CN103177071A - 定制制造执行系统屏幕的图形用户界面 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种考虑到特定客户需求来定制通用MES软件应用的屏幕的用户界面的方法和系统。该方法和系统包括：在MES应用内提供包括至少一个可配置的图形控件的至少一个页面屏幕，可配置的图形控件包括至少一个可被定制的区域；提供用于在至少一个定制区域中启用页面屏幕用户界面的可配置的图形控件的配置的图形配置工具；在工程设计时间，通过配置工具，选择代表给定的可配置的图形控件的给定节点，并且根据给定的特定客户需求来选择要定制的至少一个相关联的定制区域；通过编写ASP.net控件的软件代码来开发ASP.net控件以便满足给定的特定客户需求；通过配置工具，指定所开发的另外的ASP.net控件的信息，该信息用于将ASP.net控件链接到可配置的图形控件的定制区域。

Description

定制制造执行系统屏幕的图形用户界面

技术领域

本发明涉及用于定制制造执行系统（MES）系统屏幕的图形用户界面的方法和系统。

背景技术

在当今的工业自动化领域中，为了提高竞争力，制造公司需要同时缩短推向市场的时间、提高工艺的可见性和生产的灵活性、优化预测和调度、并减少废料、降低库存水平、减少停工时间；同时还要在全球的所有工厂中确保最优的质量和生产效率。

因此，为了达到这些苛求的目标，制造公司需要集成的信息技术（Information Technology，IT）基础设施，该IT基础设施帮助制造公司协调在全球范围的生产，且如果必要的话，实时地进行协调。制造执行系统（Manufacturing Execution System,MES）通常被认为是集成了商业系统（比如：企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP））和生产控制系统的IT层。

西门子公司（Siemens Corp.）在其

的产品系列下提供了广泛的MES产品。

如制造企业解决方案协会（Manufacturing Enterprise SolutionsAssociation，MESA）（MESA国际）所定义的，MES系统是通过管理“从订单下发至制造的点到产品交付为成品的点的生产操作”，并通过“经由双向通信跨组织和供应链向其他系统提供关于生产活动的任务关键信息”来“驱动制造操作的有效执行的动态信息系统”。用于开发MES系统的国际标准通常被称为ISA-95或S95。

MES系统通常包括的功能是：资源分配和状态、派发生产订单、数据收集/获得、质量管理、维护管理、性能分析、操作/细节调度（operations/detail scheduling）、文档控制、劳动力管理、工艺管理和产品跟踪。

因此，软件供应者所开发的MES系统的目标是：为制造公司（客户）提供用于测量和控制生产活动的工具，目的是在制造厂中提高收益率、提高生产率、改善质量和工艺性能。

正如这里所使用的，软件应用是由软件开发者开发以在MES系统内执行一些有用的动作（例如，监视来自工厂过程的值或控制工厂设备）的一组软件部件。

通常，在工程设计或配置时间，系统工程师根据特定的制造工厂需求来灵活地定制MES应用。

而在运行时间，MES应用由可以是工厂操作员或生产线负责人员的终端用户来使用。

MES系统设有前端/客户图形用户界面(GUI)应用，该前端/客户GUI应用可以由终端用户使用，以计划和控制制造活动。

MES GUI应用在将来自各种来源的工艺、质量和业务信息整合到工厂生产状态的一个统一的实时视图中发挥着关键作用。事实上，MES GUI应用将图形化屏幕显示给终端用户，该图形化屏幕能够概览工厂活动的一些参数或场景。

当前，通常以网页的形式开发MES屏幕。

例如，利用MES应用程序套件SIMATIC IT，提供了客户端应用生成器（Client Application Builder），该客户端应用生成器包括允许用户建立定制的GUI的屏幕页面的一组模块。

通常，软件提供商开发MES软件产品作为满足一些不同的客户需求的通用的解决方案。作为其结果，MES产品所提供的MES屏幕的集合也被设计为通用目的，以便用于各种不同的情形。

然而，由于客户需要MES产品为适合于其特定需要的特定项目而定制，因此，还需要MES屏幕的GUI被定制以便满足特定项目的客户需求。由于在客户现场，终端用户主要通过MES屏幕的GUI与MES产品交互，因此，这个客户需求是一个重要的需求。

