第五章 总结与展望
在制造行业实施MES 过程中，首先需要面对的是各个不同厂商设备之间的数据交换问题，在工业通信领域，国际工业巨头几乎垄断了工业通信行业的各项专利。本文从另一个角度出发，通过对以太网的二次开发，使得以太网构架的协议能够应用在工业生产线中，设计出一套能兼容大多数底层协议的工业以太网通信机制，并通过在实际项目中的应用验证了这种解决方法的可行性。
5.1 本文工作的回顾
本文以一条液晶生产线的生产执行系统为研究背景，探讨了在生产执行系统中运用新兴的工业以太网技术，对设备底层设备进行通信的统一化。具体做了以下工作：
1. 研究了国内外MES 发展情况，分析工业领域网络通信方式的特殊性，对该领域国外主要厂商和专利寡头的垄断情况进行了剖析，提出在国内发展MES 的首要难题。
2. 在传统的工业通信领域中进行了通信方式的改进，在办公用的以太网构架上，设计定义了一层用户层（ACD-MD 层）,用ACE-MD 层来兼容各种设备通信协议。在服务器端设计定义各种底层设备使用的协议，在设备终端设计定义服务器端的送出协议类型，使得底层设备所使用的各种协议能够被服务器所识别，并通过ACE-MD层相互进行通信数据的交换。通过这种方式，将通常用于办公网络的以太网协议直接引入生产线.
3. 在设计过程中，为了减少传统以太网中广播数据包的频率，提高以太网的性能。设计采用终端名称进行终端识别代替IP 地址池的终端查找方式，减少了传统以太网中广播风暴引起的系统振荡的概率。同时采用了无确认的发送机制，以用来减少传输的延时，提高MES 系统的实时性。
4. 对以太网结构的数据传输进行了改造，设计增加了发送代理和接受代理，在发送端和接收端的存储空间划分出一定区域作为数据缓存区域，对服务器传输数据进行缓存管理机制，这种机制保证了传入应用程序数据库的数据的完整性和实时性，解决了当出现大量数据传输（如服务器之间和数据库的数据拷贝，或者MES服务器同时发送大量指令给设备群）时的数据碰撞和完整性问题，对节省建设成本、提高MES 性能做出了很大贡献。
5. 在以太网协议的基础上对设备通信在MES 中的作用进行了进一步研究，提出了EI（设备集成）的概念，以阵列车间为例，分析了工业以太网在生产车间的实际应用，也就是EI 的运行思路和应用效果，展示了系统开发的最终界面，提高了设备群自主运作能力，简化MES 控制的复杂度，提高生产效率、减少必要环节，成为MES 成功实施的基础。
6. 在文章的最后，总结了工业以太网应用后系统的性能提升情况，同时分析了工业以太网在MES 中应用后曝露出来的问题，根据这些问题提出了一些对策，并分析了这些对策在实际应用中的效果。
5.2 成果及意义
液晶制造产业在中国大陆刚刚起步，产业链尚不完整，很多设备和工艺依赖进口。因此，如何提高液晶制造型企业在市场上的竞争力，缩小与业界领先企业之间的差距，是国内液晶制造企业需要学习的第一步。而MES 作为与生产线直接相关的IT系统，其优劣对产品的生产质量、产品生产速度产生直接影响，成为制造型企业提高核心竞争力的关键。液晶生产线的特殊性决定了在MES 实施过程中无法使用现有的软件产品，在借鉴国外液晶制造标杆企业和国内外类似MES 系统的情况下，开发出符合自身需要的MES 系统，以优化产能、提高市场竞争力，成为国内新兴企业的一条出路。本论文针对生产制造业实施MES 中碰到的数据采集问题进行了探讨，在分析工业通信领域目前的情况的基础上提出了利用以太网构架来进行开发，从而设计出一套既可以绕开国际厂商的专利陷阱，又能成功应用于液晶行业MES 系统的底层设备通信协议。
本课题对液晶制造企业生产执行系统的建立和实施进行了研究，在生产执行系统与生产设备之间，增加了设备集成层，分析设备集成层对生产设备进行通信和数据传输的方式，经过比较之后选择工业以太网并进行开发改造实施。
工业以太网在大型复杂设备群中的应用比较少，主要困难在于以太网络“先天不足”：定位于办公网络的TCP/IP 协议对堵塞的处理方式导致数据冲突的时候网络传输性能会大幅下降，这对于复杂的设备，尤其是生产设备来说是需要避免的情况。随着现代生产的复杂度不断提高，传统的总线通信在成本上的优势已经日渐减少，工业以太网成为解决生产线通信的一个现成的解决方案，如何改造以太网协议，使之能够适合工业生产现场，成为所有制造型企业在信息化实施中的一个关键，也是以后MES 与PCS 层研究的重中之重。
