CN108320066A - 一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法 - Google Patents

一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法 Download PDF

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罗志勇
何泽波
宦红伦
赵杰
罗蓉
杨美美
郑焕平
韩冷
蔡婷
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Abstract

本发明公开一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法，将元数据管理引入，从而在生产信息管理***方便地访问采集来的大量数据方面提高管理的水平，降低管理的复杂度，结合web网络技术，实现对不同现场，不同源的数据进行统一管理。首先，根据业务定义元数据，然后根据元数据建立数据库模型，利用数据描述，与数据库进行映射，实现异构数据源的统一管理，通过web网络技术，实现不同现场不同生产线的统一管理。

Description

一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法
技术领域
本发明属于制造业信息化技术领域，涉及一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法。
背景技术
在现今的工业自动化领域中，为了提高竞争力，制造公司需要同时缩短上市时间、提高过程可见性和生产灵活性、优化预测和调度以及降低废品率、库存水平和停工时间；同时确保所有全球设施的最佳质量和生产效率。因此，为了满足这些高要求，制造公司需要集成的IT基础设施，其帮助它们在全球范围内协调生产并且如果需要的话，实时地协调生产。制造执行***(MES)通常被称为是集成了商业***(例如ERP(企业资源计划)和生产控制***的IT层。
但是随着监控数据量的增大，管理和访问大型数据集的复杂性已成为数据生产者和用户共同面临的突出问题，数据生产者需要有效的办法来组织、管理和维护海量数据。同时据生产类型和生产线的不同，产生的数据存在异构性，难以对不同分厂和类型的数据统一管理和特征数据查询。
发明内容
本发明的目的主要针对当前在生产管理***对不同生产线中产生的数据难以进行统一的数据管理，提出了一种基于元数实现不同生产线的统一管理方法，它可以采集现场管理***的数据，并对数据与上层管理***数据库数据进行映射，并通过计算机网络传输至网络上的web服务器，web服务器再通过网页将这些数据以需要的形式进行发布，企业的上层管理人员通过网络上的客户机，使用web浏览器就可以查看这些发布的生产过程数据。
本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法，该方法包括如下步骤：
(1)根据数据库内数据建立统一数据模型，其中所述数据模型的内容包括业务***中的对象、对象属性以及对象之间的关系，对象的元数据包括业务特征和管理特征，由各生产线将内部字段与元数据标准中语义相同的元数据项映射。包括RFID数据，温度传感器，位置传感器等。分离与现场管理***德耦合性，使远程管理***能够直接对不同现场的数据进行处理；
(2)按照制定的生产管理细则，建立一个标准的资源描述框架，用这个框架来描述所有的元数据格式，元数据的元素作为元数据所描述的资源的属性；
(3)由各生产线将内部字段与元数据标准中语义相同的元数据项映射。同时，确定应用领域的key，用其作为结果整合时的连接词，并且所有的服务调用结果中都必须有key通过网络层将现场数据采集层与上层管理层进行连接；
(4)将现场的生产管理***中用于监控生产过程的监控层网络与远程监控***的管理层网络相连，并在网络间设置防火墙；
(5)在远程网络架设一台或多台web服务器，并在web服务器上部署数据接收程序；
(6)针对现场数据不同数据源提供包装器生成软件，数据采集程序通过相应上位计算机上人机界面软件的数据接口采集所需***监控数据，并将数据以XML格式打包，数据格式支持ajax，打包好的数据以HTTP数据包的形式发送至指定的web服务器；
(7)web服务器上的数据接收程序对接受到的数据包进行解析，之后，按照数据所属的命名空间，部分数据通过数据库进行保存，实现数据的持久化，部分监控数据支持XML与ajax，能够实时的显示在网页上，通过元数据的描述，下层数据各自不同的描述被统一，同时B/S结构的应用软件都是基于Web浏览器的，实现不同生产线的统一管理；
附图说明
图1示出了本发明提供对于生产因具备的基本数据类型；
图2示出了本发明提供本发明实现不同生产线统一管理的网络结构；
图3示出了本发明提供本发明实现不同生产线统一管理的业务逻辑；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：
本发明提出一种一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法，该方法包括如下步骤：
根据数据库内数据建立统一数据模型，其中所述数据模型的内容包括业务***中的对象、对象属性以及对象之间的关系，生产基本元数据类型如图1所示，针对一般生产线管理***的元数据，基本规则应遵循简单性与适用性原则、互操作性与易转换性原则、灵活性与可扩展性原则、结构化原则、用户需求原则。
采取如下规则定义：
(1)唯一性规则，元数据定义法则必须明确元数据的唯一性，元数据成分的固定性。规规则元数据名称应该唯一。元数据成分一般包括对名称、定义、数据类型、特性重要性、域、子元素。语义规则。元数据定义法则必须明确元数据成分间的关系。
(2)“元数据名称”词表示元数据所属的事物或概念，它表示某一语境下一个活动或对象资源，它是元数据中占支配地位的部分；元数据名称中应有一个且仅有一个名称词，其可以通过对象类来表示。此外，对象类可以由两个或多个其它其他对象类构成。
(3)“定义”词是表示元数据基本内容和具体含义的描述。数据类型”词表示元数据的有效值和有效操作的规定。也可以理解为计算机所存储的数据类型及结构；例如：整型、浮点型、布尔型、字符串、结构和复合类型。
按照制定的生产管理细则，建立一个标准的资源描述框架，用这个框架来描述所有的元数据格式，元数据的元素作为元数据所描述的资源的属性。在制品、报废品、各种生产设备等，还来自统计报表、质量管理文档等。
将现场的生产管理***中用于监控生产过程的监控层网络与远程监控***的管理层网络相连，并在网络间设置防火墙；因此，生产元数据所描述的内容应包含企业中各种与质量管理相关的数据源所带来的信息，将产品生命周期从看是一个基于过程，因此管理会针对其中各个生产过程和业务过程进行，在这个锅中识别各种过程出现的质量管理活动及其产生的质量数据，在此基础上建立元数据标准；针对企业的生产方式、组织机构、供应链以及生产设备都可能会随着市场的变化作出相应调整，为最大限度地适应质量信息资源的变化，建立兼容性很强的元数据。
本方法选用B/S(Browser/Server)浏览器/服务器网络结构。将应用分为表示层、功能层和数据层三个处理层次，如图2所示，表示层由基于Web浏览器的客户端组成。用户通过***的Web应用界面与***进行人机交互，完成数据的采集录入或信息显示；功能层由Web服务器和Web应用服务器构成。Web服务器采用HTTP协议回应各客户端用户发送的请求，向Web应用服务器提供信息显示与数据的检索指令，向用户生成客户端实际显示页面；Web应用服务器通过数据库接口组件JDBC访问数据层，并收集底层数据提交给Web服务器，以实现用户的应用要求；数据层通过数据库服务器执行数据处理逻辑，为***提供底层数据支持；
如图3所示，为了使***可以很容易地将文档的元素和属性映射到其它数据结构或对象分级结构中，也为了在客户端的浏览器和服务器之间来回传输文件变得方便和可靠，便于元数据文件被机器正确识别并理解文档的内容和含义，将方法的业务逻辑进行划分，方便元数据的传输与解析。

