CN109599000A

CN109599000A - 一种基于mes的教学与演示***

Info

Publication number: CN109599000A
Application number: CN201811584803.0A
Authority: CN
Inventors: 张江
Original assignee: Shenzhen Zhaoding Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhaoding Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2019-04-09

Abstract

本发明提供了一种基于MES的教学与演示***，该教学与演示***能够在脱离生产硬件设备的情况下在线模拟不同产品的全流程生产管理过程实践，并且该教学与演示***还内置有不同功能的相互独立的子界面模式，用户能够在不同的子界面模式中进行不同的生产管理模拟实操训练，可见该教学与演示***能够为用户提供一个全方位和逼真的生产制造实践环境，以同时满足用户对于书本知识学习和知识实践应用的双重需求；此外，由于该教学与演示***配备了关于多个不同产品的生产管理模型，因此该教学与演示***不仅能用于仿真教学，并且还能够直接应用于对应的不同产品的真实生产管理。

Description

一种基于MES的教学与演示***

技术领域

本发明涉及工业生产仿真设计的技术领域，特别涉及一种基于MES的教学与演示***。

背景技术

为了适应社会工业化发展的需要，许多技术职业高等院校都开设有关于不同类型生产制造业的接口专业和课程，学生通过选择相应的课程就能够学习相关生产制造业的具体专业知识。这类技术职业高等院校通常会为学生提供线上学习和线下学习等不同授课形式，其中线下学习主要包括传统的课堂授课，线上学习主要是借助互联网技术来实现远程和全天候的互联网课程。上述不同授课形式都具有各自的优点，比如，传统的课堂授课能够为学生提供实时互动的学习环境，学生能够从授课老师实时获得相应的知识、并且还能够实时对不同知识点进行反馈，这种实时互动的授课形式能够最大限度地提高学生的学习兴趣和保证授课质量；而线上的互联网课程则能够为学生提供在时间和地点都具有不同程度弹性的课程，学生进行课堂学习不再局限于固定的时间和地点，相反地，学生能够根据自身的实际情况来安排合适的学习进度，并且互联网课程由于其自身良好的普适性，其已经受到越来越多的重视。

学生可通过线下和线上等授课形式来获取各种各样的专业知识，但是由于生产制造业本身的特殊性，学生需要将学习到的书本知识应用到实际的生产制造过程中，才能发挥相应的作用。虽然，现有的高等院校通常都会为学生提供相应的实践课程，但是这类实践课程大多数都只在学校内部的实验室或者模拟车间进行，并且这类实践课程制定的授课内容都较为单一和过时，其通常不能真实地反应出当前生产制造业的实际情况。可见，现有的高等院校教学模式并不能满足学生将知识应用到实际生产制造过程中的需要。

发明内容

在高等院校、特别是技术职业高等院校的教学过程中，其通常采用课堂授课和简单实验相结合的教学模式来对学生进行知识传授，虽然这种教学模式能够使学生对书本知识进行深入扎实的掌握，但是该教学模式并不能赋予学生关于生产制造业中存在的实际锻炼，学生并不能在课堂学习过程中及时地获得关于生产制造业的最新知识，同时学生也无法在课堂学习过程中锻炼自身对知识的实际应用能力以及对生产突发情况的实际应对能力。若高等院校为学生安排相应的生产制造实践活动，则需要考虑时间宽裕度和实践安全性等不同问题，这会给高等院校的课程安排带来较大的难度。可见，现有的高等院校课程设置仍无法同时满足学生对于书本知识学习和知识实践应用的双重需求。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于MES的教学与演示***，该基于MES的教学与演示***通过在线模拟生产制造业运作全过程的方式，为学生提供一个全方位和逼真的生产制造实践环境，学生在该教学与演示***中能够全方位获得关于不同生产制造业运作的实践机会，并且该教学与演示***还能够根据生产制造业发展的实际情况来进行相应的更新，这样能够同时满足学生对于书本知识学***衡，从而显著地提高高等院校的教学质量和教学效率。

本发明提供一种基于MES的教学与演示***，所述教学与演示***用于提供关于不同产品的工业生产过程和工业生产结果的在线仿真教学和演示，所述教学与演示***包括授权终端、服务终端和客户终端，其特征在于：

