两个工厂之间的装配线系统的数据备份的设计和实现硕士学位论文.docx

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两个工厂之间的装配线系统的数据备份的设计和实现硕士学位论文

工程硕士学位论文

制造企业的工厂之间的装配线系统

的数据备份的设计和实现

DesignandImplementationofDataBackupofAssemblyLineControlSystem

ADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

制造企业的工厂之间的装配线系统的数据备份的设计和实现

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

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摘要

装配线管理系统是制造企业ERP系统中的重要管理系统，这个系统管理着生产汽车的各个车间的生产活动，包括了生产实绩，生产进度，同期物流等。

开发本系统的目的是，解决两个工厂的装配线系统这样的课题：

在正常情况下，两个工厂的装配线系统各自独立运行，在异常情况下，两个工厂的装配线系统可以相互备份。

本文在对比分析了汽车同行业的两个工厂的装配线系统架构，备份方案，结合ABC的实际情况，给出了两个工厂装配线系统的方案，其中主要的困难是：

如何进行两个工厂之间的数据近似实时的相互传输，如何使数据传输和装配线系统耦合性最小，如何监控装配线系统的运行，如何使两个工厂的装配线系统相互备份，为了解决这些问题，本文分析了本项目的数据传输的需求，系统备份的需求，提出了两个数据传输的方案，一个是FTP的数据传输方案，另一个是DMM的数据传输方案，通过实验，结合实际的运用，在给定的条件下，对比分析了FTP和DDM数据传输对主机资源的占用和网络带宽的影响，总结了这两种数据传输技术的优缺点，选定了两个工厂之间的DDM的数据传输的方案，在实践中发现传输方案不能完全满足用户业务需要，进一步对传输方案做了调整和优化，最后并给出了灾难恢复的方案。

优化后的数据传输方案面对不同的用户需求，提供灵活的数据传输服务，保障了第二工厂生产的顺利投产和稳定运行。

本系统已开发完成并交付使用，系统目前运行稳定，性能良好，为ABC的多个生产工厂的生产装配线系统的稳定运行，提供了有力的保障。

关键词　ERP，系统备份，恢复，数据和对象同步系统（OMS/ODS），文件传输协议（FTP），分布式数据管理（DDM）

Abstract

AssemblyLineControl（ALC）systemisanimportantmanagementsysteminERPsystemoftheautomobilemanufacturingcompany,itismanagingproductionactivityofeachplantthatproducttheautomobile,includingproductionresult,scheduleandsynchronousdeliveryetc.Theobjectiveofdevelopedthissystemistosolvetheproblemabouttheassemblelinesystemsinthetwofactories.Thetwoassemblelinesystemsofthetwofactoriesrunindependentlyundernormalcondition.Onthecontrary,whenintrouble,onewouldbethebackupoftheother.

Thispaperhadmadeacomparativeanalysisofthesysteminfrastructure,backupschemeaspectsoftheautomationcompaniesintheindustrywhichhavetwofactoriesandtwoassemblelinesystems,andbasedontherealitiesofGHAC,wehaveproposedaassemblelinesystemschemeoftwofactories.Themaindifficultiesarehowtomakedatatransmissionbetweenthetwofactoriesnearlyreal-time,howtomakethecouplingbetweenthedatatransmissionandassemblelinesystembeminimum,howtomonitortherunningoftheassemblelinesystem,andhowtomakethetwoassemblelinesystemsofthetwofactoriesbackupforeachother.Inordertosolvetheseproblems,thispaperhasmadeananalysisaboutdatatransmissionandsystembackuprequirementofourscheme,andhasproposedtwoschemesaboutdatatransmission,oneisFTPscheme,andtheotherisDMMscheme,throughexperiment,andcombiningactualapplication,underthegivenconditionwehavecontrastanalyzedtheinfluenceofFTPandDDMtohostresourceoccupiedandnetworkband,andsummarizedtheadvantagesanddisadvantagesofthesetwodatatransmissiontechnologies.WehadchosenDDMasdatatransmissionschemebetweenthetwofactories,however,inpracticewefoundthatthisschemecan’tmeetthebusinessrequirementoftheusers,sowefurthermadeanadjustmentandanoptimizationtothedatatransmissionscheme,andalsoproposedadisasterrecoveryscheme.Finally,theoptimizeddatatransmissionschemecanprovideflexiblydatatransmissionservicetodifferentuserrequirementsandtheseschemeshasensuredsuccessfullygotoproductionofthesecondfactoryanditsstablerunning.

