折弯机企业制造系统应用集成平台
制造系统应用集成平台的产生一方面来自
折弯机企业实际应用对软件系统的需求，另一方面也是计算机软件技术本身发展趋势所致。软件技术的发展越来越明显地表现出以下特征：软件系统越来越庞大，但是软件系统内部组成模块的规模却越来越小；软件系统的功能越来越复杂，但是系统的开放性却越来越好。计算机应用软件正在向不依赖于特定的硬件和操作系统、具有高度可重用性的方向发展。开发制造系统应用集成平台的目的就是为折弯机企业实施制造系统提供开放的、易维护的、可重构的应用开发与系统运行的集成支持工具。
折弯机企业实施制造系统首先要实现信息集成。信息集成解决了折弯机企业由于各部门之间信息不共享、信息反馈速度慢、信息不全等造成的折弯机企业决策困难、计划不准确、库存量大、产品制造周期长等问题，提高了折弯机企业的现代化管理水平和整体经济效益。无论是信息集成，还是功能集成、过程集成，都离不开软件工具的支持；而且折弯机企业集成水平的提高在非常大的程度上取决于软件系统集成水平，良好的软件支持工具可以帮助
折弯机企业快速实现制造系统应用集成。集成平台与集成框架是先进的折弯机企业应用集成支持工具。
1．应用集成平台的概念、功能和基本特性
1)应用集成平台的概念
制造系统应用集成平台是一个支持复杂信息环境下制造系统应用开发、应用集成和系统运行的软件平台。它基于制造业信息特征，在异构分布环境(操作系统、网络、数据库)下提供透明、一致的信息访问和交互手段，对其上运行的应用进行管理，为应用提供服务，并支持制造系统信息环境下各特定领域应用系统的集成。
2)应用集成平台的功能
制造系统应用集成平台的功能可以划分为系统使能层和应用使能层。系统使能层主要实现通用的应用服务，应用使能层实现对不同应用功能域的特定支持，它提供的服务是面向特定应用的，应用使能层构建在系统使能提供服务的基础之上。
在系统使能层，制造系统应用集成平台以独立于应用的API的形式提供通信服务和全局信息服务功能，这些功能完成系统对异构操作系统、数据库、文件系统和网络协议的特定访问方式的屏蔽，以一致透明的方式为应用提供信息访问服务。
在应用使能层，制造系统应用集成平台提供以下几方面功能：①面向各应用领域的信息集成框架并提供开发工具和原型系统，如MIS、CAD/CAPP/CAM、车间层控制等。②面向各应用领域的集成接口为不同领域的信息访问提供便利。由于不同领域的应用的信息访问方式不同，因此集成接口的形式也就不同，例如，通常基于关系数据库的MIS要求具备基于SQL规范和文件访问的数据访问形式；基于STEP标准的信息集成和功能集成接口则对设计部门较为理想；而采用MMS协议规范的车间控制系统又要求实现 MMS变量访问。③与应用相关的API。系统使能层的APt独立于应用，而应用使能层的API面向特定的各应用领域，提供具有领域特征的应用集成、开发手段。④运行管理应用。一个良好的运行管理系统对集成平台的运行维护和整个制造系统的正常运转都是必不可少的。
3)制造系统应用集成平台的基本特性
制造系统应用集成平台的基本特性有：①为折弯机企业的经营、管理、生产和设计领域应用提供良好的应用编程接口和应用集成接口；②提供对制造系统应用开发、应用集成进行支持的应用开发工具、应用编程接口、应用原型系统；③支持不同的折弯机企业规模和多种多样的折弯机企业信息环境；④集成平台应当为不同的折弯机企业规模和应用范围提供最佳的结构和功能配置，具有良好的可伸缩性；⑤支持异构的分布式应用操作环境，提供一致透明的数据访问。支持现有应用、已有信息资源的集成和重用；⑥根据折弯机企业对Internet服务的需求，错造系统应用集成平台应提供相应的Internet服务功能。
2．制造系统应用集成平台的系统体系结构