所述授权终端能够为所述服务终端提供相应的注册登录权限，从而使所述服务终端与所述授权终端进行通信连接，以获得相应的MES资源数据；

所述服务终端在获得所述注册登录权限后，能够执行相应的后台管理操作以及对所述客户终端实施管理监控操作；

所述客户终端能够通过一人机界面，为用户提供与所述工业生产过程对应的模拟仿真操作和所述工业生产产品的实时在线展示；

进一步，所述授权终端为所述服务终端提供所述注册登录权限包括所述授权终端能够生成关于服务终端的注册码，并将所述注册码与来自待进行通信连接的服务终端的验证信息进行匹配处理，若所述注册码与所述验证信息相匹配，则所述授权终端赋予所述服务终端相应的注册登录权限，若不匹配，则所述授权终端不赋予所述服务终端相应的注册登录权限，所述服务终端在获得所述注册登录权限后即可实现与所述授权终端的通信连接；

进一步，所述授权终端包括注册码生成模块、注册码数据库模块和注册码管控模块，所述注册码生成模块用于根据不同服务终端的固有属性信息生成相应的注册码数据，所述注册码库模块用于保存所述注册码生成模块生成的注册码数据，所述注册码管控模块用于管理所述注册码数据以实现对相应注册码相关信息或者注册码使用记录信息的查看操作；其中，所述注册码相关信息包括注册码的有效期或者注册码的激活日期，所述注册码使用记录信息包括所述服务终端与所述授权终端之间关于注册码的匹配激活历史记录数据；

进一步，所述服务终端包括中继MES服务模块和MES数据存储模块，所述中继MES服务模块与所述注册码数据库模块通信连接，所述中继MES服务模块和所述MES数据存储模块均与所述客户终端通信连接，所述中继MES服务模块能够实现对所述客户终端的在线管理信息查看、对所述客户终端运行状态的实时管理、和对所述客户终端的接入许可证的设置，从而使所述服务终端以一对多的方式同时管理控制不同客户终端；

进一步，所述中继MES服务模块对所述客户终端的在线管理信息查看和对所述客户终端运行状态的实时管理具体包括所述中继MES服务模块能够管理与所述服务终端连接的客户终端数量，对不同客户终端执行所述模拟仿真操作中所有操作数据的备份、还原、清空或显示，以及对不同客户终端进行关于所述模拟仿真操作的运行主数据的导入或导出；

进一步，所述中继MES服务模块对所述客户终端的接入许可证的设置具体为所述中继MES服务模块接收来自所述客户终端的访问请求，所述中继MES服务模块对所述访问请求进行解析处理以得到关于所述客户终端的属性验证信息，并将所述属性验证信息与保存在所述MES数据存储模块中的客户终端注册列表进行关联查找，若所述关联查找确定所述属性验证信息存在于所述客户终端注册列表中，则确定对应的客户终端为合法客户终端并赋予其相应的接入许可证，否则，确定对应的客户终端为非法客户终端并不赋予其相应的接入许可证，所述客户终端在获得所述接入许可证后，能够与所述服务终端进行交互通信连接；

进一步，所述客户终端的人机界面还提供工厂建模设置子界面、产品建模设置子界面、工艺建模设置子界面和生产流程设置子界面，通过对所述人机界面进行操作，能够对所述工厂建模设置子界面、所述产品建模设置子界面、所述工艺建模设置子界面和所述生产流程设置子界面分别进行不同运行模式的设定；

进一步，所述工厂建模设置子界面的运行模式包括车间分工管理模式、生产线管理模式、生产设备配置管理模式、人员岗位调配管理模式；所述产品建模设置子界面的运行模式包括目标产品生产选择模式、原材料选择购置模式、原材料采购清单设定模式；所述工艺建模设置子界面的运行模式包括工位设定管理模式、工艺路线管理模式；所述生产流程设置子界面的运行模式包括工单撰写管理模式、原材料接收/发送管理模式、原材料库存查看模式、中间产品生产管理模式；

进一步，所述客户终端的人机界面还提供生产计划设置子界面、生产质量设置子界面、产品统计分析子界面、生产报表设置子界面和产品信息追溯设置子界面，通过对所述人机界面进行操作，能够对所述生产计划设置子界面、所述生产质量设置子界面、所述产品统计分析子界面、所述生产报表设置子界面和所述产品信息追溯设置子界面分别进行不同运行参数的设置；

