本文是学习GB-T 35123-2017 自动识别技术和ERP、MES、CRM等系统的接口. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了自动识别技术和ERP、MES、CRM
等系统之间的集成模型、系统集成架构以及信息
接口的规范。
本标准适用于基于自动识别技术的制造业信息化系统集成方案设计与实施。
下列术语和定义适用于本文件。
2.1.1
射频识别 radio frequency identification
在频谱的射频部分,利用电磁耦合或感应耦合,通过各种调制和编码方案,与射频标签交互通信唯
一读取标签身份的技术。
[GB/T 29261.3—2012,定义05.01.01]
2.1.2
企业资源规划 enterprise resource planning
管理、定义和标准化必要经营流程以有效计划和控制企业的一种框架,在建立信息技术的基础上,
融合现代企业的先进思想,全面集成企业物流、信息流和资金流,为企业提供经营、计划、控制与业绩评
估等的管理模式。
[GB/T 25109.1—2010,定义3.1.4]
2.1.3
客户关系管理 customer relationship management
遵循客户导向战略,利用现代信息技术,实现客户信息的搜索、跟踪和分析、客户联系渠道的拓展的
管理模式。
[GB/T 25109.1—2010,定义3.1.7]
2.1.4
制造执行系统 manufacturing execution system
针对企业整个生产制造过程进行管理和优化的集成运行系统。
注:系统在接受订单开始到制成最终产品的全部时间范围内,采集各种数据信息和状态信息,与上层业务计划层和
底层过程控制层进行信息交互,通过整个企业的信息流来支撑企业的信息集成,实现对工厂的全部生产过程进
行优化管理。 MEs
提供实时收集生产过程数据的功能,当工厂发生实时事件时,MEs
能够对此及时做出反应、
报告,并使用当前的准确数据对其进行指导和处理。这种对事件的迅速响应使得
MEs 能够减少企业内部无附
加值的活动,有效指导工厂的生产运作过程,使其既能提高工厂及时交货能力、改善物料的流通性能,又能提高
生产回报率。
GB/T 35123—2017
2.1.5
空中接口 air interface
一种用户终端设备与无线网络之间的接口。
2.1.6
RFID 中间件 RFID middleware
实现 RFID
硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换的一种中间程序。
2.1.7
面向服务架构 service-oriented architecture
一种粗粒度、松耦合服务架构,服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯,不涉及底层编程接口和
通讯模型,可以看作是B/S 模型、XML/Web Service技术之后的自然延伸。
2.1.8
表示层 presentation layer
面向服务架构的多层体系结构中负责直接与用户进行数据交互、给用户展示信息的界面。
2.1.9
数据持久层 data persistencelayer
面向服务架构的多层体系结构中负责从一个或者多个数据存储器中存储(或者获取)数据的一组类
或组件。
2.1.10
业务逻辑层 business logic layer
面向服务架构的多层体系结构中负责处理系统的业务逻辑、并对用户定义的流程进行建模、负责数
据持久层和表示层之间的通讯、最终将错误信息返回给表示层。
下列缩略语适用于本文件。
API: 应用程序编程接口(Application Programming Interface)
BOM: 物料清单(Bill Of Material)
CRM: 客户关系管理(Customer Relationship Management)
DAO: 数据访问对象(Data Access Objects)
ERP: 企业资源规划(Enterprise Resource Planning)
MES: 制造执行系统(Manufacturing Execution System)
MVC: 模型视图控制器(Model View Controller)
RFID: 射频识别(Radio Frequency Identification)
SOA: 面向服务架构(Service-Oriented Architecture)
XML: 可扩展标记语言(Extensible Markup Language)
WMS: 仓库管理系统(Warehouse Management System)
3 自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统的集成模型
基于 RFID 的自动识别技术和ERP、MES、CRM
等系统的总体集成模型可分为三个部分,包括物
理层、中间件层、应用层。物理层是整个 RFID
系统物理环境构造,由标签、天线、读写器、传感器等硬件
设备组成。中间件层是位于硬件平台与应用系统之间的通用服务组件,这些服务组件具有标准的程序
接口和协议。主要包括边缘服务器、高级事件处理器、应用接口和安全管理模块。应用层包括各类制造
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企业的应用系统(如ERP、MES、CRM、WMS
等),通过数据接口实现集成。具体实例可参见附录 A。
图1描述了RFID
硬件、中间件和应用系统之间的集成关系。依据给定的编码和管理规则,通过对
从阅读器传来的与标签相关的数据进行过滤、汇总、计算、分组,实现自动识别标签信息到各种应用系统
的传递和集成。
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询问器 读写器 编码器
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图 1 RFID 系统总体集成模型
RFID
