约了生产信息化整体推进的效果，一套结合生产终端硬件和实时工作警示、便捷工作处理的适合现场管理的综合信息化生产终端系统能够很好的满足现场使用要求。关键词：生产终端系统、信息化、数据中间层、WebService1、引言生产制造经过这些年大力建设，已经形成了生产计划管理系统、制造过程管理系统、质量管理系统、设备监控系统、库存管理系统等形成的应用架构以及现场看板硬件系统、生产终端电脑形成的硬件架构为一体的信息化生产管理体系，对物资、机加、装配、质量、设备管理等起到了不同层度的推进作用，但是在整体使用上还存在一些的问题：（1） 管理人员、现场工作人员在现场仍然无法了解生产信息，所有的生产状态信息需要登录至各业务系统，经过专业人员统一汇总后才能得出。缺乏现场工作进度和整体生产状态的实时对比和时刻现场警示；（2） 现场工作人员需要登录至各个系统才知道自己所有需要办理的工作，缺乏可视化的现场警示，让现场人员时刻知道自己在干什么，有什么需要干，所有任务中什么是急的、什么是重要的；（3） 各个系统的工作需要单独登录至各个系统才能完成所有待办工作的处理，登陆过程复杂，切换操作很不方便。各个业务系统的操作界面都不是适合客户端操作的，现场人员操作很不方便；（4） 原有的以台式计算机放置现场工作台面的终端方式对于现场使用很不方便，并且不易管理。现有的看板设备显示的信息没有和实际业务系统结合，显示的信息不是现场需要的信息。（5） 现场人员想关注企业信息没有合适方式，想实时了解自己的任务情况、考核情况也没有便捷的方式。（6） 现有精益装配单元建设，对于装配视频、工艺图纸、使用说明、相关文件等，仅仅通过文件共享的方式将文件拷贝至终端设备，文件共享缺乏实时性和易用性，对于文件的版本控制也很复杂。2、生产信息化现状分析企业从2012年开始在机加现场大力推进信息化管理，在软件系统和硬件资源上做了很大的投入。软件系统方面：（1） 全面建设制造执行系统，经过2年的实施，业务范围已经覆盖生产计划管理、领料管理、分厂二级计划管理、现场调度管理、工序执行管理、工序检验管理、零组件出入库管理。（2） 实施生产任务委托平台，实现分厂间、部门间的协作任务通过系统平台统一管理。（3） 实施质量管理系统，机加现场的检验和不合格品审理通过系统实现。（4） ERP系统细化管理了物资业务过程、现场库存、零组件库房。（5） 装配现场进行了电子化装配的尝试，将各种电子化的装配视频、工艺路线、说明文档等在现场电脑上展示，进行了基础的电子化装配。（6） 制作了简单的看板展示软件，在机加车间进行初步的任务警示。硬件资源方面：（1） 为机加现场、装配现场配置了11块55寸落地可交互电子看板，配合前期制作的看板软件进行了简单的看板展示。（2） 机加现场、装配现场配置了55台终端电脑，用于现场工序接收、提交执行以及检验执行的操作。上述软件和硬件的搭建在生产从计划下达到最后任务监控等方面都起了一定的效果，在各自的业务范围内都发挥了一定的作用。但是缺乏对应用的整体考虑、硬件的协调使用。所以信息化对现场生产需要的整体性业务需求体现的效果并不佳。3、综合信息化生产终端系统设计方案综上所述，为了能够有效的整合现有生产信息化应用系统、硬件系统资源，将生产过程相关信息充分显性化、现场业务操作过程简洁化，通过信息化推进制造执行过程的高效运转，一套综合信息化生产终端系统既要考虑合适的生产信息警示看板的硬件和软件界面，又要考虑有便捷的硬件和软件的任务处理界面。通过警示看板和现场终端的有效结合，让现场能够及时、显性的知道工作，并且便捷的处理工作。