进一步，所述客户终端还能够通过所述人机界面来对所述模拟仿真操作获得的工业生产产品进行实时三维展示，所述客户终端还能够通过预设的产品质量分析软件来生成关于所述工业生产产品的质量分析报告。

相比于现有技术，本发明的基于MES的教学与演示***能够为学生提供一关于生产制造业运作全过程的全方位和逼真的实践环境，学生可通过该教学与演示***将自身学习的知识应用到不同生产岗位和生产流程的模拟训练中；并且，该基于MES的教学与演示***还不受实际生产要求的约束，为学生提供关于实际生产制造的多维度和多角色实践训练，学生通过该教学与演示***能够及时地获得与实际生产制造业发展相适应的实践机会，从而极大地提高学生的学习和实践兴趣、以及最大限度地改善高等院校的教学质量和教学效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于MES的教学与演示***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，为本发明实施例提供的一种基于MES的教学与演示***的结构示意图。该基于MES的教学与演示***能够提供关于不同产品的工业生产过程要素和工业生产结果的在线仿真教学和演示；其中，MES是指用于工业生产的制造执行***，该工业生产过程要素可包括但不限于是产品的生产流水线操控、产品生产的前期准备、产品生产相关的不同岗位、产品生产的后续服务跟踪操作等关于该产品的全过程相关要素；其中，该工业生产结果可包括但不限于是生产中继产品或者生产目标产品的三维展示、性能参数测试和标定等。该教学与演示***的直接使用用户能够通过对该***进行人机交互操作，来获得关于工业生产制造的实践训练；优选地，该直接使用用户能够在该教学与演示***中进行产品生产前期计划制定、生产原材料采购、生产设备采购、生产工艺设定、生产过程实时监控、产品质量管理测试、不同生产岗位切换等不同产品生产制造相关的流程步骤的在线培训和上岗实践，这样能够使得该直接使用用户能够通过该***就可参与产品生产的全过程以及提高对不同类型的突发情况的处理应对能力。

该基于MES的教学与演示***主要包括授权终端、服务终端和客户终端这三部分，并且该授权终端、服务终端和客户终端由上至下依次存在相应的控制结构，即该授权终端用于管理控制该服务终端，该服务终端用于管理控制若干该客户终端。优选地，该授权终端可对应于该教学与演示***开发者对应的服务器，该服务终端可对应于使用该教学与演示***进行教学的授课者(比如教师等)对应的服务器，该客户终端可对应于使用该教学与演示***进行实操训练的直接用户(比如学生等)对应的操作终端；其中，该服务器优选为大型计算机或者个人计算机等具有较高运算能力的计算机终端，该操作终端优选为便携式计算机、手机或者平板电脑等便携式移动终端。

具体来说，该基于MES的教学与演示***的运行过程包括：该授权终端能够为该服务终端提供相应的注册登录权限，从而使得该服务终端能够与该授权终端进行通信连接，以获得相应的MES资源数据，其中，该注册登录权限能够分配于符合特定条件的服务终端，并且该教学与演示***在运行过程中并不需要配置相应的硬件设备，其只需要在服务器上运行对应软件就能够执行该教学与演示***的操作，从而使得该教学与演示***的使用权限并不是完全封闭的，该教学与演示***能够对相应的用户开放；接着，该服务终端在获得该注册登录权限后，能够执行相应的后台管理操作以及对该客户终端实施管理监控操作，其中，该后台管理操作可为该服务终端对该MES资源数据的处理操作等，该管理监控操作可为该服务终端对不同客户终端实施相应的数据管理和工作状态控制等；最后，该客户终端能够通过一人机界面，为学生等直接用户提供与该工业生产过程对应的仿真操作和该工业生产产品的实时在线展示，其中，该人机界面可包括但不限于是便携式移动终端的显示器、键盘、鼠标或者触摸控制显示器等，该仿真操作可包括但不限于是该直接用户在该教学与演示***中针对不同产品的工业生产全过程的模拟训练操作，该实时在线展示可包括但不限于是对该产品的三维在线展示或者产品参数展示等。通过上述的运行过程能够保证该基于MES的教学与演示***的直接或者间接使用者能够在获得相应权限的情况下，就可直接参与到该教学与演示***的管理和运行中，从而便于学生等直接使用者能够通过该教学与演示***快速和全面地掌握关于产品生产全过程的不同功能模块，以提高该直接使用者的学习效率和学习质量。

