经编制造执行系统(WKMES)是经编车间生产管理系统中的一项重要技术。它衔接着企业的车间生产现场与计划管理层ERP管理系统，加强了车间生产控制与计划管理层之间的沟通，解决企业信息“鸿沟”问题，承担着承上启下的作用。
目前，国内外的制造执行系统(MES)已经在纺织行业相继应用。比利时Barco公司的Knit Master为针织机提供了DU8P终端，意大利LONATI公司的NAUTILUS为圆纬机提供统一接口，实现了针织机器的数据共享。国内在针织行业信息化方面也有一定进展，软通科技的软通织机电脑监测系统为织机提供统一数据采集与共享接口，并在福建、山东等地得到了一定的应用，但上述系统都为C/S结构，必须在终端电脑安装指定的应用程序才能作为客户端进行数据操作，成本高且升级维护极不方便，另外上述系统的设计不是只针对经编企业，经编企业的个性化需要不能得到很好的满足。为此，本文针对各经编企业的个性化要求，使用C#.NET作为开发语言、IIS作为web服务器、SQL SERVER作为数据库服务器、WKCAM作为底层数据采集系统开发了易于升级维护、方便为各个企业定制不同功能需求的B/S架构WKMES系统，旨在加强经编车间的信息化与自动化，减少劳动力成本。
1 体系结构
在WKMES系统中，经编车间里的工控机和服务器与其他部门的计算机通过局域网形成B/S结构模式，即由工控机实现经编机的实时数据采集、对数据整理，删除垃圾数据，并发送到数据库服务器。服务器保存工控机发送的机器数据。客户端只需安装浏览器作为客户端应用的运行平台，在局域网内从服务器的数据库中可实时检索机台的生产数据，对机器数据进行查询、统计、分析，并可把订单发放到具体机器。系统框架如图1所示。为了满足车间MES的需求，对WKCAM系统而言，一方面需要实时监测机器的状态，显示给挡车工机器的实时数据；另一方面，还要实现为远程在线监控提供系统的生产参数、机器信息、生产品种等数据，从而为系统打印各类报表以及后续分析机台能力提供参考依据。
图1 经编制造执行系统框架图
2 软件功能设计
在整个制造执行系统中，经编机集成控制系统作为数据来源，为了实现对其机器生产状态和数据的监控，需要循环利用各种传感器监测原件采集经编机的生产数据，将数据临时保存在本地硬盘上，并在其工控机显示器上实时显示，同时还需通过车间的无线网络将数据发送到车间数据库服务器，实现车间机器的数据分散、采集。其他连接在公司局域网络的客户端计算机则通过浏览器从车间数据库服务器获取机器的实时数据或者历史数据以自定义的方式组合显示，实现机器运转状态的在线监测，所以在系统设计时，始终将机器数据作为主线，将整个系统的功能分成若干模块，每个模块完成各自的管理，功能模块如图2所示。
图2 系统功能模块
2.1 系统管理
系统管理模块包括了经编制造执行系统中的系统参数，包括对用户权限的控制，密码的设置，数据库的备份与还原，系统功能的开放与关闭，查看所用的登陆记录等。另外，为了控制用户权限，对使用系统的用户进行了分组，包括系统管理员、工艺员、技术员以及普通用户，不同的用户登录则显示出不同的功能模块。
2.2 实时监控
机器状态页面实时显示当前机器的生产数据，包括机器号、当前所织花型、班次、机器状态、主轴转速、开车时间、调试时间、停车时间、停车次数、生产米数等信息。另外，系统同时记录机器其他一些具体信息，例如：油温、总开车时间、落布米长等，一旦机器当前数据中某项到达设定需要维护或者停车检查时，则机器报警，等待采取相应措施。
盘头数据主要为整经车间的工作提供依据。显示器实时显示所有盘头的剩余纱线情况以便及时通知调度保全工更换盘头。存放盘头页面显示每个车间目前存放待织盘头的情况，方便整经车间合理分配整经任务，及时调整工作计划。
2.3 质量控制
系统在与其他硬件终端连接后可以进行对织物质量的监测与控制，例如对织物疵点的检测、对送经量的控制、对油温及剩余油量的控制、织物面密度的控制等。
2.4 生产计划
当前订单模块主要提供显示对当前机器所织造的订单信息的查询，包括机器号、订单号、品名等。不同的经编企业的订单信息不同，可根据需要选择所显示的订单信息。预约订单模块让拥有权限的用户对订单进行发放，编辑订单的详细信息、指定订单的花型文件。在信息填写完整提交后系统自动将订单信息发送到工控机并提醒挡车工是否接收订单和花型文件。
2.5 文件管理
上传花型模块为工艺人员提高花型的上传功能。选择花型文件、填写上传者信息之后，系统将从所选花型文件中提取出花型信息(包括花高、花宽、机号、拥有者等)保存到数据库，并将花型文件保存到服务器。加载花型则可实现机器花型的远程加载。用户只需确定花型文件名称和所需加载花型的机器并提交至服务器。服务器接收信息后，从数据库中找到该花型文件发往指定机器，如果此时机器处于接受状态，则可实现花型的远程加载。
2.6 记录报表
系统为用户提供自定义的设计报表，可根据自己的需求查询出相应的报表，同时可显示当前订单的完成进度情况。用户可选择时间段查询出所有机器报表信息，然后对查询出来的数据进行筛选过滤。故障表可显示所有机器的停车原因，及时找出疵点原因，为修机提供参考。