通过对工业以太网在液晶生产线的MES 系统中应用的研究，充分说明了以太网的生命力和蓬勃前景，也说明了在制造领域打破国际厂商的专利垄断是完全可行的，对以后其他信息化系统（如SPC 的建立，ERP 的实施等）有着借鉴作用，同时为推广到其他行业打下了基础。
5.3 工业以太网在MES 应用中的问题及未来展望
工业以太网的应用，使得MES 系统在系统决策层和设备数据层之间架起了一个信息通道，起到了很好的桥梁作用，但是随着工厂生产产能的增加，也必须认识到工业以太网在MES 应用中存在的一些问题。
基于工业以太网的MES 系统在液晶生产企业的工业现场起到了良好的效果，较好地解决了工业现场MES 系统数据采集的问题。总结现场应用的实际，有以下优点：·工业以太网的应用，使得MES 系统在底层设备和管理信息化系统（如ERP、CRM等）中起到了一个桥梁的作用，如果需要，战略层的信息化系统可以直接从重要的现场设备采集数据并应用到战略分析中，对优化企业流程，提高企业竞争力有很大的帮助；
·MES 系统应用新型的工业以太网技术，摒弃了以往的生产现场总线机制的繁杂结构，简化了传输机制，没有众多的协议转换，在整体结构上给人以耳目一新的感觉，这样网络的结构也比较简单，没有各类通信制式之间转换机制，便于统一设计和优化；
·统一了传输的物理线路，现场不再有各种规格不同粗细不一的通信线缆，给日常维护工作更加便利；
·数据传输设备基本固定，不像采用传统总线机制那样在整个数据采集传输过程中会经过很多数据转换设备，这样有利于故障排查工作；
·液晶生产设备基本都有Ethernet 输出数据端口，这样在数据采集的过程中，不需要进行数据转换就可以直接传入MES，必要时候也可以直接输入ERP 进行数据分析，这种操作在以前的总线通信方式中是一个比较复杂的步骤，但在以太网基础的数据采集中很容易实现。
当然，工业以太网也有其自身的不足，对于不足的有些讨论因为时间和篇幅的关系没有展开，但是随着生产时间和产品线产能的增加，工业以太网的MES 系统在液晶生产企业的有些弊端也日益暴露，Ethernet 网络的通信方式毕竟是为办公网络的数据传输而设计的，很多工业方面的功能还是有所欠缺，主要表现在以下两点：·工业以太网由于其特殊的丢包处理机制，随着传输的数据量的增大，网络的性能会不稳定，这就要求以太网的带宽利用率一定要维持在一个比较低的水平，一旦超出这个水平，信息采集的延迟就会增大，如果数据量进一步加大的话，还会出现丢包等对于MES 生产系统来说无法接受的问题；
·对一个设备数据采集方式或者数据采集地点的更改，有可能会引起其他设备的通信中断，由于都采取了将以太网数据通过统一的网络设备转发，这样如果其中的某台设备出现故障或者要求更改采集地点，就需要在网络设备上进行相应配置，这样会影响到其他的现场设备的生产数据的采集，增加了MES 功能扩充的风险。目前针对以上的一些问题，国内外已经开始相关的研究，后继的研究者也可以就从这两个方面继续进行研究，相信在不久的将来会有一定的突破。
相关连载：
工业以太网在MES系统中的应用（一）上
http://articles.e-works.net.cn/NetWork/Article96196.htm
工业以太网在MES系统中的应用（一）下
http://articles.e-works.net.cn/NetWork/Article96197.htm
工业以太网在MES系统中的应用（二）
http://articles.e-works.net.cn/NetWork/Article96220.htm
工业以太网在MES系统中的应用（三）
http://articles.e-works.net.cn/NetWork/Article96236.htm
工业以太网在MES系统中的应用（四）
http://articles.e-works.net.cn/NetWork/Article96262.htm
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本文标题：工业以太网在MES系统中的应用（四）
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