此外，由于该授权终端是用于运行该基于MES的教学与演示***对应的软件程序，即该授权终端对应于该教学与演示***的内核部分，为了保证该教学与演示***运行的安全性和数据保密性，该服务器终端需要获得相应注册登录权限的前提下才能与该授权终端进行通信连接，以进一步获取该MES资源数据。优选地，该授权终端为该服务终端提供该注册登录权限的过程可为该授权终端能够生成关于服务终端的注册码，并将该注册码与来自待进行通信连接的服务终端的验证信息进行匹配处理，若该注册码与所述验证信息相匹配，则该授权终端赋予该服务终端相应的注册登录权限，若不匹配，则该授权终端不赋予该服务终端相应的注册登录权限，该服务终端在获得该注册登录权限后即可实现与该授权终端的通信连接。通过上述注册登录权限的管理操作，能够在保证该授权终端运行安全和数据保密的同时，进一步扩大该教学与演示***的应用对应范围和开放权限。

此外，为了实现相应的注册登录权限控制，该授权终端可包括注册码生成模块、注册码数据库模块和注册码管控模块。其中，该注册码生成模块用于根据不同服务终端的固有属性信息生成相应的注册码数据；该注册码库模块用于保存该注册码生成模块生成的注册码数据；该注册码管控模块用于管理该注册码数据以实现对相应注册码相关信息或者注册码使用记录信息的查看操作；其中，该注册码相关信息包括注册码的有效期或者注册码的激活日期，该注册码使用记录信息包括该服务终端与该授权终端之间关于注册码的匹配激活历史记录数据。

其中，该注册码生成模块生成的注册码数据主要用于不同服务终端实现相应的注册登录操作，为了提高不同服务终端实施该注册登录操作的安全性，有必要给出提供一种具有较高安全系数的注册码。为了实现上述目的，该授权终端的注册码生成模块生成该注册码的具体过程可如下所示。

该注册码生成模块生成在注册码是基于来自该服务终端的数据而实现的，其中，来自该服务终端的源数据可包括但不限于是该服务终端对应的管理者名称、该服务终端对应的IP地址或者域名、该服务终端实施服务的开始日期、该服务终端实施服务的终止日期、该服务终端的激活日期、资源访问列表(即该客户终端可访问的课程信息列表)等，在该注册码的实际生成算法中可根据实际需要对该算法的源数据进行扩展，该源数据并不局限于上述罗列的数据类型。相应地，来自该服务终端的源数据集合s可表示为s＝{s₁,s₂,…,s_n},上述表达式表示该源数据集合s包括n种不同类型的源数据，并且每种源数据的长度并不是固定不变，源数据的长度可根据实际情况进行设定，比如该服务终端实施服务的开始日期与该资源访问列表各自对应的源数据长度在一般情况下是互不相同的。

具体而言，该注册码生成模块生成该注册码的过程包括：

首先，对该源数据集合s＝{s₁,s₂,…,s_n}中的每一个源数据元素s_i实施提取32位比特哈希值的操作；相应地，假设对该源数据元素s_i进行哈希运算得到其对应的第一哈希值h1_i，同时获取该源数据元素s_i的数据长度k(即该源数据元素s_i包含k个字节)，此时，s_i[j]表示源数据元素s_i的第j个字节数据；

相应地，通过下面第一换算过程将该第一哈希值h1_i转换成一第二哈希值h2_i，该第一换算过程如下所示：

初始化该第一哈希值h1_i和该字节数据s_i[j]，即使h1_i＝1和j＝0，随后依次通过下面公式(A1)-(A4)对该初始化的第一哈希值h1_i进行k次循环运算，

h_i＝h_i+s_i[j] (A1)

h_i＝h_i+(h_i＜＜7) (A2)

h_i＝h_i^(h_i＞＞5) (A3)

j＝j+1 (A4)

其中，符号^表示幂运算，符号《表示向左移动特定比特位数据，符号》表示向右移动特定比特位数据，比如公式h_i＝h_i^(h_i＞＞5)表示先将h_i向右移动5个比特位并得到一新的数据h′_i，此时

