规则引擎在制造企业mes中的研究与应用

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1、规则引擎在制造企业MES中的研究与应用

2、第120世纪90年代初，美国先进制造研究机构(ARM)提出了一种支持企业信息模型集成的概念：制造执行系统(MES)。该机构将制造执行系统定位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间的、面向车间层的管理信息系统。根据该定义可知，MES系统是介于企业资源计划(ERP)和生产控制系统(PCS)之间的，用于企业内部详细资源调配、生产过程控制的系统。MES所研究的企业日常生产涉及到众多的生产要素和业务规则，它们的调度和安排是一项复杂的决策过程，这种灵活性大大增加了MES成功实

3、施的难度。本文提出了一种新的基于Java规则引擎和J2EE多层架构的MES解决方案，可以有效地适应企业业务规则的变化，增强了MES系统的适应能力。1传统的MES系统传统的MES系统一般是基于C/S架构，即服务器接受客户端的请求，进行业务逻辑运算，操作数据库完成相应流程，最后将结果返回到客户端进行显示；客户端需要安装特定的程序，称为“胖客户端”。随着网络技术的发展，越来越多的企业应用开始转移到以网络为基础的应用上，由此出现了基于B/S分层架构的MES系统。在新的架构中，大量的业务逻辑和企业运算作为中间层，从

4、客户端抽离出来，形成专门的中间层应用服务器。客户端通过网络浏览器进行访问；而中间层作为企业应用的可重用组件，当企业业务逻辑发生变化时，只须修改相应的中间层组件即可，提高了系统的适应能力和扩展性。这两种MES系统架构如图1和图2所示。这种多层架构方式和以前的C/S架构相比，有了更大程度上的灵活性和重用性，但是随着企业流程的复杂化，以及在全球制造业激烈竞争的环境下，企业需要根据实际情况不断调整生产策略和各种计划安排，这种架构开始表现出一定的局限性，主要如下：(1)虽然中间层组件更加清晰地表达了企业业务逻辑，但

5、业务模型和业务逻辑仍然混合在一起，并没有彻底将业务逻辑和代码逻辑分离开来，在一定程度上仍然存在逻辑层次不清晰的弊病。(2)这些中间层组件虽然是可重用的，但是当业务需求发生变化时，需要经过编码、编译、发布等一系列步骤后才能适应业务逻辑的变化，这使得企业MES系统的灵活适应能力不能充分发挥出来，增加了升级、维护阶段的复杂程度。规则引擎的出现解决了这些传统架构的弊端，通过解析可以灵活地配置规则文件，MES系统能适应企业需求的快速变化，增强系统的灵活性和适应能力，提高企业的生产效率。2基于BRMS的MES系统因为

6、传统MES系统的种种局限性，企业和软件开发人员开始关注能够灵活适应各种业务规则变化的软件框架，业务规则管理系统(BRMS)就是针对这一需求而产生的。借助业务规则管理系统，程序代码和业务规则分离开来，当系统的需求发生变化时，只须修改业务规则，而无须对整个系统进行复杂的升级修改。基于BRMS的MES系统如图3所示。一个完整的BRMS通常包括：规则引擎，规则库，规则语言，规则管理工具4个部分。规则引擎是执行业务规则的软件组件，是业务规则管理系统的核心元素。规则库用于存储规则和规则元数据以及与规则有关的属性。规则

7、语言用来定义业务规则，不同的规则引擎有不同的定义格式。规则管理工具用于管理、创建、修改和部署业务规则的图形化工具。开发基于BRMS的应用时，需要首先定义系统中涉及到的各种实体，将其抽象为程序中对应的类和对象，并使用特定的规则语言定义业务规则。规则引擎启动后，首先装载待施加规则的对象，这些对象称为emory。规则引擎负责所定义规则的实例化，根据装载的emory按照特定的算法进行模式匹配，匹配的结果决定业务规则执行的顺序，一条具体的业务规则可以有多个实例。这些实例化的业务规则的组合形成了规则议程表(Agend

8、a)。规则引擎根据Agenda中的规则，逐条取出并解析规则含义，施加到emory上。整个过程如图4所示。