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制造执行系统（MES）若干关键技术研究

2020-11-22阅读(398)

制造执行系统（MES）若干关键技术研究

论文摘要

全球经济发展表明,一个国家的综合实力主要取决于其制造业提供产品和服务的能力。车间是制造企业的基础环节,是企业管理与生产制造的结合部位,也是企业信息流与物流的交汇点。如何利用信息技术,将现代管理思想有效地运用于组织生产,从而提高企业的市场竞争力,是我国制造业所面临的紧迫任务。 制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是现代信息技术在车间管理中应用的体现,是位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间生产的管理信息系统。本文从分析制造执行系统的技术现状与发展趋势入手,针对目前制造执行系统中存在的严重影响企业车间生产管理快速发展的瓶颈问题,研究制造执行系统的若干关键技术,具体内容如下: 1) 针对企业在进行生产计划滚动时难以保证实时性的问题,提出了一种新的物料工艺状态建模技术,通过建立物料工艺状态矢量,用该矢量对应的工艺状态值描述物料的工艺状态,实现了一道工序在加工过程中的中间状态描述,使一道工序在加工未完成状态下也可以准确地排入下一步作业计划,保证了车间生产计划滚动的实时性和准确性; 2) 考虑到目前企业用静态的BOM(Bill of Material)难以实时和准确地跟踪动态的物料加工过程,建立了一个动态的MBOM(Manufacturing Bill of Material)模型。这个模型把物料、物料的工序、物料的加工状态、加工时间以及使用资源情况紧密连接起来,使企业可以准确找到物料在加工过程中的位置,为企业实时和准确地对物料进行跟踪提供了一个有效的理论模型; 3) 针对我国企业生产车间的多型号产品混线生产的特点,充分考虑车间环境的动态随机性、加工时间和产品交货期的模糊性,提出了在保证产品齐套性完工的基础上,以所有顾客的交货期满意度最大为目标的车间作业调度的优化方案,并针对车间调度过程中经常出现的平行机和并列工序问题,制定了相应的调度规则,保证了车间调度过程的柔性; 4) 为有效保证在MES与上层计划系统和下层控制系统信息集成过程中数据的完整性、正确性和一致性,建立了支持信息集成的BOM骨架模型,通过分析企业各部门使用BOM的特征,提出基于结构和过程特征识别的BOM转换方法,建立了BOM转换的数据映射模型,并针对EBOM(Engineering Bill of Material)和MBOM的装配属性和自然属性的不同,制定了相应的转换规则,实现了EBOM向MBOM的自动转换,为企业信息的完全集成奠定了理论基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1.绪论
  • 1.1.课题研究背景
  • 1.1.1.信息化是制造业的必然之路
  • 1.1.2.企业信息化的内容
  • 1.1.3.企业信息化的发展历程
  • 1.1.4.制造执行系统的产生
  • 1.2.制造执行系统相关研究现状
  • 1.2.1.制造执行系统的技术现状
  • 1.2.2.制造执行系统的发展趋势
  • 1.2.3.制造执行系统目前存在的问题
  • 1.3.课题的提出
  • 1.4.论文主要工作与意义
  • 1.4.1.论文研究思路及主要内容
  • 1.4.2.论文研究意义
  • 1.5.论文结构安排
  • 1.6.本章小结
  • 2.制造执行系统的关键技术
  • 2.1.引言
  • 2.2.制造执行系统的功能结构
  • 2.2.1.制造执行系统在企业系统中的定位
  • 2.2.2.制造执行系统的功能结构
  • 2.3.制造执行系统的关键技术
  • 2.4.本章小结
  • 3.支持实时性的物料工艺状态建模技术
  • 3.1.引言
  • 3.2.支持生产计划实时滚动的物料工艺状态建模
  • 3.2.1.车间作业计划的动态性
  • 3.2.2.目前物料工艺状态的描述方法
  • 3.2.3.物料工艺状态建模
  • 3.2.4.物料工艺状态描述实例
  • 3.2.5.车间作业计划的实时滚动
  • 3.3.基于动态MBOM结构树的物料跟踪
  • 3.3.1.基于物料工艺状态值的动态MBOM结构
  • 3.3.2.实时性物料跟踪的实现
  • 3.4.本章小结
  • 4.支持多型号混线生产的车间模糊调度
  • 4.1.引言
  • 4.2.车间调度问题概述
  • 4.2.1.车间调度问题的特点
  • 4.2.2.调度理论的发展历程
  • 4.2.3.典型调度算法
  • 4.2.4.模糊调度理论
  • 4.3.车间调度模型
  • 4.3.1.车间调度的结构模型
  • 4.3.2.车间调度的数学模型
  • 4.3.3.车间调度的模糊操作
  • 4.4.基于遗传算法的调度算法实现
  • 4.4.1.遗传操作
  • 4.4.2.平行机处理规则
  • 4.4.3.并列工序处理规则
  • 4.5.实例仿真
  • 4.6.本章小结
  • 5.基于结构和过程特征识别的BOM转换技术研究
  • 5.1.引言
  • 5.2.BOM的骨架模型
  • 5.3.产品生产制造各阶段不同BOM属性特征分析
  • 5.4.EBOM向MBOM的转换技术
  • 5.4.1.EBOM和MBOM的属性特征
  • 5.4.2.EBOM和MBOM的数据结构
  • 5.4.3.EBOM和MBOM的数学模型定义
  • 5.4.4.EBOM向MBOM转换规则
  • 5.4.5.BOM转换对工程更改的处理规则
  • 5.5.BOM视图转换技术的应用
  • 5.6.本章小结
  • 6.企业应用实施案例研究
  • 6.1.引言
  • 6.2.MES应用车间组织结构及生产管理业务流程
  • 6.3.系统介绍
  • 6.4.应用效果
  • 6.5.本章小结
  • 7.结论与展望
  • 7.1.本文总结
  • 7.2.未来的工作
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间参与的研究项目及发表学术论文情况
  • 参与的研究项目
  • 发表的论文
  • 创新点摘要
  • 致谢
  • 大连理工大学学位论文版权使用授权书

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