Claims (2)

1.一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法，包括如下步骤：
(1)根据数据库内数据建立统一数据模型，其中所述数据模型的内容包括业务***中的对象、对象属性以及对象之间的关系，对象的元数据包括业务特征和管理特征，由各生产线将内部字段与元数据标准中语义相同的元数据项映射。包括RFID数据，温度传感器，位置传感器等。分离与现场管理***德耦合性，使远程管理***能够直接对不同现场的数据进行处理；
(2)按照制定的生产管理细则，建立一个标准的资源描述框架，用这个框架来描述所有的元数据格式，元数据的元素作为元数据所描述的资源的属性；
(3)由各生产线将内部字段与元数据标准中语义相同的元数据项映射。同时，确定应用领域的key，用其作为结果整合时的连接词，并且所有的服务调用结果中都必须有key通过网络层将现场数据采集层与上层管理层进行连接；
(4)将现场的生产管理***中用于监控生产过程的监控层网络与远程监控***的管理层网络相连，并在网络间设置防火墙；
(5)在远程网络架设一台或多台web服务器，并在web服务器上部署数据接收程序；
(6)针对现场数据不同数据源提供包装器生成软件，数据采集程序通过相应上位计算机上人机界面软件的数据接口采集所需***监控数据，并将数据以XML格式打包，数据格式支持ajax，打包好的数据以HTTP数据包的形式发送至指定的web服务器；
(7)web服务器上的数据接收程序对接受到的数据包进行解析，之后，按照数据所属的命名空间，部分数据通过数据库进行保存，实现数据的持久化，部分监控数据支持XML与ajax，能够实时的显示在网页上，通过元数据的描述，下层数据各自不同的描述被统一，同时B/S结构的应用软件都是基于Web浏览器的，实现不同生产线的统一管理。
2.如权利要求1所述的一种基于元数据实现不同生产线的统一管理方法，其特征在于：
针对现场数据不同数据源提供包装器生成软件，确定该***使用的统一元数据标准，由各生产线将内部字段与元数据标准中语义相同的元数据项映射，通过web网络结构，实现异构数据源的的统一化管理，不需要针对现场进行上层管理***的修改，所述的数据接收程序是一个http请求处理程序，运行在web服务器的进程空间，只有在数据采集程序对其请求时才执行，它具有同时接收多个现场管理***数据，通过web界面进行展示，实现不同现场的统一管理。
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