在该第一换算过程完成后，在对该第一换算过程得出的第二哈希值h2_i实施一第二计算过程并得到相应的第三哈希值h3_i，该第二换算过程具体为对该第二哈希值h2_i依次执行下面公式(A5)-(A7)的运算

h_i＝h_i+(h_i＜＜7) (A5)

h_i＝h_i^(h_i＞＞5) (A6)

h_i＝h_i+(h_i＜＜7) (A7)

经过该第一计算过程和第二计算过程获得的该第三哈希值h3_i即为某一源数据元素s_i对应的32位比特的哈希值。由于在该第一计算过程和第二计算过程中应用了5与7这两个质数，故该第一计算过程和第二计算过程可合并成为五七哈希算法，该五七哈希算法是该教学与演示***专用的算法。在实施关于该注册码的验证操作时，基于该源数据集合s＝{s₁,s₂,…,s_n}并通过该五七哈希算法，可相应地得到n个32位比特的哈希值h_i，并形成一哈希值集合h＝{h₁,h₂,…,h_n}。由于不同服务终端提供的源数据的类型和数据长度并不相同，此时通过该五七哈希算法得到的哈希值个数也会有所不同，为了便于后续操作，这里可设置最终生成的注册码为16字节的字符串。

为了计算获得该注册码，该***还使用通用消息摘要算法函数MD5来计算该注册码R，其中R＝MD5(h)，其中h＝{h₁,h₂,…,h_n}。通过上述方式可知，该教学与演示***通过一五七哈希算和通用消息摘要算法函数MD5相结合来计算获得该注册码的最终数据。随后，在对该注册码进行验证操作的过程中，只要按照上述介绍的步骤重新执行一次获得一新的注册码R′，再将该新的注册码R′与该授权终端提供的注册码R进行对比就能够确定当前的注册码是否有效，即若R′≠R，则当前的注册码无效，若R′＝R，则当前的注册码有效，或者将该新的注册码R′保存至一注册码库中，在将该授权终端提供的注册码R与该注册码库中的注册码进行对比即可确定当前的注册码是否有效。可见，只要当该服务终端对应的管理者名称、该服务终端对应的IP地址或者域名、该服务终端实施服务的开始日期、该服务终端实施服务的终止日期、该服务终端的激活日期、资源访问列表等中的任意一条源数据被修改，则相应的注册码就是无效的。

此外，该服务终端对该授权终端进行教学资源的访问操作可采用一访问矩阵A进行表示，该访问矩阵A的表达式可为

其中，m表示该服务终端的数量，n表示该教学资源的数量。该访问矩阵可用于定义关于该访问操作的访问列表，以及限制相应的访问权限，比如，当第3个服务端只有教学资源5和9的访问权限，那么可将该访问矩阵A中坐标(3，5)与(3，9)对应的元素设为1，而其他不具备访问权限的教学资源对应的元素均设为0，即A[3，-(5，9)]＝0，这里-(5，9)表示除了编号为3和9外的其他教学资源的编号，A[3，-(5，9)]＝0表示编号3的服务终端除能够访问编号5和9的教学资源外，其他教学资源均不能访问。

当若干个服务终端同时访问教学资源时，这就需要考虑不同服务终端各自访问优先级别的问题。一般来说，可采用并发访问的方式来解决这一问题，但是为了体现不同服务终端访问的公平性，可以使得具有更多教学资源访问权限的服务终端会被相应地分配更多的访问时间片段。该分配过程的基本思路是计算该访问矩阵A的每一行元素的总和，并根据该总和计算获得某一服务终端能够分配的访问时间片段比例T_i，其中在上述公式中A_ij表征服务终端i访问教学资源j的权限状态，即若能够访问，则A_ij＝1，若不能够访问，则A_ij＝0；该访问时间片段比例T_i具体表示在预定时间内，若多个服务终端并发访问教学资源库，某一服务终端能够被分配的时间比例即为T_i。通过设置该访问时间片段比例T_i，能够防止某些服务终端长时间占用教学资源库及网络宽带资源从而导致该教学资源库无法对其他服务终端进行响应。

除了上述服务终端对教学资源存在访问权限的问题外，每个客户终端对于教学资源也存在相应访问权限设置问题；具体来说，对于所有客户终端对该教学资源进行访问操作的过程可采用一访问矩阵C来表示，该访问矩阵C的表达式可为

