用于离散制造的标准MES接口

摘要

该要求的主题提供了一种系统和/或方法，用于方便数据在两个或多个系统之间传输。一种制造执行系统(MES)可以包含与离散制造相关联的一部分处方(recipe)数据。一MES接口组件可以与所述制造执行系统(MES)进行无缝通信以在一基于控制器的离散自动化环境中传递和执行所述部分处方数据。

说明书

对相关申请的交叉参考

该申请要求于2006年10月20日提交的美国临时专利申请No.60/862,403，名称为“模块控制和状态传播”以及于2007年2月21日提交的美国临时专利申请No.60/890,973，名称为“模块控制和状态传播”的权益，其所有内容在此引用作为参考。

技术领域

该要求的主题通常涉及工业控制系统，以及特别地涉及在与制造执行系统(MES)和基于控制器的离散自动化环境相关的一标准化方式中对数据进行接口。

背景技术

一种类型的工业控制处理是指批处理，其包括使原始材料按照利用一个或多个设备来制造一“批”产品的处理步骤来处理。使批处理自动化的努力导致标准化委员会的形成，所述委员会其中的成员为涉及批处理的工业和批处理设备的供应商。这些标准化委员会的通常目的是定义自动化批处理的统一标准。一个关注处理控制问题的国际组织，测量和控制国际协会，公布了一种这样的标准。该标准的题目为“批处理控制部分1：模型和术语”，并且该标准通常被称为ISA S88.01-1995标准(或者在本申请中称为“S88”)。

所述S88.01标准定义了自动化批处理中使用的设备和过程的模型，还定义了涉及那些模型和其单元中所使用的术语。所述S88.01标准把“批处理”定义为一个处理，该处理导致利用一个或多个设备在有限时间段中，通过使大量输入材料按照一有序系列的处理活动来处理而生产出有限数量的材料。一“批”被定义为由执行一次批处理而产生的材料。

批处理设备(例如，可控单元，如真空管、发热器、混频器等等)根据生产一批的过程进行操作。通常这种设备指同义的设备，设备模块，处理设备或物理单元。操作这种物理单元的过程通常被S88.01称为“过程模型”。根据S88.01标准，所述过程模型被结构化为过程的等级排列，最高的等级包含每个较低等级，次高等级包括每个低于它的等级，依此类推。典型地，按降序排列一特定应用的S88.01过程模型的等级是：“过程”、“单元过程”、“操作”以及“阶段”。

术语“过程单元”通常指应用任意等级的S88.01过程模型的组件，而不仅仅使用“过程”等级或者所述过程模型的任意其它单一等级。关注的最高等级过程单元是指一过程，其由一个或多个单元过程组成。每个单元过程依次由一个或多个操作组成，该每一个操作又依次由一个或多个阶段组成。S88.01过程模型不排除其它等级的定义和使用，也不要求每个等级都出现在特定应用中。而是，该标准意在为描述自动化批处理控制中遵循的过程提供一个宽泛的标准化的模型。

几年来，批处理工业应用了基于ISA S88标准的模块化技术。利用这样的标准，所述工业在减少开发时间、减少投放市场的时间、生产连续性和许多其它方面上实现了巨大的利益。相反，在与自动化相关的离散制造阶段存在许多重复使用的限制。由于不同机器过程的变化性和设备的变化性，在离散制造中数据、代码和应用程序等通常不能重复使用。换句话说，多种机器以多种方式使用多种过程可以使得其中相关数据的重复使用性变得复杂。此外，根据S88标准的过程和设备的抽象还没有在离散制造中被采用。

这些问题和复杂性通过在企业级别上的制造趋势而增加了。制造商需要利用贯穿整个制造企业的企业资源计划(ERP)和制造执行系统(MES)投资。由于在自动化控制系统和/或环境和/或在控制系统和MES系统之间的接口中缺少重复使用这样的认知，MES系统和离散制造环境的集成是巨大的自定义系统。并且，这些自定义解决方案产生许多错误、问题和相关的事物。在离散制造环境和MES系统之间应用自定义集成是耗时并且极其昂贵的项目。正是由于它们的这种唯一性和特殊性，自定义集成技术需要广泛的测试和验证。此外，自定义解决方案难于维持(如，基于持续变化的环境，等)。最后，自定义解决方案的应用困难并且花费昂贵。

发明内容

下面描述了简化的概要，以提供在此描述的一些方面的基本理解。该概要不是一个广泛的观点也不是意欲确定关键要素或描绘在此描述的多个方面的范围。其唯一的目的是以简化的形式描述一些概念，作为后面更详细的描述的序言。

该主题的创新涉及系统和/或方法，其便于在一制造执行系统(MES)和一自动化环境之间进行数据通信。一MES组件可以用于把与一制造执行系统(MES)层相关的一部分数据(如，一控制处方，一处方，等)接口和/或传输到一自动化层。通常地，该主题的创新可以为MES数据(如，应用程序，控制处方，处方，等)部分提供一通用化接口(如，所述MES接口组件)。所述MES接口组件可以利用与基于控制器的自动化相关的，并且特别地，与离散制造相关的S88和/或S95处理标准。所述MES接口组件可以把一工作单元(如，S95定义的)作为一具有预定义接口的类似对象进行对待，并且所述对象由一已知的(如S88)设备阶段、设备模型和控制模型等级组成。利用这样的技术，所述MES接口组件可以从所述信息层(如，MES层)向所述自动化层之间提供标准化接口。在该要求的主题的其它方面，还提供了一种方法，其便于通过一统一(universal)MES接口来使用一控制处方(recipe)，该控制处方与一基于控制器的处方执行系统中的制造执行系统(MES)相关。

为完成前述以及相关目标，结合下面的描述和附图在此描述了特定的示例方面。这些方面可以通过能够实施的多种方式进行表示，其全部被此处所覆盖。考虑结合附图，从下面的具体实施方式中，其它优点和新颖特征将变得显而易见。

