利用FTP技术实现ERP与生产设备集成方法的研究

王佳卓

摘   要：机械加工制造业进行生产经营活动时，普遍借助ERP系统进行生产过程的管理与控制，但是，在长期的应用中，ERP系统与机加机床集成度不高，存在数据孤岛和管理间断的问题，需研究借助物联网技术和信息化管理方法，给出企业信息化管理中生产过程闭环控制的解决方案，即ERP系统与生产数控系统集成，并能够实现系统间数据通信，以提升生产制造企业的信息化建设水平，推进企业两化融合建设，文章对此进行了研究。

关键词：物联网;企业资源计划系统;数控机床;文件传输协议

1    课题背景和目标

企业资源计划（Enterprise Resource Planning，EPR）系统是企业应用计算机方法实现对企业的经营活动进行管理的重要方法和过程，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，是ERP系统执行主生产计划后，自制任务闭环信息的主要来源[1]。根据企业经营活动和管理方式的不同，ERP系统呈现出通用性差、集成度低、职责不清的特点[2]，这些特点主要表现为两个方面，一是企业的生产资料管理混乱，数控加工程序监管不力;二是随着企业生产工具的不断革新，ERP系统也需要不断进行相应调整，去集成不同的数控机床加工设备，这样做不但耗费了大量的人力物力，效果也未能达到预期，最终的结果就是企业两化融合推进迟缓、信息化建设与生产管理脱节，从而给企业的生产经营活动带来很多问题。

为了解决这些实际问题，需要解决ERP系统与数控机床的集成问题，制定行之有效的解决方案，具体从两个方面入手：一是制定ERP系统与数控机床集成方案，实现数据互通，减少人为操作。二是通过文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）服务器，利用ERP系统对所有数控机床的程序进行统一管理。即制定ERP系统与数控机床集成的通用性解决方案，实现ERP系统完成数控加工程序集中管理和设备集成管理的课题目标。

2    项目可行性研究

首先，ERP系统与数控机床系统的集成过程，是物联网的应用和建设过程，物联网技术的应用和推广是“中国制造2025”的一个重要发展方向，是一项应用广泛且成熟的技术方案，通过物联网技术，能够实现终端硬件设施的互联[3]，同时，利用互联网技术，也能够实现终端硬件设施与软件系统的互联，该课题研究ERP系统与数控机床系统进行集成的解决方案，通过物联网技术的应用，能够完成两套系统的集成。

其次，企业的生产经营活动过程需要不断地更新或更换加工设备，为了实现ERP系统对所有数控机床的集中管理，需要不断更新和改写ERP系统的程序，此种做法导致的结果是企业为了实现信息化管理的目标，需要投入大量资源开展上述工作。分析该问题可以得出，ERP系统与数控机床系统集成的过程，实质是数据互通的过程，即通过一个共享平台，用于保存数控加工程序，使得ERP系统与数控机床系统共用一套数据，这个过程可以通过FTP服务器来实现，对于实现集中管理的目标而言，ERP系统和数控机床系统每次在使用数控程序时，都从FTP服务器上下载或拉取相应程序，即可实现集中和统一的数据管理，利用FTP服务器强大的文件共享功能，通过TCP协议，能够实现课题的最终目标。

3    解决方案及设计方案

基于上述项目背景和实际需求，制定项目解决方案，即设计开发数控程序编辑器，用于集中编辑和管理全部的数控程序，并保存于ERP服务器上。在数据库中保存数控程序在服务器上的物理位置，用于文件定位和查找。制定标准通信方法，在各类数控机床上开通FTP服务，形成通用的集成方案。进行数控机床基本信息和ERP系统加工工艺文件的绑定操作，用于ERP系统进行任务分配时，将数控程序发送至指定的数控机床上。

软件系统设计，软件系统采用浏览器/服务器模式（Browser/Server，B/S）的架构方式，使用Java语言进行开发，后台采用SQL SERVER 2008数据库，终端操作采用PC机进行，在PC机上进行数控程序的编辑，将编辑后的数控程序以数据流的方式保存为数控机床可识别的文件，再通过ERP自制任务分配功能，将数控程序文件推送至相应的数控机床的FTP文件夹中，在数控机床上打开FTP文件夹，选择已推送的数控加工程序进行相应零件的加工。