图39描述了制造系统应用集成平台的体系结构。整个集成平台按照层次结构进行划分，通信服务(CS)处于集成平台的最底层，为其他层次提供基本的应用服务，包括应用通信、底层设备屏蔽等；全局信息系统(GIS)建立在通信服务之上，维护整个信息系统的完整性和一致性，为应用层提供通用的信息访问和操作手段；通信服务和全局信息系统服务共同构成统一的集成平台系统使能接口，它是构建应用使能层的基础。在系统使能接口之上是用于特定领域集成的子框架，包括MIS集成子系统、3C(CAD/CAPP/ CAM)集成子系统和其他子系统(如车间层控制集成子系统等)。这些子系统一方面提供各特定领域的信息组织方式，另一方面提供领域内信息集成和功能集成的接口。这些接口构成了集成平台的应用使能接口。平台运行管理系统是一个相对独立的功能模块，它利用集成平台各层次提供的应用及系统管理服务完成系统运行监控和管理功能。所戆这些接口都以应用开发和集成的各个层次的API形式出现。
1)通信系统
集成平台的通信系统提供在分布计算机、不同操作系统和不同通信协议环境下通用的通信服务功能。它基于IS0/0SI标准，支持目前流行的网络协议(如TCP/IP、IPX/ SPX等)和应用协议(如MMS、FTP、RPC等)。通信系统以通用API的形式为集成平台的其他部分提供通信服务。
2)全局信息系统
集成平台的全局信息系统(Global Information System，GIS)的基本作用是为运行予集成平台上的应用提供透明、一致的信息访问和控制手段，提供建立和维护折弯机企业全局共享信息的方法和工具。它在异构的分布计算环境下实现对操作系统的透明，对异种的分布数据库、文件系统及应用信息交互接口的透明，从而以一种一致的语义和接口为应用提供数据源(数据库、数据文件、应用交互信息)的访问与控制。
3)MIS集成子系统
MIS集成子系统提供一种集成接口开发工具和一组应用系统接口来实现对多种 MIS开发工具与MIS应用系统的集成。MIS集成子系统还提供具有一定通用意义的0A集成接口，用于实现0A系统和MIS的集成，真正达到为折弯机企业提供一整套事务处理和业务处理集成的管理信息系统的目标。
4)3C集成子系统
CAD/CAPP/CAM集成子系统首先实现一个PDM原型系统，建立产品信息的表述模式与管理模式的定义、面向对象的内核管理机制和开发接口的定义。3C集成子系统利用集成平台提供的基础通信服务和信息服务，参照STEP标准AP203、AP214应用协议建立3C系统集成全局共享模型，基于共享模型即可实现CAx子系统间的信息集成。
5)集成平台运行管理系统
集成平台运行管理系统以Client/Server模式，通过代理机制完成制造系统应用集成平台的动态、静态配置与裁剪；对系统部分或全部组分(数据、运行代码、配置参数)进行定期的、不定期的备份；对平台中各节点运行的应用进行控制和管理；对系统中的重要资源进行共享管理；对系统中的数据库、网络访问节点、系统访问权限进行控制和管理。
6)Internet/Intranet应用系统
Internet/Intranet应用系统采用两级Client/Server访问模式，Web浏览器与Web服务器构成第一级Client/Server结构；Web服务器与GIS的接口软件和数据库系统、平台GIS构成第二级Client/Server结构。
3．基于总线的制造系统应用集成平台
基于总线的制造系统应用集成平台是从柔性软件系统(Flexible Software System， FSS)结构模型与方法的基本概念和思路出发来构造的。FSS是在一定范围内能够满足和适应不断变化的环境和需求的软件系统。其基本概念包括系统体系结构模型和方法两方面。系统的体系结构模型包括整体和单元结构模型两部分。图7．40是基于总线的制造系统应用集成平台系统的整体体系结构。
图40基于总线的制造系统应用集成平台系统的整体体系结构
整体结构模型具有以下特点：①松散式静态分布。代理与代理向分布对等，其间无严格的逻辑关系，可对本地应用提供底层上的基本通信服务，还能在高层次上对用户意图加以反映。②客户端/服务器式动态联接。应用与代理之间、代理与代理之间均以客户端/服务器方式联接，每个代理既可以作为客户端向其他代理发请求，也可以作为服务器向其他代理提供相应的服务。应用与代理之间、代理与代理之间均在发生请求与服务时动态地进行联接，迅速形成一定的逻辑关系并完成复杂的功能。