附图说明

附图1示例了一便于在一制造执行系统(MES)和一自动化环境之间通信数据的实例系统的模块图。

附图2示例了便于通过一统一MES接口来使用一与基于控制器的处方执行系统中的制造执行系统(MES)相关的控制处方的实例等级的模块图。

附图3示例了一利用一定义的传输机制和/或预定义的数据结构在一MES层和一自动化层之间通信数据的实例系统的模块图。

附图4示例了根据本发明的便于实现离散制造的实例系统的模块图。

附图5示例了便于使用一标准MES接口以从一基于控制器的自动化环境中的MES系统无缝地执行一控制处方的实例系统的模块图。

附图6示例了在一制造执行系统(MES)和一自动化环境之间通信数据的实例方法。

附图7示例了便于通过一统一MES接口来利用与在一基于控制器的处方执行系统中的制造执行系统(MES)相关的控制处方的实例方法。

附图8是一示例模块属性的的图。

附图9是一示例实例资源控制模块的图。

附图10是一示例一资源模块的图。

附图11是一示例实例资源模块的图。

附图12是一示例一资源控制模型的图。

具体实施方式

本要求的主题将参照附图进行描述，其中相同的附图标记在全文中用于指示相同的单元。在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了大量特定的细节以提供对要求的主题的全面理解。然而，显而易见的是，没有这些特定的细节也能实现这样的主题。在其它例子中，公知的结构和设备以模块图的形式示出以便于描述本发明。

可以注意到，正如在本申请中使用的，如“组件”、“模块”、“模型”以及类似的术语意在指一计算机相关的实体，或者硬件，硬件和软件的联合，软件，或者作为应用到一用于工业控制的自动化系统的执行中的软件。例如，一组件可以是，但不限于，在一处理器上执行的一进程、一处理器、一对象、一可执行的、一执行的线程、一程序和一计算机。通过示例的方式，运行于一服务器的应用程序和所述服务器都可以成为组件。一执行的进程和/或线程中可以驻留一个或多个组件，并且一组件可以位于一计算机和/或分布在两台或多台计算机、工业控制器、和/或与其通信的模块之间。

现在参考附图，附图1示例了一便于在一制造执行系统(MES)和一自动化环境之间通信数据的系统100。所述系统100可以包括一制造执行系统(MES)接口组件102，其可以在一MES层104和一自动化层106之间无缝并且统一地通信。所述MES接口组件102可以允许统一和/或标准化的处方并且执行与离散制造相关的一控制处方。更详细地，所述MES层104可以包括至少一与离散制造相关的使用的控制处方，其中这样的控制处方可以以标准化方式(通过所述MES接口组件102)与自动化层106通信以执行。换句话说更通常地，所述MES接口组件102可以用于把与所述MES层104相关的部分数据(如，一控制处方，一处方，与一MES应用程序相关的部分数据，与MES软件相关的部分数据，等)接口和/或传输到自动化层106。更佳地，一控制处方可以是一通过执行，定义一特定产品的一次批处理的制造的处方(如，一信息集，其唯一定义了用于一特定产品的生产需求)类型。

所述系统100提供了一基于控制器的用于执行一弹性控制处方的结构以及所述MES数据接口的结构和用于将一MES系统(如，所述MES层104)接口到所述基于控制器的处方执行系统(如，所述自动化层106)的传输机制(如，所述MES接口组件102)。所述MES接口组件102可以以标准化的方式在用于离散制造的一控制处方的通信和执行中使用。所述系统100可以使用一模块化编程技术和/或概念来达到这样的标准化。通常地，所述MES接口组件102可以通过利用至少一种与S88和S95标准相关的技术、方法或机制，来允许一来自MES层104的控制处方以统一的方式在自动化层106中执行。

此外，所述MES层104可以是任意适合的MES，其可以包括与一离散制造商、公司、企业等相关联的至少一种控制处方。例如，所述MES层104可以是一商店楼层控制系统，其包括手动或者自动的工作以及生产报告，还可以是发生在生产楼层上的在线查询和任务链接。进一步地，所述MES层104可以包括到工作命令的链接、货物接收、海运、质量控制、维护、时序安排、以及其它相关任务。另外，可以意识到和理解的是所述自动化层106可以是任意合适的基于控制器的自动化环境、基于控制器的自动化制造商、自动化工厂、自动化企业、基于控制器的处方执行系统以及类似物。

所述系统100可以通过执行模块化编程规则来实施用于多种制造部件的MES接口组件102。例如，所述模块化编程规则可以涉及面向对象的编程、S95标准、或者S88标准的至少之一。例如，下面的规则或概念可以被系统100使用，并且特别地，所述MES接口组件102：1)封装一封装可以指示一对象的数据可以由所述对象的方法进行访问/修改，并且可以不能由所述对象的客户进行访问/修改；2)多态性一多态性可以是由它们的客户认为相同的多个对象的能力，虽然它们可以具有不同的行为；以及/或3)继承性一继承性可以指一类对象或子类，其可以从一存在的类中自动继承特定的特性。

在自动化解决方案中，通过把每个工作单元(如，被分组以生产一系列具有相似生产需求的部件的不同的机器、在S88标准内的单元，等)当成一相似对象来对待，所述对象具有预先定义的接口并且由设备阶段、设备模块、以及控制模块的已知等级组成，从MES层104(如，所述信息层)对所述自动化层106进行接口的技术被标准化。利用这样的技术，所述系统100把MES接口组件102构造为一标准接口，所述接口相对于单片电路编程技术增加了控制系统的灵活性。

所述系统100可以提供至少一个下面的选择：1)数据结构和传输机制(在附图2和3中有更详细的讨论)；以及2)程序上的执行(在附图4中讨论)。所述数据结构和传输机制可以使数据从MES层104发送到自动化层106(如，自动控制器)。所述系统100可以解释来自信息层的数据并且操作这些数据，就像它是用于运行一生产线(line)的指令集(如，处方，等)。所述程序上的执行可以允许所述自动化层106(如，控制器)保持对工作单元等级序列(如，设备过程)的执行、安全互锁、个人互锁、对设备等级的持续控制中的至少一个负责，当组件沿着生产线下移时为数据衬衫衣料(shirting)负责，或者当组件沿着一生产线下移时对数据操作负责。