因此，在特定的单个项目上必须满足一些MES客户的强化需求，使得提高MES解决方案的有效性和可用性。

MES客户的第一强化需求是关于数据输入的方式。

例如，一些MES客户喜欢通过简单的文本框来输入特定的数据，而一些其他的客户喜欢通过已被预先填入一组值的组合框来输入相同的数据。或者在另一简化的示例中，一些客户希望通过星号得到字段中的数据输入是错误的通知，其他客户希望通过输入字段的背景颜色的改变来被告知错误的发生。在更高级的场景中，MES终端用户需要通过外部源来收集输入数据，该外部源需要诸如客户浏览器或图表的客户界面。

MES客户的第二强化需求是关于主-详细视图的定制。

事实上，MES屏幕经常被设计有主-详细视图：即，网格或树表示屏幕页面的主要实体，并且通过特定条目的选择，显示特定条目的细节。

令人遗憾的是，每一个客户希望看到的细节通常是不同的，并且是特定于特定的工厂需求的。这些细节通常涉及在页面中的“主”实体。通常通过面板控件可以观看该详细信息，或替代地，通过在不同的选项卡面板中的选项卡控件，可以将该详细信息在逻辑上分组。

在设计有主/详细视图的屏幕中，需要满足三个典型的技术要求。

ⅰ）第一典型的技术要求是隐藏在MES产品的通用屏幕中定义的一些细节。

ⅱ）第二技术要求是增加在产品的通用屏幕中未定义的一些另外的细节。

ⅲ）第三技术要求是将所增加的细节置于上下文中，使得他们知道原始页面并且相应地行动。

最后，在不知道原始页面的情况下，所增加的控件不能正确工作。因此，可以看到，由于不同的MES客户具有不同的需求，所以需要不同的定制类型。

在本领域中，MES屏幕的定制问题已经以两种方式被解决。

根据第一种方式，屏幕的源代码被发送给系统工程师或系统集成商，系统工程师或系统集成商根据所需要的定制来修改该源代码。这种行为就所需要的时间和精力而言具有相关的成本影响。此外，另一个缺点是专有的源代码暴露给通常不是软件开发公司的员工的第三方，这带来明显的知识产权问题。

根据第二种方式，为了满足客户需求，各屏幕由软件开发者从头开始开发。包含所需要的定制的全新的网页将被建立以代替原始网页。令人遗憾的是，该第二种方式具有以下缺点：不可能开发出通用的屏幕，而只能开发出项目专用的屏幕。该定制是客户专用的：页面的新的修改的版本被建立。该行为需要花费很大的精力：分析原始页面的时间精力（定制屏幕的人通常不是建立屏幕的人）;修改页面的时间精力；测试页面的时间精力（还需要一些固定的回归测试）;为不同的客户维护相同页面的不同版本的精力。

令人遗憾的是，在定制MES网络屏幕的两种已知的方式中，网页的源代码必须被修改。该事实表明所交付产品的屏幕的源代码需要重新被完全地测试，这带来在时间和精力方面的相关的成本影响，同时也要考虑代码维护和代码升级的需求。

此外，关于定制MES网络屏幕的已知方法，不仅增加了开发和定制精力，而且降低了所交付的网络屏幕的可重用性。

例如，在已知的定制网络屏幕的方法中，为了获得上述两种强化中的一种，即，输入数据方式的定制或主-详细视图的定制，使用在网页上承载的（用户或客户）ASP.NET控件。然而，令人遗憾的是，该定制是通过访问页面的源代码，在页面内增加和编码ASP.NET控件来实现的，该定制具有上述的缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是克服上述缺点，尤其是通过提供定制MES屏幕的GUI而不用修改网络屏幕的源代码的方法和系统来克服上述缺点。

前述提到的目标通过如附加的权利要求中所描述的方法和系统来实现。

此外，可以提供一种计算机程序元件，该计算机程序元件包括计算机程序代码，当被装载在计算装置的数字处理器中时，计算机程序代码根据上述方法来执行各步骤。

另外，可以提供存储在计算机可用介质上的一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括使计算装置执行所述方法的计算机可读程序代码。

