本文關(guān)鍵詞： 制造執(zhí)行系統(tǒng) Petri網(wǎng) 電子地圖 建模 調(diào)度 死鎖　出處：《西安電子科技大學(xué)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ),是國(guó)家向前發(fā)展的重要體現(xiàn)。而MES作為企業(yè)三層信息化模型的中間層,是位于上層計(jì)劃管理與底層過(guò)程控制之間,面向車(chē)間制造過(guò)程管理與控制的主流信息系統(tǒng),也已成為企業(yè)制造過(guò)程的典型現(xiàn)場(chǎng)信息集成系統(tǒng),但在面對(duì)現(xiàn)代制造模式下,MES應(yīng)用環(huán)境日趨復(fù)雜,會(huì)存在設(shè)計(jì)不充分、可集成性弱、資源評(píng)估不足、重構(gòu)能力差等方面的問(wèn)題。以汽車(chē)供應(yīng)鏈企業(yè)為對(duì)象,通過(guò)分析汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈工藝特點(diǎn)和業(yè)務(wù)流程,研究建立一種包含需求分析層、工藝業(yè)務(wù)層、功能層、服務(wù)層以及展現(xiàn)層等五層結(jié)構(gòu)的適于產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)制造模式的MES架構(gòu)。通過(guò)Petri網(wǎng)對(duì)MES系統(tǒng)進(jìn)行建模研究,分析MES的模型復(fù)雜度、模型節(jié)點(diǎn)特性以及網(wǎng)絡(luò)核心層等結(jié)構(gòu)特性,利于MES開(kāi)發(fā)難度和總體設(shè)計(jì)方案的定量描述、評(píng)價(jià)和MES系統(tǒng)的前期論證。同時(shí)對(duì)MES的Petri網(wǎng)物流配送模型進(jìn)行了分析研究,并引入Dijkstra算法對(duì)最短路徑進(jìn)行搜索調(diào)度研究。MES在全制造過(guò)程管控中,需要對(duì)資源、任務(wù)進(jìn)行合理的分配,但需要共享與競(jìng)爭(zhēng)有限的資源,會(huì)出現(xiàn)資源的循環(huán)等待,勢(shì)必產(chǎn)生死鎖[1]。所以,專(zhuān)門(mén)針對(duì)MES中的人工魚(yú)群算法、遺傳算法在無(wú)死鎖調(diào)度方面進(jìn)行了深入研究,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。并針對(duì)MES管控制造過(guò)程中的動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了基于銀行家算法的無(wú)死鎖調(diào)度研究,并提出一種基于混合算法的無(wú)死鎖調(diào)度研究。論文最后結(jié)合具體汽車(chē)工業(yè)園,實(shí)現(xiàn)一種實(shí)物對(duì)象屬性和電子地圖采樣點(diǎn)相映射的電子地圖組態(tài)結(jié)構(gòu),構(gòu)建了一個(gè)基于企業(yè)電子地圖架構(gòu)的MES的先進(jìn)制造模擬工廠(chǎng)服務(wù)平臺(tái),利用該平臺(tái)可以模擬汽車(chē)供應(yīng)鏈上的任意產(chǎn)品的制造過(guò)程及MES構(gòu)建。論文主要研究工作如下:1.以汽車(chē)供應(yīng)鏈為對(duì)象,研究并建立一種包含需求分析層、工藝業(yè)務(wù)層、功能層、服務(wù)層以及展現(xiàn)層的五層結(jié)構(gòu)MES架構(gòu),從廣域的角度建立起應(yīng)用范圍相對(duì)較廣的MES系統(tǒng),從一定程度上解決MES產(chǎn)品化問(wèn)題,從另一角度解決了MES批量使用問(wèn)題。從而提升MES的通用性、可復(fù)制性、可配置性問(wèn)題。建立并設(shè)計(jì)一種基于微軟ASP.NET MVC 4的WEB插件式系統(tǒng)架構(gòu),方便進(jìn)行各種MES服務(wù)的加載和MES功能的增減。最終設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于企業(yè)電子地圖的基礎(chǔ)平臺(tái),為MES提供基礎(chǔ)支撐和可配置組態(tài)功能。2.通過(guò)設(shè)計(jì)MES功能分解圖,建立MES的一種Petri網(wǎng)模型,根據(jù)Petri網(wǎng)理論知識(shí),對(duì)MES的Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)的模型復(fù)雜度、模型結(jié)點(diǎn)特性以及網(wǎng)絡(luò)核心層進(jìn)行了深入分析和研究。通過(guò)分析看出,MES不是一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從復(fù)雜度分析來(lái)看,優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以集中在優(yōu)化和簡(jiǎn)化各位置間或各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的互聯(lián)和互訪(fǎng)關(guān)系。通過(guò)模型結(jié)點(diǎn)特性分析,對(duì)于MES的一些關(guān)鍵功能結(jié)點(diǎn)和資源結(jié)點(diǎn),在維護(hù)和調(diào)整過(guò)程中,應(yīng)避免或減少相應(yīng)的修改,以此來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性不受影響。并建立了MES的核心層網(wǎng)絡(luò)模型,在MES模型的設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中,一定要首先保證這一級(jí)核心層網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)與穩(wěn)固,才能確保有效、快速地設(shè)計(jì)出可靠的系統(tǒng)。3.分別從圖論和網(wǎng)論角度對(duì)MES的物流管理及調(diào)度方面的問(wèn)題進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)研究。引入了Dijkstra算法對(duì)最短路徑進(jìn)行搜索調(diào)度應(yīng)用分析,并利用Petri網(wǎng)建立了單向路徑配送模式的Petri網(wǎng)模型和無(wú)向Petri網(wǎng)模型,為MES前期設(shè)計(jì)時(shí)提供足夠的理論和模型支撐。4.針對(duì)MES應(yīng)用環(huán)境存在有限資源共享情況,將操作系統(tǒng)中的死鎖問(wèn)題引入到MES車(chē)間調(diào)度問(wèn)題中,從調(diào)度和控制著手,在Petri網(wǎng)和有向圖的基礎(chǔ)上建模,分別分析研究了人工魚(yú)群算法、遺傳算法、銀行家算法以及混合算法四種無(wú)死鎖調(diào)度解決方案,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。論文通過(guò)上述工作,將MES設(shè)計(jì)和實(shí)施所要涉及到的架構(gòu)、建模及死鎖調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,可以更好地解決MES的通用性、復(fù)制性和可配置性等問(wèn)題,為MES的應(yīng)用提供非常重要的理論和實(shí)用價(jià)值,真正實(shí)現(xiàn)MES的產(chǎn)品化,更好地服務(wù)支撐供應(yīng)鏈企業(yè)發(fā)展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級(jí)。