与系统100相关的多个实施例，特别地，所述MES接口组件102可以单独地操作或者与包括高级处理控制、多个商业系统、机器或制造执行系统(MES)、一MES应用程序等等的多个系统结合进行操作。一MES系统(如，所述MES层104)可以包括一企业商业系统，质量系统，仓库和供应链系统等等。一MES系统，如所述MES层104，可以包括关键功能，例如详细计划、工作指令执行和调度，定义管理，资源管理，数据收集以及命令管理。一MES设备可以执行涉及多个方面(如，商业逻辑，数据存储等等)的处理，可以结合到能够执行多个方面的商业、制造环境以及类似物的软件模块上，并且可以利用多种信息技术资源进行操作或被服务。所述系统100可以直接或非直接地从配置以及与制造/自动系统和/或其它MES类型的系统的交互中得到它们的值。此外，所述多个方面可以应用于一工业自动化环境和/或其认为这些方面是合适的其它环境中。

可以理解，与MES接口组件102、MES层104、自动化层106、制造执行系统(MES)、自动化系统、自动化环境、基于控制器的执行系统、使用S88标准的系统、使用S95标准的系统、离散制造环境等相关连的模块组件和/或阶段组件可以是具有一个或多个资源的逻辑的联合。所述逻辑包括程序代码，其可以改变资源的状态，例如，阶梯(ladder)代码、功能图表、脚本、JAVA、C代码等等。所述资源是在包括设备的系统中执行活动的那些组件或单元以及在系统中执行工作的人员。资源的其它类型的例子包括设备、材料、人员、阶段和存储。人员和设备(机器)可以在系统中执行活动。能执行工作的资源可以归类为主动资源(如，CNC机器、注射模型机器)，而其它设备资源被认为是被动资源(如，传感器、材料)。通常地，所述模块对用户隐藏内部接口、消息以及特定于所述资源的逻辑，但是向外部系统或在组件之间提供标准或通用接口。

模块可以包括嵌有模块的其它模块，其中利用用于模块类型、模块模板和模块等级的普通数据模型表示，可以表示出标准的模块行为和属性模式。模块类型和模板可以保存在库中，该库便于访问期望的系统功能并且进一步推进系统集成。资源可以具有与其相关的多种状态，例如普通S88状态类，该类包括空闲、保持、异常中断、运行、重置、停止、重启等等，其中所述模块可以利用逻辑来表示管理所述资源状态的状态机。在应用期间，资源模块(下面将描述)可以呈现资源的名称，所述资源主要用于所述模块。例如，一设备模块主要用于协调设备但是可以包括处理中的人员。相似地，一人员模块可以用于协调人员，但是可以包括处理中的其它资源。管理一材料的一控制模块可以称为一材料控制模块等等。

可以注意到，与系统100相关联的组件可以包括多个计算机或网络组件，例如，服务器、客户机、可编程逻辑控制器(PLCs)、通信模块、移动计算机、无线组件、控制组件等等，其可以通过网络进行交互。相似地，此处使用的术语PLC可以包括能够通过多个组件、系统和/或网络共享的功能。例如，一个或多个PLCs可以通过网络与多个网络设备进行通信和协作。这可以充分地包括任何类型的控制、通信模块、计算机、I/O设备、传感器、通过网络(包括控制、自动化、和/或公共网络)进行通信的人机接口(HMI)。所述PLC还可以与多个其它设备，例如输入/输出模块(包括模拟、数字、可编程/智能的I/O模块、其它可编程控制器、通信模块、传感器、输出设备等等)进行通信并对其进行控制。

所述网络可以包括公共网络，如，因特网、企业内部互联网以及自动化网络(如控制和信息协议(CIP)网络(包括设备网和控制网))。其它网络包括以太网、DH/DH+、远程I/O、现场总线(Fieldbus)、模式总线(Modbus)、专门总线(Profibus)、无线网络、串行协议等等。此外，所述网络设备可以包括多种可能性(硬件和/或软件组件)。这些可能性包括这样的组件，如具有虚拟本地网络(VLAN)能力的开关、LANs、WANs、代理、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网(VPN)设备、服务器、客户终端、计算机、配置工具、监视工具、和/或其它设备。

附图2示例了便于通过一统一MES接口来使用一与基于控制器的处方执行系统中的制造执行系统(MES)相关的控制处方的等级200。所述等级200可以应用MES接口组件(未示出但是在附图1中讨论)，该组件可以在MES层(未示出但是在附图1中讨论)和自动化层(未示出但是在附图1中讨论)之间提供无缝和统一的数据通信和执行。特别地，本发明允许与MES层相关的一控制处方在自动化层中以一标准化的方式被接收、通信和/或执行。

所述等级200可以包括一控制处方，其可以被定义为在MES层(如，一MES系统，等)中的工作命令的组件。一控制处方过程可以包括一处方过程202。一设备控制可以包括一设备过程204，该设备过程被所述处方过程202引用。可以理解，所述设备过程204可以是一过程，该过程是设备控制的一部分。所述设备过程204可以是一设备单元过程206(如，一单元过程可以是一部分设备控制)的一有序组。所述单元过程可以是用于执行一单元(如，一工作单元)中的邻近处理(如，工作)的一个策略。所述设备单元过程206可以是一设备操作208的一有序组，其中所述设备操作208可以是设备控制的一部分的操作。此外，一操作可以是一过程的单元，其定义了一包含涉及一阶段的初始化、组织或控制中的至少一个的算法的独立处理活动。所述设备操作208可以是一设备阶段210的一有序组。所述设备阶段210可以是设备控制的一部分的一阶段，其中所述阶段可以是在过程控制模型中的最低等级的过程。