根据以上要求，综合信息化生产终端系统的拓扑结构方案图如下：图（一）硬件拓扑方案整个系统由交互看板、警示看板、业务终端、应用服务层等四部分组成，3.1交互看板交互看板采用落地电脑一体机，其中展示用显示器采用55寸电视机，外包红外单点触摸屏，方便现场工作人员的交互使用。（1）55寸屏幕能够满足1920x1080的高分辨率，能够实现在一屏中显示尽量多的信息。把现场人员需要知道的信息、需要现场人员知道的信息全部展示。（2）红外触摸屏能够代替鼠标功能，满足现场人员对于基本信息查看和简单信息交互的需要。（3）设备自带刷卡器能够满足后期对于现场员工关于考勤信息、考核信息、工作绩效的实时查询。（4）通过定制的客户端软件，实现每一个看板的个性化配置，看板可以显示丰富多彩的信息，满足现场人员对于企业信息的查看需求，满足部门对于看板的个性展示需求。同时，看板在一定情况下又可总体控制。（5）看板经过配置，可实现自动定点开关机的模式，简化人员维护的工作。3.2警示看板由于警示看板仅仅满足显示的要求，所以警示看板采用每个壁挂电视机加上信息机顶盒的模式。电视机和信息机顶盒直连，信息机顶盒通过网线和园区网内的警示服务器连接，通过服务器上软件的配置，控制不同机顶盒电视机上显示不同信息的目的。（1） 根据业务需要，可在相应的业务集中区域设置工作警示看板。（2） 看板对应的信息机顶盒通过网络和业务应用服务器通信，服务器端经过配置即可控制相应机顶盒。（3） 通过定制的展示界面，实现不同的警示看板需要的多样化的警示显示需求。3.3 业务终端现场业务终端采用落地17寸电脑一体机，其中显示器外包红外单点触摸屏，方便现场的便捷交互使用。（1）17寸落地一体机采用全金属外壳包装，维护和管理方便。（2）设备配有17寸触摸屏，同时自带小型金属键盘，能够在最大限度满足现场工作人员简单操作的要求。（3）通过定制的软件，将现场需要操作的软件功能定制到一个客户端软件中，在一个界面中知道所有的工作、一个界面中处理所有的工作，大大简化业务操作过程和操作界面。3.4应用服务层信息化生产终端系统的软件采用三层应用架构：基于SOA架构的数据中间层、应用服务层和信息展示层，其中数据中间层通过标准WebService接口和各数据源进行交互，将各应用系统中的待办工作汇总，统一在应用服务器上按照交互看板、警示看板、业务终端需求进行组织和整理，并通过IE浏览器作为载体在相应终端设备中显示。应用服务层整体也是基于SOA架构的，对于新的需要在现场使用的应用系统，经过定义新的接口和软件配置，就能达到将业务处理需求、业务展示需求、业务交互需求快速实现。做到现场工作人员始终在一个界面查看所有的业务、一个界面处理所有的业务。具体应用架构图如下：图（二）应用架构图3.4.1基于SOA的数据中间层SOA是一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。整个信息化生产终端系统实现中，最为关键的是基于SOA的数据中间层的建设以及相应数据处理标准和规范制定。中间层和业务系统之间的交互采用标准的WebService接口，中间层和应用服务层同样采用标准WebService信息交互。最后，通过规范和标准的制定，将信息交互逻辑固化下来。SOA的优点：（1） 通过SOA与软件本身无关，突破现场各类软件无法交互的限制。（2） SOA具有低耦合的特点，降低各应用软件不断变更升级的影响。（3） SOA具有可分阶段实施的优点，交互看板、警示看板、业务终端的服务可以分阶段实施，互不影响。3.4.2 应用服务层应用服务层是所有业务实现的中枢，交互看板、警示看板、业务终端对数据展示、使用的需求通过WebService接口向应用服务层发起请求，应用服务器将请求转换成WebService接口业务请求向数据中间层发起要求，数据中间层根据要求通过WebService接口向各业务系统提取数据，并在应用服务层中包装完成展示和交互要求并在相应设备中展示。