【正文】 IMS monitor system to monitor the resource of system, including memory, application and software resource (such as MBX, Tuxedo, Weblogic resource). By analyzing these data, we can make a reasonable judgment to the states of CIM system, and determine whether the current system can support the larger production capacity or not, to provide a basis for the corporation planning.This thesis presents the analysis, design, implementation and possible application of the Performance Monitor System (PMS) of Computer Integrated Manufacturing System (CIMS) respectively. Firstly, the thesis presents the architecture of CIMS in the current semiconductor manufacturing industry, and describes the architecture based the Tuxedo, Weblogic and MBX system respectively。 Tuxedo。 Data Presentation。 Spring。哈林頓(Joseph Harrington)博士在《Computer Integrated Manufacturing》一書中首次提出使用了 CIM 這一術(shù)語，其基本出發(fā)點(diǎn)是：1）企業(yè)的各種生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)是一個(gè)整體，不可分割，需要統(tǒng)一考慮。借助計(jì)算機(jī)（硬、軟件）串聯(lián)起了包括了市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、售前及售后服務(wù)支持（質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù)）到產(chǎn)品最后報(bào)廢、環(huán)境處理等企業(yè)產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段之中相關(guān)的人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)這三大要素，并把它們與信息流、物流、價(jià)值流有機(jī)的集成起來并加以優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代制造企業(yè)的計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，從而達(dá)到產(chǎn)品上市快、質(zhì)量高、能耗低、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)能夠贏得市場競爭。模型 TQCSE [4]，其中 T 表示時(shí)間(Time)，Q 表示質(zhì)量 (Quality)，C 表示成本(Cost)，S 表示服務(wù)(Service)，E 表示環(huán)境友善性(Environment) 。S 也有兩方面的含義，一是利用自動(dòng)化技術(shù)，更好地做好市場服務(wù)工作；二是利用自動(dòng)化技術(shù)，替代或減輕制造人員的體力和腦力勞動(dòng)，直接為制造人員服務(wù)。CIMS 可定義為是通過計(jì)算機(jī)硬、軟件，并綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化的復(fù)雜系統(tǒng)。CIMS 覆蓋了制造企業(yè)的各種經(jīng)營活動(dòng)，其中包括了生產(chǎn)經(jīng)營管理、工程設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，即從產(chǎn)品報(bào)價(jià)、接受訂單開始，經(jīng)計(jì)劃安排、設(shè)計(jì)、制造直到產(chǎn)品出廠及售后服務(wù)等的全過程。四個(gè)功能子系統(tǒng)包括：管理信息子系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化子系統(tǒng)、制造自動(dòng)化子系統(tǒng)和質(zhì)量保證子系統(tǒng)。 CIMS 在集成電路制造企業(yè)中的現(xiàn)狀CIMS 在集成電路制造企業(yè)中是一個(gè)功能強(qiáng)大并且復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，它由五個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，這五個(gè)子系統(tǒng)分別是制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System,簡稱 MES),設(shè)備自動(dòng)化程序(Equipment Automation Program，簡稱 EAP)，報(bào)表系統(tǒng)(Reporting System，簡稱 RS)，測試amp。