通过利用等级200，支持控制处方的每个设备操作208或设备阶段210可以根据一设备控制等级(如，等级200)进行组织。例如，所述设备控制等级可以如下：1)生产线(如，设备过程204)；2)工作单元(如，设备单元过程206)；3)工作单元关系(如，在特定情况下工作单元可以集群动作)。当利用一定义的传输机制(该机制被MES接口组件所使用)的数据被移动时，所述控制系统(如，自动化层，等)可以翻译用于每个设备操作208或者设备阶段210的数据，并且将这样的数据放到预定义的设备控制数据结构中。例如，所述数据可以按照一设备过程204的形式存储在一个或多个生产线(如，被指定用于制造特定多个产品或系列的一系列的设备部分，等)的控制器中。

附图3示例了一利用一定义的传输机制和/或预定义的数据结构在一MES层和一自动化层之间通信数据的系统300。所述系统300可以包括MES接口组件102，其可以向一基于控制器的自动化层106提供用于涉及MES层104的数据的传输机制。如上所讨论的，所述MES接口组件102可以提供统一和标准的技术以使用来自MES层104的一部分数据在自动化层106中进行执行。此外，可以理解的是MES接口组件102可以使用一预定义数据结构以便于在MES层104和自动化层106之间传输部分数据。

如上所示例的，MES接口组件102可以通过个人电脑(PC)来接口任意适合的自动化层106以访问在基于控制器的自动化环境(如，自动化层106)中的一生产线302。所述系统300可以支持由设备过程(如，每个部件一个)组成的控制处方列表(如，一阵列)。当通过传输机制(如，MES接口组件102)收到一新的控制处方时，这样的控制处方可以放到一命令列表304中。在一个例子中，所述传输机制(如，MES接口组件102)可以根据制造规则组成一控制处方。在另外的例子中，所述控制处方可以放到所述接收到的命令中的命令列表304中。

当一给定的部件放到一部件生产线上时，所述物理部件可以与一验证列表306中的各个控制处方进行比较。当所述部件匹配各个控制处方时，由于物理部件移动到第一工作单元中，所述控制处方可以从所述验证列表306移到生产线列表308(如，生产线列表工作单元1)中。

生产线列表308中的每个位置可以表示在生产线上的一节位置。一节位置可以是一工作单元或者传送器缓存。当所述物理部件经过所述生产线上的每一节位置时，所述控制处方(如，包含在所述生产线列表中)可以连续流过生产线列表308。可以理解的是，所述生产线节可以是在所述生产线中的一特定、唯一以及可测量的点。所述自动控制系统(如，自动化层106)可以通过标准MES数据结构和由所述MES接口组件102执行的传输机制来接收所述控制处方，其可以在生产线的嵌入式设备过程(如，或者当有多个生产线时的设备过程)上执行。

附图4示例了根据本发明的便于实现离散制造的系统400。所述系统400可以包括一生产线402，其可以包括至少一个工作单元。可以理解可以具有与生产线402关联的任意适当数量的工作单元，例如工作单元1到工作单元N，其中N是正整数。此外，可以理解附图4中6个工作单元的叙述仅仅是为了简洁，而在本发明的范围内可以考虑任意适当数量的工作单元。可以执行工作单元之间的部件流程，例如，通过传送系统；然而所述部件的流程还可以是对特定标准操作过程(SOP)执行的手动功能。这样，本发明可以利用任意适当的技术在工作单元之间移动部件。

离散制造可以依靠在生产线402上的每个工作单元的连续工作执行。但是，可以理解工作单元可以并行工作和/或动作。一个设备过程可以根据生产线402的物理布局来执行。换句话说，当一个部件移过所述生产线402时，一个设备单元过程可以被连续执行。所述设备过程可以依赖所述生产线402中的生产线间距来调用设备单元过程的执行。当一部件移过所述生产线402时，所述控制处方(存储在所述生产线列表参数表示中)在设备单元过程和各自的从属过程单元中被执行。因此，上述讨论的技术可以用于执行设备过程。

所述MES接口组件12可以包括多种工作执行指令。换句话说，MES接口组件102可以用于定义至少一个设备操作，该设备操作可以为特定的工作命令而执行。下面的表格能够概括出本发明支持的被定义的设备操作，并且特别地，概括出所述MES接口组件102。可以意识到并理解，所述MES接口组件102可以支持崩溃性(collapsibility)；因此当操作不可用时，可以用设备阶段代替操作。

设备     单元        描述操作类型CL       夹住        执行序列以夹住一部件UC       解夹        执行序列以解夹一部件LF       提升        执行序列以提升一部件，在一工作单元中LO       降低        执行序列以降低一部件，在一工作单元中TI       进加工      执行设备请求的序列以移进加工，移向所述部件TO       出加工      执行设备请求的序列以移出加工，移出所述部件TS       测试        执行请求的序列以测试一部件FD       供给部件    执行请求序列以供给一部件或子部件PP       部件选取    序列请求一部件选取操作，允许手动构造部件PV       部件选取    序列请求一带有校验的部件选取操作，允许手动构校验     造部件TR       扭矩        序列请求带有校验的结果操作的扭矩，允许手动结果     构造部件TV       扭矩        序列请求带有校验的扭矩合格/失败操作，允许手动校验     构造部件SP       扫描        序列请求带有校验的结果操作的扭矩，允许手动构造部件MA       手动动作    操作者提示序列，或者指令文本(SOP’s)

下面的表格可以描述MES接口组件102中的每个设备操作的数据单元，并且对多个MES对象指定映射。

单元     描述               对象     MES属性   实现生产     用于定义—位置     生产线   数字      指定UDA线       或区域内的生产                         (长)线的数字值工作单元 定义工作单元的                       指定UDAID       数字值，有时用于   工作     位置数字 (长)定义一组工作单   中心元(当利用工作单元二级ID时)工作单元 用于标识一工作二级     单元组中的特定    工作      面(Side)  指定UDAID       工作单元的值      中心                (长)设备     数字值，用于生产线操作     的唯一集合，工作  路线      操作数    指定UDA单元ID，和工作单  步骤                   (长)元二级ID设备                       路线      操作      指定UDA操作     执行设备操作的设  步骤      序列      (长)序列     备单元过程中的位置数字

