CIMS应用集成平台技术发展现状与趋势(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-05
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2.2.2 DAE和Plantworks
90年代初,IBM公司推出了其CIM体系结构,如图2.2所示。其集成框架由其结构内的系统使能器和应用使能器组成。前者由DAE平台实现,后者由Plantworks平台实现。DAE构成了CIM体系结构的基础,用户可以利用API进行应用程序与另一个应用、设备、数据库或人进行通信。
DAE采用的是C/S模式,运行DAE的计算机既可以是客户,也可以是服务器,或同时是客户和服务器,DAE包括四种功能:通信服务、数据管理、设备管理和用户接口。
Plantworks通过提供通用功能和接口来支持应用进行配置设计,它提供了一整套工具,包括数据显示、图形工具、报表、逻辑等。Plantworks的目的是面向非编程人员开发车间应用,它包括两种环境:Built-time和Run-time。利用Plantworks,用户可以方便地设计和开发应用。
2.2.3 ANSAware和CCE
ANSAware是由ANSA和ESPRIT ISA项目共同研制的一种开发环境,在这种环境中可以体现开放分布处理的概念。ANSAware包括平台、程序生成器和系统管理应用三个部分。在其平台部分,有一种称为trader的特别服务,可以允许客户自动寻找服务器来提供所需的服务。ANSAwa-re采用OO方法。其对象封装了应用和数据,并以通过接口提供服务,一个对象可以同时提供和使用多个这种接口。ANSAware采用ANSA C和POSIX 1003.1标准,可在多种操作系统上运行。
CCE是一种开发、集成和运行应用的环境,其目的是简化应用集成的工作。为此CCE为用户开发应用提供了多种高层服务,并且提供了相应的开发工具和用于监视和控制平台资源和应用的管理应用编程接口。CCE的结构如图2.3所示。CCE主要包括五个部分:三种组织构造模型(客户/服务器模型、对象模型、Producer/Consumer模型),一组API、CCE服务(功能服务、访问服务和信息服务)、三种执行环境(单一的操作系统环境、分布环境和在线事务处理环境)、管理接口和开发调试工具。
2.2.4 CA公司的平台类产品
CA公司的平台类产品主要有CA-Unicenter和CA-EnVision。CA-Unicenter是分布式系统管理软件族。其功能覆盖分布式系统管理所涉及的集中控管、 安全管理、网络管理、分布式数据库管理等诸多方面, 并且具有对Internet WWW服务器进行全方位控管的功能。CA-Unicenter具有可扩充体系结构, 跨多种平台使用, 具有互操作性。
CA-EnVision是CA公司在MANMAN/X和Unicenter基础上开发的一个企业集成支持工具(主要是MRPII功能)。它利用了MANMAN/X和Unicenter的功能作为软件基础, 是CA准备推出的新一代MRPII软件。
2.2.5 ObjectBroker
ObjectBorker是DEC公司支持创建异构分布系统的CORBA产品。它提供了独立于硬件平台的应用程序登记定位,可激活由不同厂商提供的应用程序之间的互操作机制,其主要优点在于支持多平台。ObjectBroker支持TCP/IP、DECnet/ OSI和Microsoft的WinSocket应用程序接口。它的公共对象模型支持ObjectBroker对象与Microsoft OLE2对象进行交互,这种交互是建立在DECRPC的基础上的。ObjectBroker完全支持CORBA规范,接口用IDL描述,对
象的实现通过IML(Implementaion Mapping Language)存入实施存储器中,并由ObjectB-roker存储管理器管理,客户程序可以通过对象接口和动态激活接口访问对象类实现。
2.3 国外几种集成平台产品的比较
现从不同的技术角度对前述几种平台─ANSAware、BASEStar、CCE、CA-Unicen- ter、ObjectBroker进行比较。