ThedevelopmentoftheALCsystemhadaccomplishedandhadbegantorun,nowitrunsstablyandperformanceswell,andhasprovidedapowerfulguaranteeforstablerunningoftheproductionassemblelinesystemofGHAC’smulti-plants.

Keywords:

ERP,systembackup,recovery,OMS/ODS,FTP,DDM

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第1章绪论

1.1课题背景

ABC成立于1998年，先后推出了中高级轿车、和家庭用轿车等产品。

根据市场的变化和ABC长期的规划，ABC计划建立第二工厂，第二工厂距离现在的第一工厂30KM。

第二工厂在第一期日产500台，年产12万台。

以后可以扩展到日产1000台，年产达到24万台。

根据ABC的规划，第二工厂共用第一工厂现有的管理体系，共享各个方面的资源，第二工厂的生产管理等现场的工作相对独立。

公司也制定了第二工厂系统建设的方向“最大限度的共享现有的系统，第二工厂系统最小化”。

第一、第二工厂的生产计划由生产管理部门统一制定，产品型号，零件BOM由规格管理部门统一管理，国产件和进口件的采购，由采购部门统一管理。

生产成品由销售部门统一管理，第二工厂没有独立的生产管理、采购和销售等部门。

第二工厂的各个车间各自负责装配线的生产现场管理。

两个工厂的系统相互备份，在一个工厂的系统宕机后，另一个工厂的系统可以同时对应两个工厂的生产活动。

按照业务的要求，生产管理部门制作的生产计划，采购信息，必须及时传递到第二工厂，第二工厂的生产信息也要及时传递到第一工厂。

现有的生产管理系统必须经过改造，才能满足两个工厂的生产需求。

在系统改造中，必须解决两个工厂的数据相互传输的问题。

1.2汽车行业的信息化

最近几年中，汽车行业在我国取得了长足的发展，汽车行业创造了巨大的工业产值，具有广泛的产业关联效应。

能够强烈的吸附高新技术，强力的推进产业的结构高度化。

随着汽车行业的发展，汽车行业的信息化为企业发展提速，支持着汽车企业的产品、企业管理、生产运营和营销等业务。

信息化的突飞猛进，给汽车厂家的运营模式带来了前所未有的变化，在二十世纪九十年代，由美国的GartnerGroup。

提出了ERP概念。

它面向各个行业，是制造业的物资资源、资金资源、信息资源集成一体化的现代企业的管理软件系统。

实践证明，ERP改变了企业的价值链本质，从传统的时代的效率底下的物质流，转变为富有朝气的高度融合的信息流，以物质流代替了物质流，企业实现了工业文明模式到信息文明模式的转变。

当前全球汽车行业存在多达30%的产能过剩，而且销售依然下滑，面临更激烈的竞争。

国际汽车市场竞争实质上是现代科技的较量，是技术创新的竞争。

当今世界汽车工业的竞争已经全面围绕信息化展开，各大汽车公司已把主攻方向从实施精益生产、提高规模效益转向利用微电子技术和信息技术等高新技术，对汽车工业的开发、生产、销售、服务和回收的全过程进行研发，围绕安全、环保、节能等重点领域占领技术制高点。

因此，信息化水平的提高成为我国汽车企业目前极为迫切的要求，许多企业在这上面不惜投入巨大的财力和人力。

对于中国的汽车工业，无论是整车厂还是零配件厂商，跟上国际汽车巨头的信息化步伐，成为参与国际分工乃至进一步自主创新的关键。

汽车业产业链包括上游各级零部件供应商、整车制造商、下游经销服务商三大类，其中整车制造商的内部信息化水平最高，而零部件供应商信息化平均水平相对较低，汽车经销服务商的信息化水平最弱。

