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网络化制造模式下MES系统研究与实现

2020-11-28阅读(1052)

网络化制造模式下MES系统研究与实现

论文摘要

网络化制造是在网络技术和经济全球化正发生着深刻变革的背景下产生和发展起来的一种先进制造模式。网络化制造是制造企业各种制造活动及制造技术和信息系统的总称,涉及多个领域（包括机械制造、计算机、网络、信息、自动化、电子等）的综合学科,其理论是在协同论、系统论、信息论、模糊论等相关理论的基础上发展起来的,代表着制造业未来的发展方向。制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES）是网络化制造集成平台的重要的组成部分。现场车间管理系统优化与否,直接影响整个网络化制造系统的完善程度,因此它的研究已经成为制造业研究的热点。制造车间作为制造企业的物化中心和制造信息集散地,MES只有通过网络信息技术,实时反映现场生产运作状况、资源约束、资源优化配置等实际问题,并从网络化制造模式角度描述车间信息管理的内在规律和复杂性,体现出MES在优化资源管理和信息管理上优势,才能满足网络化制造模式的需求。因此,研究制造执行系统的控制理论和实践对于完善网络化制造平台具有极为重要的意义。本文在相关项目基金的资助下,针对离散型制造企业生产车间管理特点,应用系统工程、控制理论、计算机仿真技术和调度算法等知识,研究了基于网络化制造模式下MES系统模块设计等最为基本的理论,并且采用多种先进技术,设计并开发出适于实际应用的N-MES原型系统。本论文具有创新意义的研究工作如下：（1）研究网络化制造模式下的制造执行系统的结构特征,提出了N-MES系统概念,确定N-MES系统在网络化制造平台中的位置；设计出适于网络化制造模式下离散型制造企业的N-MES系统结构,确定N-MES系统功能组成。（2）为了满足网络化制造实时集成要求,将嵌入式实时数据库作为一个关键技术引入N-MES系统中；对制造数据特征作定义与约束,建立ERTDBS数据库并确定数据传输模型,在此基础上建立数据集成结构,从而实现N-MES系统实时集成结构的设计。（3）结合Markov调度规则、Fuzzy判断等计算方法,在离散型Hopfield神经网络决策系统基础上,建立N-MES系统动态调度结构,满足了网络化制造模式下企业对分散的制造资源实时性、自适应性以及优化配置的要求。（4）从沈阳鼓风机厂对车间信息管理实际要求出发,以网络化制造战略发展目标作为指导思想,结合N-MES概念,在已建立的实时集成结构和动态调度结构基础上,采用Visual Studio.net、SQLServer、VRML、JavaScript等技术,设计N-MES原型系统—MESNEU.net v1.0系统。并采用软件测试工具WinRunner 8.0对其各种性能指标进行评测,经过验证,MESNEU.net v1.0在技术上已经达到很好的实用程度。（5）通过对沈阳鼓风机厂具体生产问题的解决,演示了MESNEU.net v1.0系统各项功能的单独作用,以及各项功能之间的关系和集成使用方法,从而验证了N-MES原型系统初始设计目的,即满足实际需求又面向网络化制造先进战略发展目标。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 网络化制造发展现状研究与分析
  • 1.1.1 网络化制造模式下企业生产特征
  • 1.1.2 国外网络化制造发展研究
  • 1.1.3 国内网络化制造发展现状
  • 1.1.4 国内网络化制造发展遇到的问题与发展趋势
  • 1.2 制造执行系统（MES）现状研究与分析
  • 1.2.1 制造执行系统（MES）基本概念
  • 1.2.2 国外MES发展概况
  • 1.2.3 国内MES发展概况
  • 1.2.4 制造执行系统（MES）主要功能与发展趋势
  • 1.3 课题研究意义、课题来源与研究内容
  • 1.3.1 课题研究意义
  • 1.3.2 课题来源
  • 1.3.3 课题研究内容
  • 1.4 本章小结
  • 第2章 N-MES系统结构研究与建立
  • 2.1 引言
  • 2.2 网络化制造车间生产管理模式发展研究
  • 2.2.1 车间管理模式发展研究
  • 2.2.2 网络化制造环境下车间管理特征
  • 2.3 N-MES系统定位及概念建立
  • 2.3.1 N-MES系统在企业信息建设中的定位
  • 2.3.2 N-MES概念建立
  • 2.4 N-MES系统结构建立
  • 2.4.1 背景企业网络结构
  • 2.4.2 N-MES系统结构的建立
  • 2.4.3 N-MES系统功能确定
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 N-MES系统实时集成结构研究与设计
  • 3.1 引言
  • 3.2 嵌入式系统在N-MES系统应用研究
  • 3.2.1 嵌入式实时数据库研究
  • 3.2.2 N-MES系统实时集成要求
  • 3.3 N-MES系统实时集成结构设计
  • 3.3.1 背景企业制造数据特点研究
  • 3.3.2 设计嵌入式实时数据库
  • 3.3.3 实时数据的传输
  • 3.4 N-MES系统数据实时集成
  • 3.4.1 制造过程数据流分解
  • 3.4.2 设计数据集成流程
  • 3.4.3 设计实时集成序列
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 N-MES系统动态调度模型研究与建立
  • 4.1 引言
  • 4.2 网络化制造模式下动态调度结构设计
  • 4.2.1 网络化制造模式下离散型企业生产特征
  • 4.2.2 建立动态调度结构
  • 4.2.3 确定调度数学算法
  • 4.3 面向用户的时间性能调度标准计算
  • 4.3.1 基于马尔可夫决策过程的工件生产响应时间计算
  • 4.3.2 工件生产时间与完成时间计算
  • 4.3.3 针对时间参数的调度仿真计算
  • 4.4 基于HOPFIELD神经网络调度方案综合决策设计
  • 4.4.1 设计综合决策结构
  • 4.4.2 自适应控制结构部分设计
  • 4.4.3 调度方案多目标优化选择计算
  • 4.5 N-MES系统动态调度模型仿真计算与结果分析
  • 4.5.1 仿真计算结果
  • 4.5.2 仿真计算结果分析
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 N-MES原型系统开发与应用
  • 5.1 引言
  • 5.2 N-MES原型系统开发背景及可行性分析
  • 5.2.1 背景企业对N-MES系统需求分析
  • 5.2.2 可行性研究
  • 5.3 系统功能设计
  • 5.3.1 系统运行环境
  • 5.3.2 实现功能目标
  • NEU.NET v1.0系统结构设计'>5.4 MESNEU.NET v1.0系统结构设计
  • 5.4.1 系统结构设计
  • 5.4.2 数据库与主要功能模块设计
  • NEU.NET v1.0系统测试'>5.5 MESNEU.NET v1.0系统测试
  • 5.5.1 设计测试流程
  • 5.5.2 设计测试内容
  • 5.5.3 确定测试软件
  • NEU.net v1.0测试结果'>5.5.4 MESNEU.net v1.0测试结果
  • NEU.NET v1.0系统功能介绍'>5.6 MESNEU.NET v1.0系统功能介绍
  • NEU.net v1.0系统应用环境'>5.6.1 MESNEU.net v1.0系统应用环境
  • 5.6.2 在线生产调度子系统
  • 5.6.3 实时生产数据子系统
  • 5.6.4 产品生产信息子系统
  • 5.6.5 系统管理子系统
  • 5.7 本章小结
  • 第6章 结论与建议
  • 6.1 结论
  • 6.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表论文
  • 作者简介
  • 证明材料

    • 相关论文文献

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