详细报表模块为客户端用户提供数据的曲线图或者柱状图查询，用户可选择所需数据类型，包括机器、时间间隔、产量、效率、开车时间量等信息生成曲线分布和趋势图(如图3示出某台机器1周内开车时间分布)，分析机器运转合格情况，达到实时监控质量状况，及时发现问题，尽快解决问题的目的。
图3 趋势分布图
也可以根据时间段对各台机器的生产数据进行比较，方便保全工及时调修机器找出故障原因。用户在定义完参数后可对查询出来的报表进行打印或导出为excel和pdf文件方便保存。
2.7 工资管理
工资管理模块可按照工人的挡车时间、挡车效率、产量等结算员工的绩效工资。在职工管理模块为各个岗位的员工设立一个工资系数后，系统可根据上述条件生成工资表。管理人员可根据生成的表格联系实际情况对员工的工资进行评定。
3 关键技术介绍
3.1 数据表设计
在数据库的结构设计中，始终以机器、订单以及用户信息为主线设定数据库表。例如：订单信息与机器信息的数据表信息可表述为图4。
图4 数据表结构图
这样，当需要查询某订单的完成情况时只需查询在订单表中该订单号所在的织造时间段内的完成情况即可。
3.2 实时产量更新
由于使用现有光电传感技术监控机器主轴速度，因此从工控机组中实时获得的机器产量数据为米数。
式中：ω为机器速度；t为时间，h；η为百分比的效率；r为成品纵密，纵行/cm。实际经编企业里计算产量通常以质量为单位，这样就涉及根据企业订单中要求的米长(1 kg坯布的米数)来计算产量(kg)。
m=l/λ
式中：m为质量；l为机器监测产品长度；λ为米长，m/kg。因此，在班产数据表中插入触发器来根据订单表中的米长实时更新产量(kg)字段。当更新班产表中的当日生产米长时，实时获取该台机器订单的米长参数并更新记录的产量。
3.3 数据库视图的应用
在数据库中，数据通常存放在表中。视图与表不同，视图是一种虚拟表，即视图所对应的数据不进行实际存储。在系统运行过程中，服务器接受来自工控机的实时数据并保存在数据库。这些数据分不同类别存放在不同的表，例如，机器的实时运行状态、转速等存放在机器状态表中，班次数据如开车时间、停车时间、实时效率等存放在班产数据表中。而视图是一种虚拟表，只是定义在1个或多个基表上或其他视图上，并且提供一种访问基表数据的方法。实时监测视图从2张表中取出机器的状态和当天的班产数据呈现给客户端。这样不仅为用户集中数据，简化用户的数据查询和数据库使用的复杂性，节省了服务器的使用量、极大地提高了检索效率。用户不必连接复杂的数据库中的表结构，并且数据库表的更改也不影响用户对数据库的使用。且只需授予用户使用视图的权限，也增加了安全性。
3.4 使用cookies和session控制权限
系统为了保证检索效率使用ADO.NET实现与数据库服务器的连接，服务器与客户端并不是时时保持连接状态，而是服务器被动地等待客户发送请求，服务器才进行响应，因此，在大部分情况下，服务器并不会管客户端是否还依然存在。为了避免让客户频繁重复登录，使用会话状态对象记录登录者信息，每次页面生成时只需验证会话状态对象中是否包含必要信息，如果没有对应客户端的信息或者信息超时，则提示用户没有权限或者登陆超时并返回相关页面。具体权限分配如表1所示。
表1 权限实现表
编写了1个基础类库继承于ASP.NET的基类，并且在其构造函数中订阅了其加载事件，在其加载事件中编写验证过程的代码。这样，在用户登录时添加会话状态信息，相应功能模块的页面只需继承其各自的父类就可实现登录的权限控制。
4 应用情况分析
该套MES系统已经投入江苏常熟某经编企业正式使用，现随机抽取3组双针床班次的手抄日报表与系统查询报表进行对比，结果如表2所示。
由表知，系统生产数据采集准确，数据计算结构能为管理者提供比较真实、直观、清晰的依据，很大程度上减少了手工操作，其主要表现在：1)直观性，及时反映机台运转的状况。2)准确性，客观反映机台的实际运转，排除人为因素产生的数据不准确。3)实时性，挡车工下班时系统即可查询班次报表，大幅度缩短了数据采集和数据汇总时间。实现了生产的科学化、信息化、自动化管理，主要功能满足了经编车间生产管理工作的实际需要。
5 结论
1)基于B/S结构的MES系统由于其自身的特点，很好地解决了经编企业的机器型号众多、机器生产厂家各异、各企业生产品种不同等导致很难有统一的应用模式的困境。所以B/S结构更适合作为经编企业的MES系统框架。
2)所设计系统的功能满足了经编企业的实时需求，并为车间甚至整个企业的生产管理与统计提供有效真实数据，有利于为管理者提供决策依据。
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本文标题：基于B/S结构的经编MES/ERP系统
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