目前我国的大多数整车制造商都已经拥有比较完整的IT系统，它们在信息化方面有着相对成熟的经验。

这对汽车产业链上的零部件供应商和经销服务商的信息化建设，起到了拉动作用。

一些合资企业，例如一汽大众、上海大众、上海通用、长安汽车和江铃集团等，其整体信息化水平都已相对较高。

它们普遍采用了现代信息技术与制造相结合所形成的各种企业信息技术，如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工艺编制CAPP、柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS等。

同时，它们均拥有自己的网站和内部信息网络系统，有的企业还投入大量资金进一步完善和扩充其设备和功能。

企业对建设电子商务系统表现出极高的热情，有的企业已经成立了专门的信息化公司，负责集团或公司的信息化工作。

随着国内汽车市场竞争加剧，相互的竞争不仅是生产厂商间的竞争，更是供应链系统间的竞争，各个汽车企业加快了供应链管理系统的发展。

目前，汽车产业链各环节的信息化发展不均衡是制约供应链协同发展的瓶颈所在。

由于汽车行业供应链上下游企业之间的信息传递十分紧密，SCM系统建设已成为各个汽车企业的主要任务。

例如，东南汽车采用ERP系统，在一年的时间内与东南汽车配套的30家厂商全部采用了ERP系统，长安集团的电子商务平台上有近300家企业通过平台完成相关生产，而东风汽车的SCM系统则已经覆盖了近千家配套企业。

1.3多个工厂的制造企业ERP系统

在汽车行业中，ERP作为一种先进的理念和管理模式，在资源的利用上，可以将客户需求的内部业务资源和供应商的内部资源有效的整合在一起，形成完整的供应链；在生产上，可以支持复杂的生产制造过程，创造混合型的制造系统。

在事务处理上，强调事前的控制，把产品设计、制造、营销、货运、交货等方面的工作集成化的进行并行作业。

部品表管理着整车的另外ERP还有精益生产、同步工程、敏捷制造等要求，使企业达到更高的信息化的水平，实现先进的科学管理。

汽车行业ERP系统提供了产品数据管理，基于规则的产品配置管理，规格变更管理。

在生产装配线系统上提供了供应链的管理、精益生产、看板管理，以实现批量生产。

同时还有客户服务管理功能提供产品售后服务跟踪记录，代理商维修的管理。

在制造企业中，根据不同的情况，ERP的系统架构可以分成两类，第一种是集中式的架构，ERP生产机和备份机各有一台，可以做到实时备份，有重大灾难发生时，可以启用备份机持续生产等各项业务。

生产机和备份机大部分情况在不同的建筑物内，生产机和备份机之间有光纤等高速数据连接通道。

在多个工厂的情况下，各个工厂的装配线系统由ERP主机集中管理，在各个工厂没有装配线系统主机，各个工厂的客户机通过光纤连接到ERP主机，数据信息集中处理。

这种系统架构适用于几个工厂物理位置相邻的情况，信息集中管理，系统运行维护较简单，系统集成度高，系统备份等集中考虑，成本低。

图1－1集中式ERP架构

第二种是分布式的架构，ERP生产机和备份机各有一台，可以做到实时备份，生产机有重大灾难发生时，可以启用备份机持续生产等各项业务。

生产机和备份机大部分情况在不同的建筑物内，生产机和备份机之间有光纤等高速数据连接通道。

在多个工厂的情况下，每个工厂有独立的装配线系统，并有备份机，在各个工厂没有装配线系统主机，各个工厂的客户机通过局域网连接到装配线主机，各个工厂的数据信息分别处理。