系统硬件部分由标签、天线、读写器等设备组成。标签通常被附着在某些明确的实物物体
上,放置在给定的物理环境中。标签可以被单独放置并运作,报告实物的存在和位置,连同报告传感器
在指定位置下的各种不同物理环境。图2提供了RFID 硬件部分的集成模型。
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图 2 RFID 系统集成硬件模型
空中接口通信协议满足了标签在一个或一系列频率下的应用需求。标签和读写器使用规则编码信
号映射到一个未处理的数据流并传递到中间件,从而做进一步数据处理。标签可以同时满足各种形式
和大容量的数据存储需求。
RFID 系统的硬件层对应的是 ISO18000-6 系列标准定义的 RFID
标签和空中接口通信协议等内
容和 ISO15962 定义的读写器和数据协议等内容。
RFID
中间件是位于硬件平台与应用系统之间的通用服务组件,这些服务组件具有标准的程序接
口和协议。图3提供了RFID
中间件集成模型,描述了设备接口、设备管理、事件管理、数据接口与应用
程序层之间的关系。
RFID 中间件是对 RFID
硬件层传来的与标签相关的数据进行收集、存储、格式化处理,然后经过事
件管理器过滤、聚合,从而减少阅读器传往应用系统的大量冗杂的原始数据,最后解析的数据可以传递
到不同的应用系统。
RFID 中间件层对应的是 ISO15962 定义的读写器和数据协议以及 ISO15961
定义的数据接口与
用户应用程序。
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常用的与RFID业务应用相关的XML
图 3 RFID 系统集成中间件模型
应用层由各种企业应用系统及数据库和网络应用服务组成。图4提供了 RFID
应用层集成模型, 并详细的说明了数据库不仅用来存储一系列 RFID
实体数据库的数据和信息,而且存储各种标记资产
对象映射注册、配置管理事件操作、业务规则逻辑等信息。
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图 4 RFID 系统集成应用系统模型
4.1 RFID 中间件应用集成平台架构设计
自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统之间的集成可以基于RFID
中间件技术实现。面向服务 架构(SOA) 是一种典型的 RFID 中间件技术。基于
SOA 的 RFID 中间件应用集成平台架构如图5
所示。
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style="width:12.14in;height:14.44674in" />构件开发
构件库管理
RFID
构件检索与
选取
应用集成工具箱
构件产品配
置与部署
构件产品
流程编辑
构件运行
时监控
构件动态
测试
RHII)应用集成构件库
RTI) 中间件应用集成方案
web 表示层应用集成方案 业务逻辑层应用集成方案 数据持久层应用集成方案
RFID 中间件
构件组
基于服务
总线的工
作流引擎
RTID 中间件
配置构件组
RTID 数据实时
监控构件组
RFI) 数据
报表构件组
应用层事件构件组
统一设备构件组
设备管理构件组
服务总线基础
设施构件组
第三方框架基础
设施构件组
服务总线
本地接口
操作系统及硬件
图 5 RFID 中间件应用集成平台整体架构图
4.2 RFID 中间件应用集成平台内容
服务总线是整个平台的基础,它所包含的构件模型与服务模型是平台中所有构件都需要遵守的标
准,也是构件复用的保证。
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工作流引擎采用业务流程构件化方法,对面向不同业务流程进行分析与分类,提取共同的可复用的
业务流程,基于业务构件,提高业务的复用度,减少重复开发的工作量。
RFID 应用集成构件库包括:
a)
基础设施构件组:该构件组负责对构件模型和服务模型、第三方构件的管理提供支持;
b) RFID 中间件构件组:遵循EPCGlobal 标准的 RFID 构件组;
c) RFID 应用集成构件组:支撑 RFID 中间件应用集成的构件组。
RFID
应用集成工具箱包含有基础管理工具和支持应用集成的运行时工具。基础管理工具实现构
件开发、构件库管理、构件检索与选取、构件产品与部署功能。支撑应用集成的运行时功能包含了构件
产品流程编辑功能、构件运行时监控功能、构件动态测试功能。
5 自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统的应用集成方案
RFID 应用集成方案从架构的角度说明了自动识别技术和 ERP、MES、CRM
等系统之间集成的组 织形式,从可复用的角度定义了射频识别技术与
ERP、MES、CRM 等技术集成的可复用构件。这种集
成的可复用构件,应该遵循以下各层集成方案来进行设计,才能加入到 RFID
应用集成方案中;从 RFID
应用集成构件库组装任何 RFID 中间件应用构件产品,也应该遵行 RFID
应用集成方案。
基于中间件的集成系统需要采取分层架构,自动识别技术与 ERP、MES、CRM
等系统之间集成方
案可以划分为表示层、数据持久层、业务逻辑层。
RFID 应用系统在表示层遵循MVC
的设计模式,将表示层划分三个不同但又相互协作的组件:
a) 模型:通过应用业务规则来管理应用程序的数据;
b) 视图:负责显示应用程序的数据,并允许用户和系统进一步交互;
c) 控制器:负责协调模型和视图。
图6描述了这三个组件之间的关系,用户动作所触发的事件会被控制器截获,根据用户动作,控制
器会调用模型,以应用能够修改应用程序数据的相应业务规则,控制器选择视图组件,向最终用户显示
修改后的应用程序数据。
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style="width:10.66012in;height:8.16662in" />用户动作