本发明的实施例通过利用专用工具改变页面配置来有利地实现定制，使得不用修改源代码。

由于以下原因，本发明的实施例有效地降低成本：

-减少了定制网络屏幕所需的精力。

-减少了软件产品的所需维护。

-所述方法不容易出错。

-无需详尽分析和了解原始页面设计。

-不需要对网页进行回归测试。

通过所提出的发明而实现的定制不在页面上编码，使得如果出现错误，可移除所述定制而不用影响产品提供的原始页面的原始功能。

只存在页面的单一版本。最多只建立不同的附加的ASP.net控件，在所有的屏幕中可方便地重复使用该ASP.net控件，并且可根据需要动态地应用所述ASP.net控件。这使得维护成本更少。

利用本发明的各实施例，保护了原始页面的知识产权。

根据本发明的第一实施例，指定了用于在页面屏幕的用户界面中输入输入数据的定制过程，第一实施例可有利地允许通过一些预定义的编辑器来切换，而无需编写单行代码。预定义的编辑器的示例可包括具有定制验证的文本框、具有动态定义的条目的组合框和日期拾取器等。替换地，通过允许使用完全定制的界面，可以提供更为复杂的灵活性程度。在这种情况中，可以方便地写出包含定制界面的一段代码，并且可以动态装载该段代码，并且该段代码将取代原来的代码。该界面将使用从网格/详细控件中收集到的数据，并且将向网格/详细控件提供用户的数据输入。本领域的技术人员容易理解，为了编写该段代码，不需要对原始页面进行深入的了解，并且该段代码可容易地在所有页面共享。

根据本发明的第二实施例，指定了用于设计屏幕的用户界面（页面屏幕的用户界面中的页面）中的主/细节视图（master/detail view）的定制过程，第二实施例可使上述的三个技术要求得以满足：

）通过配置工具，例如可以容易配置选项卡控件的哪个选项卡面板需要被显示。

ⅱ）通过配置工具，例如能向选项卡控件增加新的选项卡面板。此外，如果需要的话，能配置所增加的选项卡面板的内容。该内容由可包含任何图形元件的定制控件形成。因此，可根据需要方便地增加页面开发者最初未设想的信息。此外，在多个页面中可重复使用这些控件，这节省了开发的精力和时间。

ⅲ）最后，如果不知道原始页面，所增加的控件不能正确地工作。基于这个原因，在页面中建立了包含页面的所有控件的上下文信息（contextinformation）的库。每一控件给出关于其状态的信息：例如，网格给出关于所选择的记录的信息，过滤器控件给出关于其正在应用的过滤器的信息，并且工具栏给出正被点击的按钮的信息，等等。使用所述信息，所增加的控件了解页面的状态，并且它们可以据此动作：例如，它们可以显示利用网格的所选择的记录而置于上下文的信息。

不用修改原始页面的源代码而只增加在特定客户的特定项目的开发期间已经建立的ASP.NET控件，可以实现所有功能：这些控件可以因此包含特定客户需求所需要的全部定制。

附图说明

现在将参考附图，在优选的但不排他的实施例中阐述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的取自页面屏幕GUI的输入网格的快照示例；