这种系统架构适用于几个工厂物理位置较远的情况，装配线信息分布管理，需要维护装配线和ERP系统，要考虑ERP系统和装配线系统的有效整合，考虑每个工厂的系统备份。

图1－2分步式ERP架构

1.4课题的目标

根据ABC长期发展的战略规划，ABC计划建立第二工厂，第二工厂距离现在的第一工厂30KM。

生产装配线系统要能够满足两个工厂的生产。

根据系统改造的设想，在满足一定的条件下，装配线控制系统能够相对独立运行，装配线控制系统在现有系统中和其他模块有许多的关联。

系统改造要解决以下的问题：

装配线控制系统和其他系统松散耦合的问题。

第一第二工厂之间数据传输的问题；第一第二工厂系统相互备份的问题。

要解决的问题之间有着密切的联系，系统耦合性必须要明确的定义，哪些数据何时传递，传递的方向，传递的频度；后者又决定了前者是松散耦合还是紧耦合。

第一第二工厂系统要能够相互备份，实现系统容灾，必须保证两个系统数据的一致性，而数据的一致性和完整性要通过数据的传输实现。

数据传输的频度，又影响着两个系统相互备份的时间，影响容灾的等级。

装配线控制系统不是完全独立运行的，而是和其他系统有这各种不同的联系。

系统改造要使，装配线控制模块相对独立的运行；和其他模块之间形成松散的耦合关系。

如果发生专线故障的情况，装配线控制系统，在一段时间内，能够独立运行，保障生产的稳定。

通用的模块，为装配线控制系统提供系统基础信息，例如，工作日历，公用子程序，系统设置信息，消息的列表，系统工作日志等。

零件BOM模块，为装配线控制系统提供同步零件的清单，包括零件名称，零件基本号，零件设变号，供应商名称，零件颜色，零件物流代码等。

装配线控制系统，根据这些信息和涂装下线的信息，向仓库提供零件物流的指示，使零件定时，定量的准确的送到指定的装配工位。

生产计划的模块，为装配线控制系统提供同步零件的清单，包括零件名称，零件基本号，零件设变号，供应商名称，零件颜色，零件物流代码等。

库存管理的模块，根据装配线控制系统的下线的数量和型号，对相关的零件库存进行扣减。

从业务上的考虑，第二工厂的装配系统独立运行，要满足的条件有三个：

（1）装配系统以外的系统，在第二工厂的系统中可以读取这些系统的数据。

这个需求可以用现有的同步备份的机制满足。

（2）两个工厂的生产加工计划都在第一工厂的系统中生成，加工计划要每周生成一次，第二工厂的生产加工计划要及时传送到第二工厂的系统中。

这个需求必须有另外数据传输机制来满足。

（3）第二工厂的发动机在第一工厂生产，发动机的生产信息如AEON，AEOFF和发动机出库的信息，要及时传送到第二工厂。

发动机出库时，通过货车运输到第二工厂，每辆货车可以运载30台发动机，货车从第一工厂到第二工厂需要行驶约15分钟。

在物流公司把发动机运输到第二工厂时，发动机要做收货的处理，发动机收货之后，发动机才能装配到车身上。

在进行发动机收货时，必须有发动机出库的信息，否则发动机不能入库。

这就要求发动机收货前，发动机的出库信息必须传送到第二工厂的生产系统中。

这个需求必须有另外数据传输机制来满足。

系统改造后，要求第一工厂和第二工厂的生产系统能够相互灾备。

由于第一工厂有数据的变化，要向第二工厂数据同步。

第二工厂也有数据的变化，要向第一工厂进行生产管理系统是ABC公司的各项业务的不可或缺的重要组成部分，面对影响业务系统稳定运行的因素是多方面的，需要采取不同的技术手段来保证业务连续性和数据的安全性。