其中，p表示该客户终端的数量，n表示该教学资源的数量。该访问矩阵C的每一行表示某一客户终端能够访问的教学资源的情况，若该访问矩阵C的某一矩阵元素的值为1，则表示相应的客户终端能够访问对应的教学资源，若该访问矩阵C的某一矩阵元素的值为0，则表示相应的客户终端不能访问对应的教学资源，可见该访问矩阵C能够以简单明了的方式对每个客户终端关于教学资源的访问情况进行限定。对于第t个客户终端，若其具有访问第i个服务终端的权限，则该第t个客户终端能够访问的教学资源的情况取决于该访问矩阵A的第i行以及该访问矩阵C的第t行，相应地，用A[i]表示访问举矩阵A的第i行，C[t]表示访问矩阵C的第t行，此时A[i]&&C[t]表征该客户终端能够访问的教学资源列表对应的矩阵，其中符号“&&”表示逻辑与的运算。若该客户终端和该教学资源的数量众多，此时该教学资源列表对应的矩阵维度会相应地变多，为了简化该教学资源列表对应的矩阵的处理难度，可对该矩阵进行稀疏化处理。

此外，为了确定较为重要的客户终端，还可以采用帽子矩阵的对角线的方法来实现重要客户终端的寻找，其具体过程如下：先计算获取该访问矩阵C对应的帽子矩阵H，其中H＝C(C^TC)^-1C^T，由于访问矩阵C是p×n的矩阵，故上述计算获得的帽子矩阵H是p×p的矩阵，对该帽子矩阵H实施对角线Diag(H)的操作，以得到一对角线向量D，对该对角线向量D中的元素进行排序，具有较大值的元素对应的客户终端可能属于较为重要的客户终端，即该较为重要的客户终端更趋向于花费较多的时间或者金钱去访问该教学资源，这样有利于寻找有潜质的客户终端对应的用户以提高***的教学效率。

通过上述介绍可知，该基于MES的教学与演示***在运行过程中采用的注册码生成方法具有以下几方面的优点：第一，该注册码生成方法是基于实现难度较低且破解难度适中的算法，由于该基于MES的教学用户演示***中对于教学资源的访问控制对应的安全级别并非最高级别，其只要注册码的生成满足一般安全需求即可，故该注册码的生成方法尤其适用于该基于MES的教学与演示***的应用场景；第二，该基于MES的教学与演示***是通过相应的访问矩阵来实现对教学资源的访问控制，该访问矩阵在实际应用过程中具有容易实现、扩展性强、符合实际需求等特点，并且该基于MES的教学与演示***还能通过关于客户终端的访问矩阵寻找确定具有潜在价值的重要客户终端，这对其实际应用产生了较高的经济效益。

此外，为了使该服务终端分别与该授权终端和该客户终端之间的正常数据传输和控制通讯，该服务终端可包括中继MES服务模块和MES数据存储模块。其中，该中继MES服务模块与该注册码数据库模块通信连接，该中继MES服务模块和该MES数据存储模块均与该客户终端通信连接，该中继MES服务模块能够实现对该客户终端的在线管理信息查看、对该客户终端运行状态的实时管理、和对该客户终端的接入许可证的设置，从而使该服务终端以一对多的方式同时管理控制不同客户终端。通常来说，该服务终端可对应控制若干不同的客户终端，这样能够保证该教学与演示***能够执行多客户终端并行运作的模式，从而最大限度地提高该教学与演示***的运行效率。

更进一步，由于该服务终端通常与若干客户终端进行控制连接，为了便于该服务终端对不同客户终端实施关于控制的接入和中断管理以及保证不同客户终端之间操作数据传输和管理的独立性，该中继MES服务模块对该客户终端的在线管理信息查看和对该客户终端运行状态的实时管理可包括但不限于是该中继MES服务模块能够管理与该服务终端连接的客户终端数量，对不同客户终端执行该模拟仿真操作中所有操作数据的备份、还原、清空或显示，以及对不同客户终端进行关于该模拟仿真操作的运行主数据的导入或导出，这样能够有效地提高该服务终端对不同客户终端的管理效率。