单元     描述                对象     MES属性   实现设备     用于标识操作类型操作     的肺(Pneumonic)。   路线     名称      内置类型     见上面的表格        操作追踪     列举。指定追踪                         工程规格；事件     事件的类型以关联    DCS      参数(长)  连接到类型     于设备操作          定义               路线步骤异常     列举。指定异常      DCS      参数(长)  工程规格；动作     之后的动作          定义               连接到类型                                            路线步骤开始     0到＜判定间距％。   DCS                工程规格；间距％   指定生产线间距位置  定义     参数(长)  连接到以开始执行设备单                            路线步骤元过程判定     ＞开始间距％到99。                     工程规格；间距％   指定生产线间距位置，DCS      参数(长)  连接到据此设备单元过           定义               路线步骤程需要被完成设备     列举由自动系统      DCS      参数(长)  工程规格；ID       支持的设备          定义               连接到路线步骤设备     设备编号            指定UDA(长)

单元     描述                对象     MES属性   实现设备     定义设备类型的      设备     设备类型  指定UDA类型     肺(Pneumonic)                          (长)部件     肺。部件标识符      BOM项    部件描述  (本地)标识符循环     数字值。定义一      DCS      参数(长)  工程规格；数字     给定的操作运行每一  定义               连接到设备实例所需的次数参数     可定义的数据项      DCS      参数(长)  工程规格；1                            定义               连接到设备         数据项数组，大      DCS      参数(长)  工程规格；小适合系统        定义                  连接到设备         数据项数组，大      DCS      参数(长)  工程规格；小适合系统        定义                  连接到设备参数     可定义数据          DCS      参数(长)  工程规格；X                            定义               连接到设备

下面的表格示例了根据本发明的大量实例。可以理解下面的实例仅仅用于示例并不用于限制本发明和/或所述MES接口组件102的范围。例如，下面的实例在用于自动化离散制造的设计中实现。然而，这样的例子可以用于任意适合的工业，该工业具有充分相似的需求和/或任意适合的离散制造环境/系统。此外，在下面的表格实例中，所述MES接口组件102缩写为MIC。

操作  在        单元    描述       MES    属性    实现类型  MIC中                        对象PP           用于PP操作类型(无选择检验的部件选择)的特定MIC单元存储位置     1-12最大(是      数字(如    16位模块)           存储Bin数字)      或1-28最大    位置    位置   指定UDA(2个16位模               数字块或1个32位模块)(每面)部件      被选出部件标   BOM项   部件。   (本地)是     标识       识符值(仅仅           描述符值       用于显示)PV           用于PV操作类型(由传感器选择的具有被选项检验的部件选择)的特定MIC单元存储位置     1-12最大(是      数字(如    16位模块)           存储Bin数字)       或1-28最大   位置    位置   指定UDA(2个16位模               数字块或1个32位模块)(每面)部件      被选出部件标    BOM项   部件。   (本地)是     标识       识符值(仅仅            描述符值       用于显示)

操作  在        单元    描述       MES    属性    实现类型  MIC中                        对象TR           用于TR操作类型(不具有扭矩目标参数的扭矩工具)的特定MIC单元是     扭矩工具    1-4(每面)    DCS     参数      工程规格；数字                   定义     (长)    连接到路线步骤设备   扭矩工      指定UDA具数字 (长)否     工具类型    列举的       设备    扭矩工    指定UDA值1-99             具数字       (长)是     裁减的      1-9(可能限   DCS     参数      工程规格；数字       制为＜8)(追   定义   (长)    连接到踪事件报告为                  设备操作步骤)部件       被安装部件标  BOM项      部件。 (本地)是     标识        识符值(仅仅            描述符值       用于显示)TV           用于TV操作类型(具有参数和/或值反馈的扭矩工具)的特定MIC单元是     扭矩工具    1-2(每面)    DCS     参数      工程规格；数字                     定义   (长)    连接到路线步骤设备   扭矩工      指定UDA具数字     (长)

操作  在        单元    描述          MES    属性    实现类型  MIC中                           对象否      扭矩工具    列举的      设备    扭矩工  指定UDA类型       值1-99               具数字  (长)是      裁减的      1-9(可能限  DCS     参数    工程规格；数字        制为＜8)      定义  (长)      连接到设备是      程序        被列举的值  DCS     参数    工程规格；数字        0-99          定义  (长)      连接到设备是      扭矩        0-127(限制  DCS     参数    工程规格；上限        为字节)       定义  (长)      连接到整数设备是      扭矩        0-99(限制   DCS     参数    工程规格；上限        为字节)      定义  (长)       连接到百分比                                    设备是      扭矩        0-127(限制  DCS     参数    工程规格；下限       为字节)       定义  (长)       连接到整数                                      设备是      扭矩        0-99(限制  DCS      参数    工程规格；下限       为字节)       定义  (长)       连接到百分比设备

操作  在        单元      描述     MES    属性   实现类型  MIC中                        对象部件       被安装部件标   BOM项  部件。  (本地)是      标识       识符值(仅仅          描述符值       用于显示)