MES 對應(yīng)著制造自動(dòng)化子系統(tǒng)；EAP 對應(yīng)著工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化子系統(tǒng)；TYS 對應(yīng)著質(zhì)量自動(dòng)化子系統(tǒng)；BS 和 RS 對應(yīng)著管理信息自動(dòng)化子系統(tǒng)，而支撐并連接起這些子系統(tǒng)的正是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)。RS 是把 MES數(shù)據(jù)庫、EAP 數(shù)據(jù)庫和 TYS 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)計(jì)算、優(yōu)化并分類匯總，生成報(bào)表管理系統(tǒng)。 CIMS 的管理對 CIMS 的管理就是對 CIMS 中各個(gè)子系統(tǒng)的管理，CIMS 是通過現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將這些原本看似沒有什么太多聯(lián)系的子系統(tǒng)串聯(lián)、組合、優(yōu)化并運(yùn)行了起來，那么對 CIMS 及其所包含的子系統(tǒng)最行之有效的管理方式就是通過網(wǎng)絡(luò)管理。一般來說，網(wǎng)絡(luò)管理是一種服務(wù)，通過使用各種各樣的工具，應(yīng)用程序，以及設(shè)備來輔助網(wǎng)絡(luò)管理人員來監(jiān)測和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。? 管理處理保持追蹤和分配網(wǎng)絡(luò)資源。維護(hù)也涉及到使用改進(jìn)和預(yù)防措施以便網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，例如調(diào)整設(shè)備的配置參數(shù)。大量的訪問方法為了支持網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理而存在。 網(wǎng)絡(luò)管理的架構(gòu)大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)使用同樣的基本結(jié)構(gòu)和關(guān)系集。輪詢機(jī)制可以是自動(dòng)產(chǎn)生的或者是用戶初始化的，但是被管理設(shè)備的代理會(huì)對所有的投票站做出響應(yīng)。圖 13 描述了一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu) [7]。1) 性能管理的目的是衡量并且使網(wǎng)絡(luò)性能的各個(gè)方面可用，以便可以把內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的性能維護(hù)到合理的級別。當(dāng)有超越性能極限發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生警報(bào)，并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。這樣的模擬能夠警告管理員去接近問題，以便采取必要的措施。當(dāng)問題發(fā)生時(shí)，可以通過檢索數(shù)據(jù)庫來幫助解決問題。對結(jié)果的分析提供了當(dāng)前用法模式的洞察，并且能夠在這一點(diǎn)設(shè)置用法配額。因?yàn)楣收峡梢砸鹜９せ蛘唠y以接受的網(wǎng)絡(luò)降級，故障管理是 ISO 網(wǎng)絡(luò)管理中使用最廣泛的元素。5) 安全管理的目的是根據(jù)本地的指導(dǎo)方針來控制網(wǎng)絡(luò)資源的訪問，以便網(wǎng)絡(luò)不會(huì)遭到破壞，并且敏感的信息不能被那些沒有合理授權(quán)的人訪問。對于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶，訪問特定部門的信息是不合理的。它們也對敏感的網(wǎng)絡(luò)資源監(jiān)測訪問點(diǎn)，并且把敏感網(wǎng)絡(luò)資源的不合理訪問記錄到日志中。如果 CIMS 癱瘓，那么整個(gè)集成電路制造企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)勢必也要戛然而止。因此，CIMS 需要一個(gè)集成的能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析系統(tǒng)行為和性能的系統(tǒng)，對在線系統(tǒng)的故障、配置、賬戶、性能、安全進(jìn)行全方位的管理，并且能夠通過趨勢分析報(bào)表、響應(yīng)時(shí)間報(bào)表，以及相關(guān)的提醒系統(tǒng)來反映系統(tǒng)的使用情況。 本文的組織結(jié)構(gòu)本文組織結(jié)構(gòu)是按照提出問題，解決問題，總結(jié)在實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用和現(xiàn)實(shí)意義的順序進(jìn)行。第 3 章介紹了對 CIMS 性能監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。