面向服务的制造执行系统架构及其关键技术研究

论文摘要

21世纪制造企业的主要模式是敏捷制造。随着信息技术的飞速发展和经济的全球化,企业面对持续快速变化的需求,必须能够快速地做出响应,从而才能贏得市场,赢得客户。制造执行系统作为连通企业管理层与生产底层的桥梁,是实施企业敏捷制造战略的关键。然而,目前制造执行系统的解决方案大都是为了满足特定的需求而设计的,其通用性、重构性、集成性和扩展性等方面都存在不足,不能很好地随着企业业务、组织结构的变化在系统结构和功能上作相应的调整。针对上述挑战性问题,在分析制造执行系统未来的发展趋势的基础上,本文给出了一套适应快速变化的,可以快速重构和部署的制造执行系统解决方案。该解决方案利用构件快速组装新服务的方法,将业务流程各活动以服务进行封装,对外提供统一的服务接口,将企业内部系统中的数据以XML的形式进行标准化,为企业提供一个标准的、松耦合的信息系统,来适应“敏捷制造”以及与周围其他信息系统的集成与协作。本文结合面向服务的体系结构和关注分离的设计思想进行该系统的架构设计。针对系统框架的开发过程中,面临系统的稳定性和可靠性,未来业务会发生变化时系统功能的可扩展性及能够快速实施和低成本部署等难题,深入研究并采用了企业服务总线技术,构件的划分、设计、管理、组装,数据集成和数据交换等关键技术。最后,我们把该系统应用到酒泉钢铁集团冷轧制造执行系统项目中,取得一定的应用效果,并总结了该系统需要进一步研究的一些问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究综述
• 1.2.1 MES国外发展状况
• 1.2.2 MES国内发展状况
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 MES概述
• 2.1 MES的概念
• 2.2 MES功能框架
• 2.3 MES核心地位
• 2.4 MES发展趋势
• 2.5 本章小结
• 第三章 SO-MES框架体系
• 3.1 面向服务的体系结构
• 3.1.1 SOA概述
• 3.1.2 SOA的设计原则和优点
• 3.2 SO-MES设计思路
• 3.3 SO-MES的体系结构
• 3.3.1 表示层
• 3.3.2 业务流程管理层
• 3.3.3 服务层
• 3.3.4 构件层
• 3.3.5 数据存储层
• 3.4 SO-MES的框架设计及目标
• 3.4.1 SO-MES的框架详细设计
• 3.4.2 面向服务的MES框架的目标
• 3.5 基于SO-MES软件开发与基于面向对象的MES软件开发的比较
• 3.6 本章小结
• 第四章 SO-MES关键技术
• 4.1 SO-MES内核设计技术
• 4.1.1 ESB模型的提出
• 4.1.2 基于ESB的SO-MES内核设计
• 4.2 SO-MES构件开发技术
• 4.2.1 正交化构件的划分
• 4.2.2 基于EIP的构件模型
• 4.2.3 基于IOC模式的构件管理
• 4.2.4 利用业务逻辑描述实现构件组装
• 4.3 SO-MES数据集成和数据交换技术
• 4.3.1 利用XML实现异构多数据源的集成
• 4.3.2 基于XML的数据交换技术
• 4.4 本章小结
• 第五章 SO-MES的应用
• 5.1 项目背景
• 5.2 生产计划管理系统的设计与实现
• 5.2.1 生产计划业务流程分析
• 5.2.2 服务的设计与实现
• 5.2.3 服务的调用与组合
• 5.2.4 服务的监控与管理
• 5.3 实施效果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果