附图5示例了便于使用一标准MES接口以从一基于控制器自动化环境中的MES系统无缝地执行一控制处方的系统500。所述MES接口组件102可以进一步使用一表示组件502，该组件提供多种类型的用户接口以便于用户和耦合到MES接口组件102的任意组件之间的交互。如所描述的，标识组件502是可以与MES接口组件102一起使用的一独立实体。但是，可以理解的是表示组件502和/或相似的视图组件可以被合并到MES接口组件102中和/或是一独立单元。所述表示组件502可以提供一个或多个图形用户界面(GUIs)、命令行接口、以及类似物。例如，可以交付一GUI以为用户提供一区域或方式进行装载数据、导入数据、读取数据等，并且所述GUI可以包括一区域以呈现上述结果。这些区域可以包括已知的文本和/或图形区域，包括对话框、静态控件、下拉菜单、列表框、弹出菜单，作为编辑控件、组合框、单选按钮、复选框、按钮和图形框。此外，能够利用便于表示的应用，例如作为导航和工具条控件的垂直和/或水平滚动条，来确定一区域是否可浏览。例如，用户可以与一个或多个耦合和/或合并到MES接口组件102的组件进行交互。

例如，用户还可以通过多种设备，如鼠标、滚动球、键区、键盘、笔和/或声音激活，与所述区域进行交互以选择和提供信息。典型地，如键盘上的按键或回车键这样的机制可以用来并发地输入信息以初始化搜索。但是，可以理解本发明并不限制于此。例如，仅仅加亮一复选框可以初始化信息的传送。在另外的例子中，可以使用一命令行接口。例如，所述命令行接口可以通过提供一文本消息来向用户提示(如，通过在显示器上的一文本消息和一声音)信息。然后用户可以提供适当的信息，例如相应于所述接口提示中提供的选项的字母-数字输入，或者对所述提示中记载的问题的一回答。可以理解的是所述命令行接口可以和一GUI和/或API联合使用。此外，所述命令行接口可以和硬件(如，视频卡)和/或具有有限图形支持的显示器(如，黑白、和EGA)和/或低带宽通信通道联合使用。

参考附图6-7，示例了根据本发明多个方面的方法。但是，为了简化说明的目的，所述方法被示例并描述为系列动作，可以理解和意识到的是本发明并不限制于所述动作的顺序，因为一些动作可以以不同于此处示例及描述的顺序和/或与其它动作并发地发生。例如，本领域技术人员可以理解和意识到，一方法可以可选地被表示为一系列相关的状态或事件，如在一状态图中一样。此外，实现根据本发明主题的方法并不需要所有示例的动作。此外，可以进一步理解的是此后以及本说明书全文中公开的方法能够存储在制造的物品上，以便于将这样的方法传送及传输给计算机。此处所使用的制造的物品的术语意在包含能够从任何计算机可读设备、载体或媒介上读取的计算机程序。

附图6示例了在一制造执行系统(MES)和一自动化环境之间通信数据的方法600。在附图标记602，能够接收到与一制造执行系统(MES)相关的一部分数据。所述部分数据可以是，例如，一控制处方、一处方、一涉及制造处理(如，批、离散等)的指令集。特别地，所述控制处方可以是一信息集合，该信息为一特定产品定义生产需求，其中通过执行，定义一批特定产品的制造。进一步地，所述MES可以是任意适当的MES，其可以包括与一离散制造商、公司、企业等等相关联的至少一个控制处方。例如，所述MES可以是一商店楼层控制系统，其包括手动或者自动的工作和生产报告，以及发生在生产楼层上的在线查询和任务链接。进一步地，所述MES可以包括到工作命令的链接、货物的接收、海运、质量控制、维护、时序安排、以及其它相关任务。

在附图标记604，一预定义的数据结构可以用于所述部分数据，其中所述数据结构可以对应于标准S88规则(principal)。例如，所述规则可以涉及面向对象的编程和/或任意其它适当的模块化编程技术。例如，可以使用下面的规则或概念：1)封装一封装可以指示一对象的数据可以由所述对象的方法进行访问/修改，并且不能由所述对象的客户进行访问/修改；2)多态性一多态性可以是由它们的客户认为相同的多个对象的能力，虽然它们可以具有不同的行为；以及/或3)继承性一继承生可以指一类对象或子类，其可以从一存在的类中自动继承特定的特性。

在附图标记606，所述部分数据可以用在一自动化层(如，一自动化环境、一自动化系统、一基于控制器的环境、一基于控制器的系统、一控制处方执行系统，等)。至少部分地基于所述标准化的技术和/或用于所述部分数据的预定义数据结构，所述部分数据可以从所述MES到所述自动化层进行无缝通信。因此，通常，所述方法600提供了一标准化和统一的预定义的数据结构，其在一MES和一自动化环境/层之间传送数据。可以理解的是，所述自动化层可以是任意适当的基于控制器的自动化环境、基于控制器的自动化制造商、自动化工厂、自动化企业、基于控制器的处方执行系统等等。

附图7示例了通过一统一MES接口以便于利用与在一基于控制器的处方执行系统中的制造执行系统(MES)相关的控制处方的方法700。在附图标记702，可以从一制造执行系统(MES)接收一涉及离散制造的控制处方。在附图标记704，一等级可以用于组织所述控制处方中的一设备操作。例如，所述等级可以是参考一设备过程的处方过程，所述设备过程是一设备单元过程的有序组，所述设备单元过程是一设备操作的有序组，所述设备操作是一设备阶段的有序组。换句话说，一预定义的数据结构可以根据来自MES的控制处方被使用。

在附图标记706，至少部分地基于所述等级可以使用一标准化的接口，其中所述标准化的接口可以把所述被组织的控制处方传送到一自动化环境。可以理解的是，所述自动化环境可以是能够实现一部分离散制造的任意适当的基于控制器的环境。在附图标记708，所述控制处方可以在基于控制器的自动化环境中被执行。因此，可以使用一标准化及统一的技术以执行来自一MES的控制处方并传送至一自动化环境。

现在参考附图8，示例了模块属性800。在附图8中描述的所述属性800包括一通用(或示例)表示，其可以从模块进行模块化。通常地，可以确定对所有模块都通用的一系列标准属性。相似地，对于下面描述的其它类型的模块，可以定义附加的标准属性。在模块上可用的一特性810的实例包括在814上的例如错误和状态这样的属性。活动资源模块(如，设备和人员)可以支持附加的属性810，如可用的/非可用的。