除此之外，为了保证与该服务终端连接的客户终端具有相应的合法性和防止客户终端对该服务终端的恶意干扰，该中继MES服务模块对该客户终端的接入许可证的设置具体为该中继MES服务模块接收来自该客户终端的访问请求，该中继MES服务模块对该访问请求进行解析处理以得到关于该客户终端的属性验证信息，并将该属性验证信息与保存在该MES数据存储模块中的客户终端注册列表进行关联查找，若该关联查找确定该属性验证信息存在于该客户终端注册列表中，则确定对应的客户终端为合法客户终端并赋予其相应的接入许可证，否则，确定对应的客户终端为非法客户终端并不赋予其相应的接入许可证，该客户终端在获得所述接入许可证后，能够与该服务终端进行交互通信连接。通过上述方式，能够避免外界黑客伪装成为客户终端并接入该服务终端上，从而对该教学和演示***的整体运行带来安全隐患。

在实际运行中，学生等直接使用者需要借助其所属客户终端的人机界面才能在该教学与演示***中进行关于产品生产全过程中不同形式的实践训练，该客户终端的人机界面还提供工厂建模设置子界面、产品建模设置子界面、工艺建模设置子界面和生产流程设置子界面。该直接使用者通过对该人机界面进行操作，能够对该工厂建模设置子界面、该产品建模设置子界面、该工艺建模设置子界面和该生产流程设置子界面分别进行不同运行模式的设定。具体来说，该工厂建模设置子界面的运行模式可包括但不限于车间分工管理模式、生产线管理模式、生产设备配置管理模式、人员岗位调配管理模式；该产品建模设置子界面的运行模式可包括但不限于目标产品生产选择模式、原材料选择购置模式、原材料采购清单设定模式；该工艺建模设置子界面的运行模式可包括但不限于工位设定管理模式、工艺路线管理模式；该生产流程设置子界面的运行模式可包括但不限于工单撰写管理模式、原材料接收/发送管理模式、原材料库存查看模式、中间产品生产管理模式。

另外，该客户终端的人机界面还提供生产计划设置子界面、生产质量设置子界面、产品统计分析子界面、生产报表设置子界面和产品信息追溯设置子界面，通过对该人机界面进行操作，能够对该生产计划设置子界面、该生产质量设置子界面、该产品统计分析子界面、该生产报表设置子界面和该产品信息追溯设置子界面分别进行不同运行参数的设置。总的来说，该直接使用者能够在该人机界面上选择进入不同的子界面模式，并在对应的子界面模式内部进行相应的实操训练，该人机界面提供的子界面模式类型多样和功能丰富，该直接使用者能够在该教学与演示***中实现对产品生产制造全过程的熟悉遍历，从而提高自身对不同产品生产制造的熟练控制；适应地，该客户终端还能够提供生产计划管理、生产人员管理、生产设备管理、产品生产工艺管理、产品质量管理、产品生产信息追溯、生产数据报表展示、生产物料管理、数据分析或看板展示、产线物流管理、硬件设备集成管理、软件集成管理等不同的模块功能及相应的运行模块。

最后，该直接使用者还能够在该人机界面来对所述模拟仿真操作获得的工业生产产品进行实时三维展示，所述客户终端还能够通过预设的产品质量分析软件来生成关于所述工业生产产品的质量分析报告。通过这种方式，该直接使用者能够直观地获得不同产品的外形和性能参数，以进一步提高该教学与演示***的仿真训练性能。

从上述实施例可以看出，该基于MES的教学与演示***能够提供不同产品的生产资源包，并能够在脱离生产硬件设备的情况下在线模拟不同产品的全流程生产管理过程实践，并且该***内置有不同功能的相互独立的子界面模式，用户还可根据实际需要自定义创建其他功能的子界面模式，并借助该子界面模式设置不同产品的质量参数、生产设备参数、生产工艺管理参数，以及自定义、增加、删除不同功能角色和变更管理权限等，最后该***还具有与不同类型硬件设备相互集成的功能，以及保留与其他类型生产管理软件相互集成的借口，可见该教学与演示***能够根据用户需求进行灵活的功能变更，以满足用户对于书本知识学习和知识实践应用的双重需求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种基于MES的教学与演示***，所述教学与演示***用于提供关于不同产品的工业生产过程和工业生产结果的在线仿真教学和演示，所述教学与演示***包括授权终端、服务终端和客户终端，其特征在于：