2.3.1 是否支持MMS协议:MMS被认为是车间制造自动化应用的标准通讯协议。BASEStar支持MMS,而且对所有设备使用统一的MMS视图,同时它还支持其它多种网络协议,CCE也支持MMS协议和多种专有协议。而ANSAware、CA-Unicenter和ObjectBroker是通用型产品,不支持对设备的访问,需用户自己编写有关程序。
2.3.2 是否支持对象:CCE提供了大量的对象类,并通过继承关系形成了对象类树,需要说明的是,这种继承只是用在定义阶段。BASEStar同时支持对象和类的概念。ANSAware只支持对象而不支持类的概念。ObjectBroker完全是基于对象模型的产品。
2.3.3 分布性:这几种平台都有自己的RPC机制或分布对象访问机制,可访问远程服务器或对象。
2.3.4 永久对象:BASEStar、CCE和Ob- jectBroker都支持永久对象,BASEStar基于DEC的RDB,CCE也是基于关系型数据库。其它几种平台则不支持永久对象。
2.3.5 依赖于应用的API:是指为特定应用领域提供的API服务。只有CCE提供了这种API,它们为CIMS应用提供了较为完善的高层服务。BASEStar有提供通用服务的独立于应用的API。
2.3.6 事件机制:这种机制是工业应用中最基本的要求,它可在一定条件下减少控制系统的负载。CCE、ObjectBroker将这种机制集成到对象之中,CA-Unicenter完全支持事件机制。BA-SEStar则允许用户自己定义任何事件,而ANSAware则没有这种机制,但是它们均可以通过请求/响应的方式来仿真这种机制。
2.3.7 消息传递和广播机制:BASEStar、CA-Unicenter、ObjectBroker提供了这种机制。
2.3.8 多种硬件环境和PC机:这几种平台均可在多供应商的硬件环境和PC机上运行。
2.3.9 是否有系统资源管理和应用控制功能:CCE、CA-Unicenter提供了强有力的系统资源管理和应用控制功能。
2.4 国内集成平台的研究状况
近几年,集成平台研究和应用在我国发展较快,1992~1994年,国家CIMS工程技术研究中心及其协作单位对\控制工作站开发平台\和\调度控制平台原型系统\进行了开发和研制。控制工作站开发平台的主要功能为实时监控、作业计划生成、数据管理和生产统计,并提供支持工具。该平台由四个子平台和独立的用户接口组成。这四个子平台分别是: 运控开发子平台、界面开发子平台、数据库子平台、通信子平台。调度控制平台原型系统具有五个比较独立的应用模块,分别是:人机图形界面、实时数据库、作业调度、作业监控、运行仿真。该原型系统中采用了对象和类的概念,将应用和实际设备用对象加以描述。此外,国内其它许多单位也从不同的应用角度对CIMS应用集成平台进行了研究。
3 CIMS应用集成平台的发展趋势
分析国内外应用集成平台的现状及发展趋势,结合企业对集成平台提出的要求,以及计算机软件技术的发展状况,我们认为CIMS应用集成平台的发展方向是:
3.1 为企业实施CIMS提供全方位、全生命周期的支持,方便现有应用的集成这些支持包括提供通用的通信服务、信息服务和面向应用领域的应用开发工具、原型系统和应用集成接口。在全企业范围内,支持CIMS应用的设计开发、运行和维护的各个阶段。此外,集成现有的应用可以充分利用企业的原有资源、缩短CIMS实施时间。
3.2 既支持企业的信息集成,又支持功能集成和过程集成
并行工程、敏捷制造和虚拟制造等概念和方法的出现,要求集成平台不但能够支持企业的信息集成,还能支持企业的功能集成和过程集成。集成平台应当提供开放的、面向应用领域的应用集成接口,实现应用间的功能集成。随着企业经营过程分析和使能技术的发展,过程集成已经逐渐付诸实施,基于工作流管理方式实现过程集成是一个可行途径。
3.3 采用新技术和理论,支持标准化和开放系统概念,高度的软件可重用性
集成平台的发展将紧密地与新的技术和理论相结合。O-O技术、O-O DBMS、多媒体技术、Internet技术等都将对集成平台发展产生重要的影响。尤其是O-O技术、Internet技术及相应的Java语言和Web服务器等所提供的方便服务方式(与硬件和操作系统的独立性),而使它们成为对应用系统开发最具影响的技术。采用新的开放性标准(如DCE、CORBA、COM/DCOM),不断使平台的服务标准化,使系统具有强大的适应性和可扩展性。