下面出现的属性被表示为从模块到对象的联系，其可以是位于一通用数据模型或其它(如，CAD文件)的内部。在820，可以提供标准公共接口。这些接口820公布对外部系统可用的并且是备有证明文件的(documented)活动的动词824，其隐藏用于实现所述接口的底层代码的复杂性。接口820可以与多种通常的使用方案相关。例如，接口820可以用作访问点，其可以勾(hook)在实时诊断、安全等等中。

公共动词824初始化模块内部的一动作。所述动作向接口820的客户进行描述。所述实现被认为是私有的并不向客户呈现。例子可以包括开启、停止、异常中断、关闭等等。一数据值特性810提供对信息的公共访问，该信息在模块操作期间被模块使用，并且能够通过请求值和/或内部值(或一等同物)来提供。传送请求值到内部值以及相反的相关逻辑被作为对所述值的获取和设置逻辑。可以注意到在一控制器中，如果没有传送请求值到内部值的一设置例程，则所述内部值能够在下一次扫描时重写所述请求值，提供只读的功能。

通常地，所述特性810能够被认为在至少两种类中。状态对生产系统具有特别的意义，并且能够具有一特定系列的值，其能够由排列或列举进行表示。一状态能够表示由所述模块封装的主要资源的当前状态，如，开放百分比、模式、服务(进，出)等等。在模块操作期间被模块使用的信息包括访问由接口820提供的数据，如，转换图、名称、描述、期满日期、人员联系信息。一些特性810可能对资源模块的所有实例是通用的(如，资源说明书文档的扫描件)，但是其它特性810对每个模块实例是特定的(如，状态、百分比开)。

在830，内部资源接口包括从所述模块中的逻辑840到在850中管理的所述资源的接口，其中所述逻辑包括用于处理一命令和/或更新状态和数据特性的代码和/或配置。在一些情况中，其可以是例如I/O接口这样的硬件，或者在另外情况中，其从属于具有直接接口的资源控制模块。一些实例包括I/O映射、材料管理逻辑例程等等。这些接口830是所述模块内部的并且能够使所述公共接口820和属性810成为到其它系统组件的边界。封装了不同资源但是支持相同的公共属性/接口的模块能够不破坏到其它组件的接口而被交换。在受限情况下，到运行时间系统的外部接口820可以接着把这些接口当作内部的。

在860，可以提供告警和事件消息，其可包括模块执行期间对外部系统可见的作为运行时间消息显示的消息。这包括明确地由开发者编码的告警和事件以及促使外部系统可见的系统消息。在870，一个或多个人工制品(artifact)包括记录资源的结构和操作的信息，例如，接线图、保证书、薪水册、部件供应者信息，等等。可视化方面包括为与所述资源交互的应用程序呈现资源状态和属性的相关图形。例如，所述人工制品可以包括面板、图标、状态重叠、编辑对话、帮助文件等。在880，系统消息允许模块对外部组件进行倾听并公布数据模型消息给外部组件。入站(inbound)消息典型地被用于管理模块(配置、初始化、传播属性等等)并公布在关于模块活动(资源状态、数据模型消息等等)的消息。

转向附图9，示例了实例资源控制模块900。通常，资源控制模块900提供一个或多个资源的简单控制。所述资源控制模块(RCM)900表示为管理所述状态或资源数据的逻辑，并可以包括其它资源控制模块以达到其各自的功能。所述RCM900通过动作和属性提供公共接口。在一些情况下，一动作可以是接口到模块中的内部值的一简单的位值或一请求值，并且在其它情况下可以提供更复杂的逻辑。所述RCM900可以包括其它资源控制模块并且可以促使一命令被表示为段资源控制接口。所述RCM900的实例形式包括下面内容。

在910，可以提供一设备控制模块(通用名称＝“控制模块”)CM，其可以是设备的基本调整控制的最简单形式。所述设备控制模块910可以封装所述设备和控制，所述控制例如值、驱动等的控制。在920，可以提供一材料控制模块(MCM)。对表示为子划分(sub-lot)的材料资源实例的管理包括能够在材料子划分、材料事件产生(如，消耗、被生产和移动事件、子划分联合、期满日期等等)上被执行的在位置、质量状态、可用性、命令状态、逻辑中的改变。

在930，提供了一人员控制模块(PCM)。其包括单个人员的管理，例如直接或通过轮班进度表的活动、空闲、中断状态。其还包括与人相关的数据，如轮班时间方式。其它可由PCM930管理的属性是在工厂(GPS)、资格检查、或当前阶段中的人的位置。在940，阶段控制模块(SCM)包括操作简单的阶段任务，如管道通道、AGV通道、设备状态机、机器人序列等等。所述SCM940典型地在一个阶段上执行一活动，如在当前步骤之后执行的下一步骤。在950，一存储控制模块(STGCM)包括操作简单的存储逻辑，例如缓存容量以及用于各个存储单元或需求的队列的排序进出。

附图10示例了用于一工业控制系统的资源模块1000。资源模块1000扩展了上面描述的资源控制模块以使资源(如，设备、人员、模块等)相互协调。如所示，所述资源控制模块1000包括一模块1010和一资源控制接口1020。资源模块1000还能表示比资源控制模块更复杂的活动。例如，资源模块1000可以包括在1010的其它资源控制模块和/或其它资源模块。例如，一设备模块可以作用于一子材料控制模块以表示材料处理方面或一阶段模块以请求一电子签名。

在处理之前，可以注意到除了那些已经示例的，还能使用其它类型的模块。例如，一配置模块可以包括管理定义和配置资源一人员、材料、设备、阶段、存储等等。其它类型的模块包括嵌套的模块，其中一个模块引用其它的模块。这些模块可以是一父模块的子模块或者由一个模块到另一模块所共享。资源模块可以包括资源控制模块；但是，资源控制模块可以不包括资源模块。模块可以包括聚焦在其它资源类型上的模块；例如，一设备模块可以包括设备模块和材料模块。