图2示出了根据本发明的第一示例性实施例的取自图1的输入网格的修改版本的快照示例；

图3示出了根据本发明的第一示例性实施例的GUI配置工具的GUI配置编辑器的快照示例；

图4示出了根据本发明的第二示例性实施例的取自与通用MES软件产品一起交付的、页面屏幕GUI中的具有一组MES实体的主网格的快照示例；

图5示出了根据本发明的第二示例性实施例的包含具有记录形式的一些详细信息的被称为“休息详情”的选项卡面板的选项卡控件的快照示例；

图6示出了根据本发明的第二示例性实施例的GUI配置工具的GUI配置编辑器的快照示例。

具体实施方式

下面阐述本发明的两个实施例。在本发明的两个实施例中，定制了考虑到一些特定客户需求的通用MES软件应用的页面屏幕的用户界面。

在MES应用内，存在至少一个页面屏幕，该页面屏幕包含至少一个可配置的图形控件，该可配置的图形控件包含至少一个可被定制的区域，本文称之为定制区域。

图形配置工具使得能够在至少一个定制区域中配置页面屏幕用户界面的可配置的图形控件。

在工程设计时间，通过该配置工具来探索页面屏幕，使得呈现树，在该树中，每一节点代表可配置的图形控件。

在工程设计时间，根据给定的特定客户需求，选择代表给定的可配置的图形控件和要定制的至少一个相关的定制区域的给定节点。

在工程设计时间，通过编写软件代码来开发ASP.net控件，以满足给定的特定客户需求。

在工程设计时间，通过该配置工具，可指定链接到可配置的图形控件的定制区域的所开发的另外的ASP.net控件的信息。这种信息的示例可以是定制控件的全当限名称（fully qualified name）或用户控件的网站相对路径。有利地，根据要求，能够在工程设计时间配置参数，以在运行时间发送该参数到所述另外的ASP.net控件。如果使用在原始页面中定义的标准界面或使用不同的界面，则通过配置工具，可以定义网格的每一字段。

在工程设计时间，链接给定可配置的图形控件的定制区域的信息存储在网络服务器上或数据库中。

在运行时间，可与具有上述定制一起，有利地展示通用MES软件应用的屏幕的用户界面。

第一实施例：数据输入

根据本发明的第一实施例，通过可配置的图形控件，可方便地指定在屏幕页面的用户界面中输入输入数据的定制过程。例如，可配置的图形控件的类型可以是网格类型或详细网格类型。

图1示出了取自根据本发明的第一示例性实施例的页面屏幕GUI的输入网格的快照示例。

例如，在运行时间，终端用户（例如，生产线人员）使用图1中示出的GUI来输入将子图（sub-lot）装入处理单元的操作的给定MES实体所需要的输入字段（例如，装入量，测量单位等）。

图1中示出的页面屏幕GUI示例是利用通用MES软件应用交付给客户的预定义的页面屏幕GUI。

假设客户希望通过修改输入数据的方式来改进所述预定义的GUI的可重用性。

有利地，对于本发明的第一实施例，在工程设计时间，系统工程师在定制区域中的预定义的图形屏幕内能够修改用于数据输入的编辑器而不用访问源代码。

例如，在图1的输入网格的快照中，在字段“测量单位”10，对于通用产品，最初预见简单文本框的使用，其中，用户必须使用空闲的手来输入期望的测量单位。而系统工程师希望通过提供例如呈现一组可选择的测量单位的浏览器来改进GUI。

系统工程师的目标是具有与图2中示出的表格那样的定制的输入表格。图2是取自根据本发明的第一实施例的图1的输入网格的修改版本的快照示例。在图2中，输入网格的条目“测量单位”根据系统工程师的需求已经被定制出，使得在运行时间，通过点击条目“测量单位”左边的按钮20，显示出可选择选项的浏览器。

根据本发明，通过GUI配置工具，实现了图2中示出的定制。图3示出了根据本发明的第一示例性实施例的GUI配置工具的GUI配置编辑器的快照示例。

配置工具探索承载页面的网站，并且在树上呈现出系统的配置点。因此，配置工具可以为组成MES应用的网站的每一页面屏幕来显示树，在该树中，每一个节点是可以由配置工具配置的可配置的图形控件。

对于该特定示例，如在图3中所示的，从配置工具中可以选择特定的可配置的操作输入网格（例如“Cab Configurable Details（Cab可配置细节）”31），并且为“测量单位”字段指定所选择的操作输入网格，希望使用由系统工程师开发的特定ASP.net控件作为输入编辑器（在所述情形中为定制控件）。使用定制编辑器30，为新开发的ASP.net定制控件“NewUoM ID（新UoM ID）”分配组件名称为myEditor.dll。

第二实施例：主-详细视图

根据本发明的第二实施例，通过可配置的图形控件，能够有利地指定向在屏幕页面的用户界面中的主-详细视图增加详细信息的定制过程。例如，可配置的图形控件的类型可以是选项卡（tab）类型或面板类型。

在本实施例中，优选地提供了放置在页面屏幕中的通信机制,以允许在运行时间，在页面屏幕中已经呈现的可配置的图形控件和所开发的ASP.net控件之间交换信息。

图4示出了根据本发明的第二示例性实施例的取自与通用MES软件产品一起交付的页面屏幕GUI中的具有一组MES实体的主网格的快照示例。

假设客户希望通过在定制区域中向预定义的页面屏幕增加扩展原始页面的一个或多个控件（包括例如，关于在主网格上的所选择的条目的一些详情）来改进该预定义的页面屏幕的可重用性。