图41所示的单元结构模型由基于网络的代理通信层、基于协议的命令解释层、基于知识与规则的任务调度层、基于内核的代理服务层组成。
代理服务器——外延层
代理服务器——拓展层
代理服务器——内核层
任务调度层命令解释层
代理通信层操作系统和网络数据库层
图41 基于总线的制造系统应用集成平台系统的单元结构
操作系统和网络数据库层包括硬件、异构操作系统、分布式数据库；代理通信层是代理与外界进行信息与数据交换的接口，主要功能为：建立通信数据通道、发送请求、接收结果；命令解释层按照代理通信语言(ACL)规定的协议进行命令解释，主要功能为：构造发送命令、解释接收数据；任务调度层是基于知识与规则完成平台整体任务的统一协调，主要功能为：任务分类、设定优先级、确定服务模式；代理服务层——内核层是代理为完成其他服务任务所必须的基础性服务；代理服务层——扩展层代理平台实现整体运行管理与控制所需的一般性服务；代理服务层——外延层代理平台为完成特定功能所需的专门性服务，主要功能为：车间管理与控制、CAx信息管理与集成、Internet应用开发。可以看出，原先严格层次化的整体结构被松散式的分布结构代替，转化为单元内部的刚性结构和严格的层次逻辑关系，这也是为适应软件柔性和扩展性的需要。
4．制造系统应用集成平台的发展趋势
1)为折弯机企业实施制造系统提供全方位、全生命周期的支持，便于现有应用的集成
这些支持包括提供通用的通信服务、信息服务和面向应用领域的应用开发工具、原型系统和应用集成接口。在全折弯机企业范围内，支持制造系统应用的设计开发、运行和维护的各个阶段。此外，集成现有的应用可以充分利用折弯机企业的原有资源、缩短制造系统实施时间。
2)既支持折弯机企业的信息集成，又支持功能集成和过程集成
并行工程、敏捷制造和虚拟制造等概念和方法的出现，要求集成平台不但能够支持折弯机企业的信息集成，还能支持折弯机企业的功能集成和过程集成。集成平台应当提供开放的、面向应用领域的应用集成接口，实现应用间的功能集成。随着
剪板机企业经营过程分析和使能技术的发展，过程集成已经逐渐付诸实施，基于工作流管理方式实现过程集成是一个可行途径。
3)采用新技术和理论，支持标准化和开放系统概念，高度的软件可重用性
O-O技术、O—O DBMS、多媒体技术、Internet技术等都将对集成平台发展产生重要的影响。采用新的开放性标准(如Web Service、云服务等)，不断使平台的服务标准化，使系统具有强大的适应性和可扩展性。高度的软件可重用性是集成平台产品本身功能可持续提高的重要基础，也是计算机软件技术的发展趋势。
4)维护应用系统的安全性、可靠性、完整性，实现系统资源和数据的有效管理
制造系统的安全性、可靠性、完整性对折弯机企业运营至关重要。平台产品应当提供规范的系统管理工具，以实现对用户权限、信息资源、软硬件设备的有效管理。另外，随着系统中信息量和系统间交换的信息量的迅速增长，信息管理的要求越来越复杂，迫切需要为折弯机企业提供高效的信息组织管理方式和快速的信息查询手段，采用新的信息管理和访问技术，如数据仓库技术等，为集成平台的应用提供更广阔的空间。
5)对新兴Internet/Intranet/Extranet技术的支持
通过Internet实现制造全球化已成为可能，目前已经可以利用Internet技术构建折弯机企业的内部网Intranet实现信息共享。平台产品应在Internet技术服务上提供相应的支持，如Web服务、防火墙等。当前又提出了更新的Extranet概念，以构造折弯机企业间的网络，这和EDI、OLTP等敏捷制造动态联盟所需的信息技术是一致的。平台产品如何实现对折弯机企业间信息交互的支持是未来要考虑的一个重要问题。