北京工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文10第 2 章 集成電路制造企業(yè) CIMS 分析11第 2 章 關(guān)鍵技術(shù)分析 中間件技術(shù)簡介通過 CIMS 架構(gòu)圖 21 我們可以了解到 CIMS 分為三大部分，各部分之間通過 MBX、Tuxedo、Weblogic 這三種中間件連接。中間件是一類計(jì)算機(jī)軟件，它用于連接軟件組件和應(yīng)用服務(wù)。在眾多關(guān)于中間件的定義中，比較普遍被接受的是 IDC 表述的：中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。對于應(yīng)用軟件開發(fā)，中間件遠(yuǎn)比操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更為重要，中間件提供的程序接口定義了一個(gè)相對穩(wěn)定的高層應(yīng)用環(huán)境，不管底層的計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件怎樣更新?lián)Q代，只要將中間件升級更新，并保持中間件對外的接口定義不變，應(yīng)用軟件幾乎不需任何修改，從而保護(hù)了企業(yè)在應(yīng)用軟件開發(fā)和維護(hù)中的重大投資。 CIMS 中基于 MBX 的系統(tǒng)簡介消息總線（Message Bus）架構(gòu)是一個(gè)虛擬機(jī)，是由高標(biāo)準(zhǔn)的可交換的組件構(gòu)建而成，這些組件是基于開放式的架構(gòu)，采用這種架構(gòu)的應(yīng)用程序?qū)τ谶@個(gè)虛擬機(jī)來講是兼容的。在運(yùn)行時(shí)，組件能夠動(dòng)態(tài)地連接或斷開消息總線。服務(wù)構(gòu)件接收到這個(gè)消息后與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互處理，處理結(jié)束后，一方面發(fā)送應(yīng)答消息到客戶端的應(yīng)答箱 (Client reply mailboxes)等待應(yīng)答， 另一方面會(huì)發(fā)送到公告牌（bulletin boards）中等待廣播。本文中的系統(tǒng)也是基于此MES 開發(fā)思路購買了 Brooks 公司的 Factoryworks、CELLworks 等產(chǎn)品，并在其基礎(chǔ)上根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了符合實(shí)際需要的 MES 系統(tǒng)。第一層是面向用戶的客戶端，包括配置客戶端（運(yùn)行于 Windows NT 或 UNIX） 、運(yùn)行客戶端（運(yùn)行于 Windows NT）以及其它第三方的集成系統(tǒng)；第二層是面向服務(wù)的交易處理服務(wù)器，進(jìn)行所有在線交易的處理，這一層將應(yīng)用到 CELLworks 的交易處理框架；第三層是面向存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，進(jìn)行所有數(shù)據(jù)的存取，通常會(huì)應(yīng)用企業(yè)級的 Oracle 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。當(dāng)服務(wù)端的應(yīng)用程序開啟時(shí)，每個(gè)服務(wù)器端至少會(huì)在 MBX 中建立一個(gè) Mailbox 用于接收來自客戶端的各種信息和請求，當(dāng)服務(wù)端處理完畢后會(huì)向客戶端的返回Mailbox 回復(fù)信息，客戶端在接到回復(fù)后決定下一步動(dòng)作。Tuxedo是一個(gè)事務(wù)處理系統(tǒng)，也是一個(gè)面向事務(wù)的中間件，并且是一個(gè)基于 C，C++，和 COBOL 編寫的企業(yè)應(yīng)用服務(wù)器。在 1993 年Novel 得到了 ATamp。Tuxedo 的重要作用：1) 消息核心。本質(zhì)上，Tuxedo在面向服務(wù)的架構(gòu)形成之前就提供了面向服務(wù)的架構(gòu)(Serviceoriented architecture，SOA)的元素。它是包含一個(gè) Tuxedo 域狀態(tài)的共享內(nèi)存段。這樣允許在域中的每個(gè)機(jī)器有一個(gè)關(guān)于服務(wù)器、服務(wù)、事務(wù)、客戶端的視圖。當(dāng)一個(gè)主機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，指定為主機(jī)的另一個(gè)備份機(jī)器會(huì)接管主機(jī)的功能。最流行的格式中有一種是 FML 緩沖器格式，類似二進(jìn)制的 XML 或 北京工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文16格式。其他的緩沖器格式包括XML，STRING，和 MBSTRING（包含多字節(jié)自負(fù)的字符緩沖器） ?？蛻舳诉B接到這些通信集中器并且擔(dān)當(dāng)代理的職務(wù)。5) 網(wǎng)關(guān)。域的網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)傳播安全和事務(wù)上下文到遠(yuǎn)程域。