所述客户终端能够通过一人机界面，为用户提供与所述工业生产过程对应的模拟仿真操作和所述工业生产产品的实时在线展示。

2.如权利要求1所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述授权终端为所述服务终端提供所述注册登录权限包括所述授权终端能够生成关于服务终端的注册码，并将所述注册码与来自待进行通信连接的服务终端的验证信息进行匹配处理，若所述注册码与所述验证信息相匹配，则所述授权终端赋予所述服务终端相应的注册登录权限，若不匹配，则所述授权终端不赋予所述服务终端相应的注册登录权限，所述服务终端在获得所述注册登录权限后即可实现与所述授权终端的通信连接。

3.如权利要求2所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述授权终端包括注册码生成模块、注册码数据库模块和注册码管控模块，所述注册码生成模块用于根据不同服务终端的固有属性信息生成相应的注册码数据，所述注册码库模块用于保存所述注册码生成模块生成的注册码数据，所述注册码管控模块用于管理所述注册码数据以实现对相应注册码相关信息或者注册码使用记录信息的查看操作；其中，所述注册码相关信息包括注册码的有效期或者注册码的激活日期，所述注册码使用记录信息包括所述服务终端与所述授权终端之间关于注册码的匹配激活历史记录数据。

4.如权利要求3所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述服务终端包括中继MES服务模块和MES数据存储模块，所述中继MES服务模块与所述注册码数据库模块通信连接，所述中继MES服务模块和所述MES数据存储模块均与所述客户终端通信连接，所述中继MES服务模块能够实现对所述客户终端的在线管理信息查看、对所述客户终端运行状态的实时管理、和对所述客户终端的接入许可证的设置，从而使所述服务终端以一对多的方式同时管理控制不同客户终端。

5.如权利要求4所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述中继MES服务模块对所述客户终端的在线管理信息查看和对所述客户终端运行状态的实时管理具体包括所述中继MES服务模块能够管理与所述服务终端连接的客户终端数量，对不同客户终端执行所述模拟仿真操作中所有操作数据的备份、还原、清空或显示，以及对不同客户终端进行关于所述模拟仿真操作的运行主数据的导入或导出。

6.如权利要求4所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述中继MES服务模块对所述客户终端的接入许可证的设置具体为所述中继MES服务模块接收来自所述客户终端的访问请求，所述中继MES服务模块对所述访问请求进行解析处理以得到关于所述客户终端的属性验证信息，并将所述属性验证信息与保存在所述MES数据存储模块中的客户终端注册列表进行关联查找，若所述关联查找确定所述属性验证信息存在于所述客户终端注册列表中，则确定对应的客户终端为合法客户终端并赋予其相应的接入许可证，否则，确定对应的客户终端为非法客户终端并不赋予其相应的接入许可证，所述客户终端在获得所述接入许可证后，能够与所述服务终端进行交互通信连接。

7.如权利要求1所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述客户终端的人机界面还提供工厂建模设置子界面、产品建模设置子界面、工艺建模设置子界面和生产流程设置子界面，通过对所述人机界面进行操作，能够对所述工厂建模设置子界面、所述产品建模设置子界面、所述工艺建模设置子界面和所述生产流程设置子界面分别进行不同运行模式的设定。

8.如权利要求7所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述工厂建模设置子界面的运行模式包括车间分工管理模式、生产线管理模式、生产设备配置管理模式、人员岗位调配管理模式；所述产品建模设置子界面的运行模式包括目标产品生产选择模式、原材料选择购置模式、原材料采购清单设定模式；所述工艺建模设置子界面的运行模式包括工位设定管理模式、工艺路线管理模式；所述生产流程设置子界面的运行模式包括工单撰写管理模式、原材料接收/发送管理模式、原材料库存查看模式、中间产品生产管理模式。

9.如权利要求1所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述客户终端的人机界面还提供生产计划设置子界面、生产质量设置子界面、产品统计分析子界面、生产报表设置子界面和产品信息追溯设置子界面，通过对所述人机界面进行操作，能够对所述生产计划设置子界面、所述生产质量设置子界面、所述产品统计分析子界面、所述生产报表设置子界面和所述产品信息追溯设置子界面分别进行不同运行参数的设置。

10.如权利要求1所述的基于MES的教学与演示***，其特征在于：所述客户终端还能够通过所述人机界面来对所述模拟仿真操作获得的工业生产产品进行实时三维展示，所述客户终端还能够通过预设的产品质量分析软件来生成关于所述工业生产产品的质量分析报告。