应用业务规则
修改应用程序数据
选择视图显示修改后
的应用程序数据
控制器
模型
模型
图 6 模型-视图-控制器
在自动识别技术和ERP、MES、CRM
等系统的集成方案中,使用数据访问对象(DAO) 封装持久化
数据的访问逻辑,并为业务逻辑层提供一致的 API 接口。而在不同的 RFID
应用系统中,采取的数据 访问策略往往各异。 DAO
是通用的对象,可以支持所有类型的持久化存储。基于 SOA 架构,对自动
识别技术与 ERP、MES、CRM
等系统的集成方案中的数据持久层进行改造,可以支持在运行时灵活地
切换数据访问策略,使用IBaseDao 服务来封装数据访问策略。
表1~表5给出了对IBaseDao 接口的定义。
表 1 getObjectList 方法
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表 2 getObject 方法
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表 3 deleteObject 方法
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表 4 saveObject 方法
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表 5 updateObject 方法
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业务逻辑层是一系列对 RFID
应用逻辑的集合,使用开放服务规范来封装业务逻辑是一种复用业
务逻辑的方法。
在RFID 技术和ERP、MES、CRM 等系统的集成方案中,RFID 中间件构件组对上层
RFID 应用系
统的接口采用业务逻辑服务的形式提供,如图7所示。
style="width:12.05347in;height:5.98681in" />
图 7 RFID 中间件构件组对上层的接口
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(资料性附录)
自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统的接口信息参考模板
A.1 自动识别设备规范
自动识别设备规范包括以下几类:
从硬件上分:包括条码识别设备和 RFID 识别设备两大类。
从通讯接口上分:包括COM 接口、USB 接口、以太网接口和蓝牙接口等类型。
对于RFID 识别设备,按频率分为:低频(30 kHz~300kHz 阅读距离 一 般小于1
m); 高频
(3 MHz~30 MHz);超高频[433.92 MHz,862(902)MHz~928 MHz,2.45 GHz,5.8
GHz,典型情况为
4m~7m, 最大可达10 m 以上]三类。
A.2 自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统的接口
A.2.1 自动识别技术和 ERP、MES、CRM 等系统的接口规范
建立自动识别技术和ERP、MES、CRM 等系统的接口是为解决企业 ERP 系统、MES
系统、CRM
系统的数据交流与共享问题,通过系统定时、用户根据需要选择等方式完成自动识别技术实时采集的制
造资源状态信息与 ERP 系统、MES 系统、CRM
系统中的相关信息能实时同步,为生产和计划部门提供
及时准确的生产过程数据,提高计划部门安排生产计划的工作效率、计划的可行性。
按照此接口规范,每个系统用存方法将预交换的数据转换成标准格式并存入到共享数据库,在数据
更新后,通过各个系统的取方法从共享数据库得到标准信息,并转换成自身的格式更新相应的信息。
A.2.2 生产过程信息共享规范
图 A.1
给出了生产任务的生产过程共享信息模板的结构。其中对各元素的描述见表
A.1。
style="width:11.13403in;height:4.12014in" />
图 A.1 生产任务的生产过程共享信息参考模板
表 A.1 过程信息模板描述
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表 A.1 ( 续 )
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A.2.3 人 员 信 息 共 享 规 范
图 A.2 给 出 了 人 员 共 享 信 息 模 板 的 结 构 , 其 中 对 各 元 素
的 描 述 见 表 A.2。
style="width:10.69332in;height:6.19982in" />人员ID
人员
计划任务
任务类
当前任务
过程ID
当前位置
位置ID
其他
图 A.2 人 员 共 享 信 息 参 考
模 板
表 A.2 人 员 信 息 模 板 描 述
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A.2.4 设备信息共享规范
图 A.3 给出了设备共享信息模板的结构,其中对各元素的描述见表 A.3。
style="width:11.94722in;height:6.34028in" />
图 A.3 设备共享信息参考模板
表 A.3 设备信息模板描述
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A.2.5 物料信息共享规范
图 A.4 给出了物料共享信息模板的结构,其中对各元素的描述见表 A.4。
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style="width:8.48056in;height:6.86667in" />
图 A.4 物 料 共 享 信 息 参 考
模 板
表 A.4 物 料 信 息 模 板 描 述
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