2.2.2 DAE和Plantworks
90年代初,IBM公司推出了其CIM体系结构,如图2.2所示。其集成框架由其结构内的系统使能器和应用使能器组成。前者由DAE平台实现,后者由Plantworks平台实现。DAE构成了CIM体系结构的基础,用户可以利用API进行应用程序与另一个应用、设备、数据库或人进行通信。
DAE采用的是C/S模式,运行DAE的计算机既可以是客户,也可以是服务器,或同时是客户和服务器,DAE包括四种功能:通信服务、数据管理、设备管理和用户接口。
Plantworks通过提供通用功能和接口来支持应用进行配置设计,它提供了一整套工具,包括数据显示、图形工具、报表、逻辑等。Plantworks的目的是面向非编程人员开发车间应用,它包括两种环境:Built-time和Run-time。利用Plantworks,用户可以方便地设计和开发应用。
2.2.3 ANSAware和CCE
ANSAware是由ANSA和ESPRIT ISA项目共同研制的一种开发环境,在这种环境中可以体现开放分布处理的概念。ANSAware包括平台、程序生成器和系统管理应用三个部分。在其平台部分,有一种称为trader的特别服务,可以允许客户自动寻找服务器来提供所需的服务。ANSAwa-re采用OO方法。其对象封装了应用和数据,并以通过接口提供服务,一个对象可以同时提供和使用多个这种接口。ANSAware采用ANSA C和POSIX 1003.1标准,可在多种操作系统上运行。
CCE是一种开发、集成和运行应用的环境,其目的是简化应用集成的工作。为此CCE为用户开发应用提供了多种高层服务,并且提供了相应的开发工具和用于监视和控制平台资源和应用的管理应用编程接口。CCE的结构如图2.3所示。CCE主要包括五个部分:三种组织构造模型(客户/服务器模型、对象模型、Producer/Consumer模型),一组API、CCE服务(功能服务、访问服务和信息服务)、三种执行环境(单一的操作系统环境、分布环境和在线事务处理环境)、管理接口和开发调试工具。
2.2.4 CA公司的平台类产品
CA公司的平台类产品主要有CA-Unicenter和CA-EnVision。CA-Unicenter是分布式系统管理软件族。其功能覆盖分布式系统管理所涉及的集中控管、 安全管理、网络管理、分布式数据库管理等诸多方面, 并且具有对Internet WWW服务器进行全方位控管的功能。CA-Unicenter具有可扩充体系结构, 跨多种平台使用, 具有互操作性。
CA-EnVision是CA公司在MANMAN/X和Unicenter基础上开发的一个企业集成支持工具(主要是MRPII功能)。它利用了MANMAN/X和Unicenter的功能作为软件基础, 是CA准备推出的新一代MRPII软件。
2.2.5 ObjectBroker
ObjectBorker是DEC公司支持创建异构分布系统的CORBA产品。它提供了独立于硬件平台的应用程序登记定位,可激活由不同厂商提供的应用程序之间的互操作机制,其主要优点在于支持多平台。ObjectBroker支持TCP/IP、DECnet/ OSI和Microsoft的WinSocket应用程序接口。它的公共对象模型支持ObjectBroker对象与Microsoft OLE2对象进行交互,这种交互是建立在DECRPC的基础上的。ObjectBroker完全支持CORBA规范,接口用IDL描述,对
象的实现通过IML(Implementaion Mapping Language)存入实施存储器中,并由ObjectB-roker存储管理器管理,客户程序可以通过对象接口和动态激活接口访问对象类实现。
2.3 国外几种集成平台产品的比较
现从不同的技术角度对前述几种平台─ANSAware、BASEStar、CCE、CA-Unicen- ter、ObjectBroker进行比较。
2.3.1 是否支持MMS协议:MMS被认为是车间制造自动化应用的标准通讯协议。BASEStar支持MMS,而且对所有设备使用统一的MMS视图,同时它还支持其它多种网络协议,CCE也支持MMS协议和多种专有协议。而ANSAware、CA-Unicenter和ObjectBroker是通用型产品,不支持对设备的访问,需用户自己编写有关程序。