附图11示例了用于一工业控制系统的资源模块1100的实例。在1110，一设备模块为设备模块和设备控制模块提供协调以用于独立于特定材料来执行一面向处理的任务(如，在供给(in-feed)、AGV控制器、传送者等等)。在1120，一材料模块为材料模块和材料控制模块提供协调以用于执行聚焦于材料的任务，如，材料预定、提供、材料堆平衡计算、材料管理收费、工作命令管理等等。在1130，一人员模块为人员模块和人员控制模块提供协调以用于执行聚焦于人员的任务，如，电子签名收集、安全验证、认证验证、手动控制交互等等。

在1140，一阶段模块为阶段模块和阶段控制模块提供协调以用于执行由阶段表示的序列任务。阶段定义资源请求和能够表示多数生产和处理活动的命令。该模块提供了对请求遵循特定序列的更复杂任务的访问，如处理分析技术(PAT)集成、电子签名收集、缺点、处理偏差和故障恢复处理。所述阶段模块1140还可以构造一用于遵循的序列，其可以用例如手工、自动或半自动序列(如，路由、处方执行)来实现。在1150，一存储模块为涉及活动的存储、向请求者分配存储、模型化盘存计算等等提供了协调。其还包括与管理存储和存货信息的更高级系统的交互。

附图12示例了用于一工业控制系统的资源控制模型1200的实例。资源控制接口是面向用于资源捆绑和仲裁目的的生产管理系统的接口。所述接口是包括过程、操作或阶段的资源控制模型1200的单元。这些接口由通过一个或多个下面描述的能力1210的揭示而变得可用。在该模型1200中描述的过程、操作和阶段通常是指与它们的模块资源类型相关的，所述模块资源类型如设备阶段、人员阶段、阶段的阶段(Segment Phase)、或如一普通的资源阶段，其不需要特定的资源模块。包括产品生产规则(生产路由或控制处方)的生产管理物理地捆绑到(引用)资源控制阶段以执行工作。所述其它资源1220(如，材料、设备、人员等)的可用性在所述将产品生产规则捆绑到工作中心(如，生产队列、处理单元等)的处理期间被考虑。这些选择过程评估资源的能力以定位用于任务的合适资源。

资源能力1210包括被请求用于在一生产系统中执行工作的资源1220。因此，资源1220在效率、能力、时序安排和仲裁考虑的中心。一资源工作的能力或可用于允许工作开始的能力在1230表示为资源能力。与一资源1220关联的能力1230的存在不能使所述资源对生产可用；所述资源的能力1230关联于能够支持所述各自资源能力的组织单元1240。例如，一操作者(人员资源)可以具有用于队列1中的一混和器的资格，其中该资格能力仅仅影响特定的混和器除非被明确地指明。资源仲裁算法能够在其所执行的组织单元1240的范围中搜索资源能力1230。

资源1220通过在一给定范围内的系统处理以公布能力给组织单元1240使用。模块是一种类型的资源并且可以由公布的能力1210直接访问。但是，到资源模块的一更通用的接口是通过由上面所描述的资源模块所支持的动词。这些动词是资源控制单元(阶段、操作、过程...)，其是阶段。一资源模块的一公布的能力典型地是支持所述模块的阶段之一。资源控制接口作为能力1210被公布(使可用)给外部世界。资源模块提供所述能力以促进一命令变为一资源控制接口。

一些处理控制系统仅仅利用资源控制模块(特别地是控制模块)来构建。其实例是连续的处理，如石化产品或者重化工工厂。为了初始化，所述处理带动一工厂至运行状态或者改变一系列命令的状态，所述状态被初始化并被调整以达到新的状态。还可能促使来自于资源控制模块的命令作为能力来出现，其可以作为用于在系统状态之间调整所述系统的“调整把手”而被访问。如模型1200中所示，资源1220和能力可以关联于一更高等级的类或者抽象1250。

上面描述的包括创新主题的实例。其当然不可能描述为了本发明目的的组件或方法的每个可能组合，但是本领域普通技术人员可以进一步组合并改变本发明。相应地，本发明意在包含落入本发明所附权利要求精神和范围内的所有这些改变、修改和变更。

进一步地，本发明可以实现为方法，装置或人造物品，其利用标准编程和/或工程技术来制造软件、固件、硬件或其任意组合以控制一计算机实现本发明的主题。此处所使用的术语“人造物品”意在包括从任何计算机可读设备、载体或媒体上可读的一计算机程序。例如，计算机可读媒体可以包括但不限于磁存储设备(如，硬盘、软盘、磁带...)、光盘(如，压缩盘(CD)、数字万能盘(DVD)...)、智能卡、以及闪存设备(如，卡、棒、密钥驱动...)。此外可以理解的是一载体波可以用于携带计算机可读电子数据，就像在收发电子邮件或访问网络，如因特网或局域网(LAN)，中所使用的。当然，本领域的技术人员将认识到可以对该配置作出许多修改而不游离本发明的范围或精神。此外，此处使用的单词“实例”意在作为一实施例、例子或示例使用。此处描述为“实例”的任何方面或设计描述都不能解释为优先或优于其它方面或设计。

特别地并且与由上面描述的组件、设备、电路、系统以及类似物所执行的多种功能相关，用于描述这种组件的所述术语(包括涉及“装置”)除非被指明，否则意在对应于执行所描述组件的特定功能的任意组件(如，功能等同物)，即使在结构上与本发明的结构不同，其能执行本发明实例的此处所示例的实例方面的功能。在这点上，还将认为本创新包括一系统，也包括具有用于执行本发明多种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令的计算机可读媒体。

此外，当本发明的一特定特征被几个实施例中的仅仅一个所公开，这样的特征可以与其它实施例的一个或多个其它特征结合，其是被期望的并且对于任意给定或特定的应用程序是有利的。进一步地，就在具体实施方式或权利要求中所使用的术语“包括”和“包含”及其变形来说，这些术语意在包含在内，与术语“由...组成”的方式相类似。