3.1  开发数控程序编辑器

數控程序是用于数控机床加工零件使用的程序指令，由于世界上存在多个数控程序编码标准，导致各个机床生产厂家选择和执行的标准也不同，这就意味着组成数控程序的程序编号、程序内容、程序段也不相同[4]，主要表现为数控程序的命令中多带有特殊的半角字符，为了让数控机床能够按数控程序执行相应的操作，在数控机床操作系统编写的程序，需要满足两个基本要求，一是数控程序文件是数控机床操作系统可识别的文件格式;二是数控程序中的特殊字符和程序格式不能发生改变。

基于上述两方面原因，开发数控程序编辑器只能使用TEXTAREA格式域，而不能使用富文本编辑器，原因是富文本编辑器在数据库中保存时会生成HTML格式代码，该代码在生成文本文件时，也会导入到文件中，且该代码是不能被任何一种数控机床系统识别的，由于编辑器的开发使用Java语言，而且Java语言进行Web开发时，会将部分英文半角字符进行转义，导致保存到数据库中的数控程序或从数据库中读取的数控程序错误，这个问题的解决方案是，利用JS脚本在客户机页面上将需要保存的数控程序中的半角字符首先进行转义，再由Java程序保存到数据库中，此外，鉴于数控程序长度的不确定性，在数据库中应使用TEXT字段格式。

3.2  开发数据流处理程序

数控程序编辑器是为了输入、查看、修改数控程序，是利用计算机程序通过读写数据库来实现的，在数控机床的系统中，数控机床的存储空间较小，在数控机床的控制系统上再开发读取数据库的程序，不但需要增加硬件配置，而且无法实现通用性使用目的，二次开发成本较高，首选的解决方案是将数据库中的数控程序，读取出来生成数控系统能够识别的TXT文本文件的方式，发送到数控系统中即可。具体办法是使用FILEWRITER函数，生成TXT文件，并从数据库中读取数控程序，以数据流的形式写入到该文件中。

3.3  创建数控程序缓存空间

通过程序生成的文本文件，需要保存在ERP应用服务器上，该文件仅作为上传数控机床时使用，为了快速找到数据库中数控程序对应的数控程序文件，需要完成两项操作，一是将生成的数控程序文件的名称，写入到数据库对应的记录字段中，二是在服务器上，创建存储空间，用于保存生成的文本文件，并将存储路径信息也保存到数据库中。

3.4  创建FTP服务端

目前，多数数控机床的控制系统采用的是Linux操作系统，该操作系统的优点是占用空间小、执行速度快，本课题研究的一项重要内容就是将Windows操作系统中的文本文件传动到该系统中，为了实现这项操作，需要在Linux操作系统下，创建FTP服务器，即在每个数控机床的控制系统中创建FTP服务器，由于创建的过程是基于Linux操作系统，而不是数控系统，所以该操作具有通用性，这个解决方案能够实现所有数控系统与ERP系统的数据通信问题。

3.5  推送数控程序

为了在ERP系统中分配任务时，能够直接将任务分配到具体机床上，还应做如下操作：

首先，在ERP系统的工艺文件维护程序中，增加工艺过程和工序对应的数控机床绑定信息，对应绑定信息是多对一关系，即允许多个加工工序对应同一台加工机床设备，将对应关系保存到数据库中，以机床编号作为主键。

其次，将数控机床的基本信息，包括IP地址、FTP目录、登录用户名密码信息保存到数据库中，以机床编号作为主键，与上一操作使用的数据表中的机床编号形成关联关系。

最后，在ERP系统中分配任务时，选择待分配任务后，即可将该加工任务使用的数控程序发送到指定数控机床的控制系统中。

4    结语

信息化系统在实施的过程中，应尽量避免二次开发和重复开发，为了能够实现ERP系統与数控机床系统通信，需要进行一次性开发，降低项目建设成本和实施风险，该课题研究的结果，能够满足上述项目建设要求，能够实现系统间的数据通信和应用集成，实现了ERP系统中自制任务的闭环控制，解决企业经营管理脱节和数据孤岛问题，满足实际应用的需要，具有推广和应用价值。

[参考文献]

[1]谢永.制造企业车间敏捷信息化解决方案[J].信息化管理，2010（3）：19.

[2]董玉红.数控技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]于恩.机床改造中数控系统的选择[J].机械与电气（社会科学版），2018（3）：56-57.

[4]毕妍.经济型数控机床改造的优化方案研究[J].科技创新与应用，2014（26）：68.