2.3.2 是否支持对象:CCE提供了大量的对象类,并通过继承关系形成了对象类树,需要说明的是,这种继承只是用在定义阶段。BASEStar同时支持对象和类的概念。ANSAware只支持对象而不支持类的概念。ObjectBroker完全是基于对象模型的产品。
2.3.3 分布性:这几种平台都有自己的RPC机制或分布对象访问机制,可访问远程服务器或对象。
2.3.4 永久对象:BASEStar、CCE和Ob- jectBroker都支持永久对象,BASEStar基于DEC的RDB,CCE也是基于关系型数据库。其它几种平台则不支持永久对象。
2.3.5 依赖于应用的API:是指为特定应用领域提供的API服务。只有CCE提供了这种API,它们为CIMS应用提供了较为完善的高层服务。BASEStar有提供通用服务的独立于应用的API。
2.3.6 事件机制:这种机制是工业应用中最基本的要求,它可在一定条件下减少控制系统的负载。CCE、ObjectBroker将这种机制集成到对象之中,CA-Unicenter完全支持事件机制。BA-SEStar则允许用户自己定义任何事件,而ANSAware则没有这种机制,但是它们均可以通过请求/响应的方式来仿真这种机制。
2.3.7 消息传递和广播机制:BASEStar、CA-Unicenter、ObjectBroker提供了这种机制。
2.3.8 多种硬件环境和PC机:这几种平台均可在多供应商的硬件环境和PC机上运行。
2.3.9 是否有系统资源管理和应用控制功能:CCE、CA-Unicenter提供了强有力的系统资源管理和应用控制功能。
2.4 国内集成平台的研究状况
近几年,集成平台研究和应用在我国发展较快,1992~1994年,国家CIMS工程技术研究中心及其协作单位对\控制工作站开发平台\和\调度控制平台原型系统\进行了开发和研制。控制工作站开发平台的主要功能为实时监控、作业计划生成、数据管理和生产统计,并提供支持工具。该平台由四个子平台和独立的用户接口组成。这四个子平台分别是: 运控开发子平台、界面开发子平台、数据库子平台、通信子平台。调度控制平台原型系统具有五个比较独立的应用模块,分别是:人机图形界面、实时数据库、作业调度、作业监控、运行仿真。该原型系统中采用了对象和类的概念,将应用和实际设备用对象加以描述。此外,国内其它许多单位也从不同的应用角度对CIMS应用集成平台进行了研究。
3 CIMS应用集成平台的发展趋势
分析国内外应用集成平台的现状及发展趋势,结合企业对集成平台提出的要求,以及计算机软件技术的发展状况,我们认为CIMS应用集成平台的发展方向是:
3.1 为企业实施CIMS提供全方位、全生命周期的支持,方便现有应用的集成这些支持包括提供通用的通信服务、信息服务和面向应用领域的应用开发工具、原型系统和应用集成接口。在全企业范围内,支持CIMS应用的设计开发、运行和维护的各个阶段。此外,集成现有的应用可以充分利用企业的原有资源、缩短CIMS实施时间。
3.2 既支持企业的信息集成,又支持功能集成和过程集成
并行工程、敏捷制造和虚拟制造等概念和方法的出现,要求集成平台不但能够支持企业的信息集成,还能支持企业的功能集成和过程集成。集成平台应当提供开放的、面向应用领域的应用集成接口,实现应用间的功能集成。随着企业经营过程分析和使能技术的发展,过程集成已经逐渐付诸实施,基于工作流管理方式实现过程集成是一个可行途径。
3.3 采用新技术和理论,支持标准化和开放系统概念,高度的软件可重用性
集成平台的发展将紧密地与新的技术和理论相结合。O-O技术、O-O DBMS、多媒体技术、Internet技术等都将对集成平台发展产生重要的影响。尤其是O-O技术、Internet技术及相应的Java语言和Web服务器等所提供的方便服务方式(与硬件和操作系统的独立性),而使它们成为对应用系统开发最具影响的技术。采用新的开放性标准(如DCE、CORBA、COM/DCOM),不断使平台的服务标准化,使系统具有强大的适应性和可扩展性。
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