所谓容灾，就是为了防范由于自然灾害、社会动乱和人为破坏造成的企事业单位信息系统数据损失的一项系统工程。

目前的生产系统通过ODS/OMS，在两台AS400主机之间进行的数据同步，由AS400的生产机向AS400的备份机上同步变化的数据，这是单向的同步。

这两台AS400在不同的机房内，两个机房分别在不同的大楼内，生产系统具备容灾功能。

基于第一第二工厂要相互备份的考虑，系统在区分哪些数据必须传输的前提下，要求数据尽可能的实时传输到另一台主机上。

数据传输必须效率高，占用主机的资源少，数据传输和系统的运行相对的独立，专线故障情况下，系统运行不受影响，专线故障恢复后，数据传输能够断点续传。

两个工厂的数据同步是双向同步的，这和系统改造前单项同步是不同的。

满足这个需求，需要建立两个工厂之间的数据相互传输机制。

第2章相关理论和应用的发展

要实现两个工厂的生产装配系统能够在正常情况下，各自自主的独立运行，在灾难发生时，系统可以相互备份，同时支持两个工厂的系统。

从设计到实现上，存在一定的难度和风险。

以下是本次的系统改造中运用到的一些重要的技术概述。

ERP理论和应用在我们系统改造中，给出了系统改造的宏观方案和框架，也给出了ABCERP系统未来发展的方向。

灾难备份和恢复技术在系统改造中给出了系统备份和恢复的技术解决途径。

各种网络协议和服务是系统改善、测试分析的基础，是数据传输功能的实现的根本。

2.1ERP理论和应用

信息技术的迅速发展加快了制造企业的现代化与信息化的进程。

计算机技术与管理科学的结合促进了现代企业管理技术的形成。

现代企业管理技术的目的是通过现代管理模式与计算机管理信息系统支持企业合理、系统地管理经营与生产，最大限度地发挥现有设备、资源、人、技术的作用，最大限度地产生企业经济效益。

集成化管理信息系统，如物料需求计划MRP（MaterialRequirementsPlanning）、制造资源计划MRPII（ManufacturingResourcePlanning）与企业资源计划ERP（EnterpriseResourcePlanning）等，是计算机技术与企业管理技术结合的杰作。

近30多年来，MRP技术大致上经历了以下几个阶段：

早期的MRP是基于物料库存计划管理的生产管理系统。

MRP系统的目标是：

围绕所要生产的产品，应当在正确的时间、地点、按照规定的数量得到真正需要的物料；通过按照各种物料真正需要的时间来确定订货与生产日期，以避免造成库存积压。

70年代，MRP经过发展形成了闭环的MRP生产计划与控制系统。

MRP基本原理是，将企业产品中的各种物料分为独立物料和相关物料，并按时间段确定不同时期的物料需求；基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构规定生产计划；从而解决库存物料订货与组织生产问题。

MRP以物料为中心的组织生产模式体现了为顾客服务、按需定产的宗旨，计划统一且可行，并且借助计算机系统实现了对生产的闭环控制，比较经济和集约化。

MRP是一种保证既不出现短缺，又不积压库存的计划方法，解决了制造业所心的缺件与超储的矛盾。

所有ERP软件都把MRP作为其生产计划与控制模块，MRP是ERP系不可缺少的核心功能。

70年代末和80年代初，物料需求计划MRP经过发展和扩充逐步形成了制造资源计划MRPII的生产管理方式。

在MRPII中，一切制造资源，包括人工、物料、设备、能源、市场、资金、技术、空间、时间等，都被考虑进来。

MRPII的基本思想是：

基于企业经营目标制定生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现按需要按时进行生产。

MRPII主要技术环节涉及：

经营规划、销售与运作计划、主生产计划、物料清单与物料需求计划、能力需求计划、车间作业管理、物料管理（库存管理与采购管理）、产品成本管理、财务管理等。

从一定意义上讲，MRPII系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成。

由于MRPII系统能为企业生产经营提供一个完整而详尽的计划，可使企业内各部门的活动协调一致，形成一个整体，它能提高企业的整体效率和效益。

MRP解决了企业物料供需信息集成，但是还没有说明企业的经营效益。

MRPⅡ同MRP的要区别就是它运用管理会计的概念，用货币形式说明了执行企业"物料计划"带来的效益，实现物料信息同资金信息集成。

衡量企业经营效益首先要计算产品成本，产品成本的实际发生过程，还要以MRP系统的产品结构为基础，从最底层采购件的材料费开始，逐层向上将每一件物料的材料费、人工费和制造费（间接成本）累积，得出每一层零部件直至最终产