如在图4的主网格的快照中示出的，对于实体“下午时间”40，根据选择，预见到称为“工作时间详情”41的详细选项卡面板。

假设系统工程师希望通过在定制区域中增加包括例如关于主网格上的所选择的条目的一些详情的定制控件来改进用户界面。例如，在所述特定示例中，系统工程师希望增加提供关于主网格上的所选择的条目的其他详细信息的新的详细选型卡面板，例如，通过增加包括主网格的同一所选择的条目“下午时间”40上的休息详情称为“休息”50的选型卡面板来增加。

图5示出了根据本发明的第二示例性实施例的包含具有记录形式的一些休息详细信息的称为“休息”的选项卡面板的选项卡控件的快照示例。

根据本发明，通过GUI配置工具，实现了在图5中示出的定制。图6示出了根据本发明的第二示例性实施例的GUI配置工具的GUI配置编辑器的快照示例。

该配置工具探索承载页面的网站，并且在树上呈现系统的配置点。

对于这个特定示例，如图6所示，从配置工具中能够向可配置的图形选项卡控件增加称为“休息”50的选项卡面板，并且指定装载由系统工程师开发的特定ASP.net控件，在这个情形中，是称为“Break Control（休息控制）”60的用户控件。对于图6中示出的定制编辑器，为ASP.net用户控件60分配友好的名称（Friendly Name）和控件ID“休息”。

除了上面阐述的本发明的实施例，本领域的技术人员将能够得到各种其他的设置和步骤，尽管这些其他的设置和步骤在本文中没有被明确阐述，但其也落入所附权利要求的范围中。例如，对于本发明的各实施例，可以修改主-详细视图中的主视图。

所用缩略语列表

GUI：Graphical User Interface图形用户界面

IT：Information Technology信息技术

MES：Manufacturing Execution System制造执行系统

Claims (10)

1.一种考虑到特定客户需求来定制通用MES软件应用的屏幕的用户界面的方法，所述屏幕是网页，下文称为页面屏幕；

所述方法包括以下步骤：

a)在MES应用内提供至少一个包含至少一个可配置的图形控件的页面屏幕，所述可配置的图形控件包含至少一个可被定制的区域，下文称为定制区域；

b)在至少一个定制区域中，提供用于启用页面屏幕用户界面的可配置的图形控件的配置的图形配置工具；

c)在工程设计时间，通过所述配置工具，探索所述页面屏幕使得树被呈现，在所述树中，每一节点代表可配置的图形控件；

d)在工程设计时间，根据给定的特定客户需求来选择代表给定的可配置的图形控件以及要定制的至少一个相关联的定制区域的给定的节点；

e)在工程设计时间，通过编写ASP.net控件的软件代码来开发所述ASP.net控件以满足所述给定的特定客户需求；

f)在工程设计时间，通过所述配置工具，指定所开发的另外的ASP.net控件的信息，所述信息用于将所述ASP.net控件链接到所述可配置的图形控件的定制区域；

g)在工程设计时间，将用于链接所述给定的可配置的图形控件的定制区域的信息存储在网络服务器或在数据库中。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述可配置的图形控件指定用于在屏幕页面的用户界面中输入输入数据的定制过程。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述可配置的图形控件类型可以是网格类型或详细网格类型。

4.如权利要求1所述的方法，其中，通过所述可配置的图形控件，指定在屏幕页面的用户界面中向主/详细视图增加详细信息的定制过程。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述可配置的图形控件的类型可以是选项卡控件类型或面板控件类型。

6.如权利要求4或5所述的方法，还包括以下步骤：提供放置在页面屏幕中的通信机制，以允许在运行时间，在页面屏幕中已经呈现的可配置的图形控件和所开发的ASP.net控件之间交换信息。

7.如前述任一权利要求所述的方法，其中，所述ASP.net定制控件可以是定制控件或用户控件。

8.一种用于在运行时间显示通用MES软件应用的屏幕的用户界面的方法，所述屏幕的用户界面是根据前述任一权利要求所述的方法而定制的。

9.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于以软件实现所述方法。

10.一种系统，具有执行根据前述任一权利要求所述的方法的步骤的装置。

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