3.4.3 终端显示层终端显示直接采用IE浏览器作为显示载体的模式，通过修改系统注册表文件，实现交互看板、警示看板、业务终端设备开机即浏览器全屏显示对应的业务界面。一方面，便于软件的后续升级维护，服务器端软件升级。客户端直接完成显示的更新，不需要像CS模式的逐台维护；另一方面，便于软件的部署和实施，大范围的现场软件部署仅仅需要在硬件安装操作系统时将配置定义在操作系统中，开机即达到使用需求。4、企业业务实现方案4.1 业务场景“综合信息化生产终端系统”建设范围涵盖园区生产体系单位,包括制造管理部（生产管理处、生产外协处、设备管理处、动力保障处）、工艺工程部、计量测试部、8个加工分厂、8个分厂检验室、6个装配部门、2个装配检验室（人员平均派驻装配现场）等，系统建设的内容包括警示看板、互动看板、业务终端。经过系统建设，整个园区生产系统能够达到如下业务效果：4.1.1加工现场场景（1） 现场警示看板根据需要在各分厂关键位置（生产线、厂长办公室）配置，警示信息展示：年度、月度考核计划及完成情况、齐套要求及完成情况、入库工时情况、工人考核情况、个人待办情况等（MES、ERP系统抽取）。（2） 现场互动看板每一个分厂配置一台（现有设备），看板中丰富显示中心的、分厂的需要现场人员关注的包括新闻、制度、考勤、工会、团委、规范等信息，可供现场人员信息查询。（3） 当调度人员通知现场人员或者现场人员看到警示看板中有待办任务，现场人员到布置在生产线不同位置的业务终端上通过刷卡登陆生产终端系统，即可接收任务和提交任务。（4） 现场人员、调度人员等随时可到业务终端上登陆系统，在问题提交界面中提交现场问题或设备问题，系统根据问题的分类自动提交相关人员和部门。（5） 现场人员随时可在业务终端中查询个人任意时间段的绩效情况。4.1.2检验现场场景（1） 在检验室的关键位置，配置大屏幕显示屏，上面显示检验人员等待处理的工作。（2） 检验人员看到需要处理的工作后，到业务终端刷卡登陆，即可查看、处理所有的工作。4.1.3装配试验现场场景（1） 在装配试验间关键位置设立警示看板，提示每个人的待办、在办工作；展示紧急交付的任务情况（齐套、在装、在试），展示离交付的时间或者拖期时间，加强紧迫感。（MES、ERP信息抽取）（2） 在装配间合适位置设立互动看板，看板中丰富显示中心的、分厂的需要现场人员关注的包括新闻、制度、考勤、工会、团委、规范等信息，可供现场人员信息查询。看板中同时可详细显示警示看板的具体信息，工现场人员查询和了解。（3） 当调度人员通知装试人员或者装试人员看到警示看板中有待办任务，现场人员到布置在装配试验线不同位置的业务终端上通过刷卡登陆生产终端系统，即可接收任务和提交任务。（4） 装试人员、调度人员等随时可到业务终端上登陆系统，在问题提交界面中提交现场问题或设备问题，系统根据问题的分类自动提交相关人员和部门。（5） 装试人员在装试台面的计算机中，可以随时查看装试视屏、装试规程、相关文档等。4.1.4相关保障业务场景（1） 现场人员在业务终端中提交的设备问题或者保障相关需求时，在保障人员办公室的警示看板立刻显示相应问题及需求。（2） 保障人员登录业务终端或者在办公电脑上接收任务，开展工作，并可随时填写进度。4、结束语通过对信息化生产终端系统的整体化建设，将生产相关应用软件整合至一个应用平台，优化了使用界面和模式，大大简化了现场业务操作。同时，将生产现场现有看板设备充分利用起来，将现场任务警示、日常业务操作有机的结合起来，使现场生产任务、工作情况显性化，能够给生产