6) 故障/恢復(fù)。7) 事務(wù)監(jiān)測和協(xié)調(diào)。事務(wù)可以由應(yīng)用控制或者通過 Tuxedo 配置自動(dòng)控制，例如，容器第 2 章 集成電路制造企業(yè) CIMS 分析17控制事務(wù)。隊(duì)列由一個(gè) XA 適應(yīng)的資源管理器管理，允許隊(duì)列操作加入到事務(wù)中。為被請求的事件允許 Tuxedo 應(yīng)用發(fā)送未關(guān)聯(lián)的通知給不需要等待回應(yīng)的客戶端。 中的 SNMP Agent 組件是在 server 版安裝中是附帶安裝的。MBX 服務(wù)器處理消息，一方面把數(shù)據(jù)更新到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫；另一方面根據(jù)消息中包含的源地址來響應(yīng)事件請求者，原始消息的源地址將更改為響應(yīng)消息的目的地址，原始消息的目的地址將更改為響應(yīng)消息的源地址，新消息再被 MBX 服務(wù)器上的 MBX 發(fā)送器發(fā)送到 Tuxedo 服務(wù)器上的 MBX 接收器上，MBX 接收器再將新消息發(fā)送到消息分發(fā)器，消息分發(fā)器解析消息中的目的地址后并響應(yīng)到請求的客戶端。如果與 BEA WebLogic Commerce ServerTM 配合使用，對于部署適應(yīng)性個(gè)性化電子商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng) BEA WebLogic Server 可為其提供完善的解決方案。11) 無限的可擴(kuò)展性。這些開放性標(biāo)準(zhǔn)與 WebGain Studio 配合時(shí)，可簡化開發(fā)，并可發(fā)揮已有的技能，迅速部署應(yīng)用系統(tǒng)。BEA WebLogic Server 所具有的容錯(cuò)、系統(tǒng)管理和安全性能讓它承擔(dān)這全球數(shù)以千計(jì)企業(yè)電子商務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中的關(guān)鍵任務(wù)。BEA WebLogic Server 簡化了可移植及可擴(kuò)展的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，并為其它應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)提供了豐富的互操作性。無論是網(wǎng)頁群集，還是組件群集，對于電子商務(wù)解決方案所要求的可擴(kuò)展性和可用性都是至關(guān)重要的。北京工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文20圖 25 Tuxedo 與 Weblogic 連接結(jié)構(gòu)圖Figure 25 Structure of Tuxedo and Weblogic 影響 CIMS 穩(wěn)定性的因素顯然 CIMS 的穩(wěn)定高效運(yùn)行對集成電路制造是至關(guān)重要的，對確保 724 小時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行及順利完成公司生產(chǎn)計(jì)劃有重要意義。比如對硬盤做 RAID1 鏡像，電源用多路 UPS 供電等。把生產(chǎn)環(huán)境和辦公環(huán)境網(wǎng)絡(luò)分離，對生產(chǎn)環(huán)境的路由器和交換機(jī)做冗余處理，這樣基本上不會(huì)造成生產(chǎn)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤產(chǎn)生。? 其它外部因素，如溫度、濕度等，這主要是靠空調(diào)、加濕器、緊急備用風(fēng)扇等設(shè)備來解決。? MES 和 EAP 軟件錯(cuò)誤：包括軟件自成 BUG、和中間層交互 BUG 等。第一個(gè)是 MBX 拒絕服務(wù)造成系統(tǒng)宕機(jī)。第三個(gè)是將測試環(huán)境的 Tuxedo 連到生產(chǎn)環(huán)境的 MBX 上，造成生產(chǎn)環(huán)境宕機(jī)。除了系統(tǒng)穩(wěn)定性之外，我們更要考慮系統(tǒng)的高效性。對集成電路制造企業(yè) CIMS 整體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，然后分別對基于Tuxedo、Weblogic 和 MBX 的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。EAP 系統(tǒng)是由 EAP 客戶端和 EAP 服務(wù)器組成。為了支持更大規(guī)模的生產(chǎn)能力，在 MES 客戶端和 MES 服務(wù)器之間通過 Tuxedo 服務(wù)來分布來自 MES 客戶端的消息。北京工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文24圖 31 CIMS 架構(gòu)Figure 31 Structure of CIMS 功能性需求分析 系統(tǒng)功能分析根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能，用戶登陸、用戶注冊、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示，如圖 3