[Abstract]:Manufacturing industry is the foundation of national economy and social progress, is an important embodiment of national development. And MES as the middle layer three layer model of enterprise informatization, is located in the upper plan management and process control, workshop manufacturing process management and control of the mainstream information system, has become a typical field enterprise information integrated system the manufacturing process, but in the face of modern manufacturing mode, MES application environment is becoming increasingly complex, there will be insufficient design, integration of the weak, lack of resource assessment, reconstruction ability and other aspects of the problem. In the automobile supply chain enterprises as the object, through the analysis of process characteristics of automobile industry chain and business process analysis layer a demand of technology, business layer, function layer, suitable for manufacturing industry association mode MES framework service layer and presentation layer five layer structure of MES system. Through the Petri network Modeling research, MES analysis of the complexity of the model, structure model and core network node characteristics, to quantitative MES development difficulty and the overall design description, evaluation and early demonstration of the MES system. At the same time Petri net logistics model of MES are studied, and Dijkstra algorithm is used to search the scheduling research.MES in the whole manufacturing process control in the shortest path, the need for resources, task allocation, but need to share and competition of limited resources, there will be a resource cycle of waiting, is bound to the deadlock in [1]., specifically for the artificial fish swarm algorithm MES, genetic algorithm is studied in the deadlock free scheduling, and puts forward the improvement method. And the dynamic buffer MES control in the manufacturing process of deadlock free scheduling research based on banker algorithm, and put forward a A deadlock free scheduling research based on hybrid algorithm. Finally, combined with the specific automobile industrial park, to achieve a real object attributes and map sampling point mapping map configuration structure, build a factory service platform for simulation of advanced manufacturing enterprise electronic map based on MES architecture, the platform can be any product manufacturing process simulation of the automotive supply chain and construction of MES. The main research work is as follows: 1. in the automotive supply chain as the object of study and establish a contains demand analysis layer, business process layer, function layer, service layer and presentation layer of the five layer structure of MES, built from the angle of wide area MES system application the relatively wide, to solve the problem of MES products from a certain extent, from another point of view to solve the problem. The use of MES mass so as to enhance the versatility of MES, can be copied, configurability. The establishment and design of a Microsoft ASP.NET MVC 4 based on the WEB plug-in system architecture, to facilitate various MES service loading and MES function change. Finally the design and implementation of a platform for enterprise based on electronic map, provide basic support and configuration function of.2. through the design of MES functional decomposition diagrams for MES, a the Petri net model of MES is built based on Petri net theory, Petri net structure of MES the complexity of the model, node model and the characteristics of the network core layer is studied and analyzed deeply. The analysis shows that the MES is not a simple system structure, from complexity analysis, optimize the system structure can focus on Optimization and you set the database or simplify the interconnection and mutual visits. Through model analysis for MES node characteristics, some key function nodes and resource nodes in the maintenance and adjustment process That should be avoided or reduced accordingly, in order to ensure the stability and reliability of the system is not affected. And the establishment of the core layer MES network model, in the process of design and test of MES model implementation, we must first ensure that the core layer of the network is to ensure the effective and stable. To quickly design a reliable.3. system were studied respectively, logistics management and scheduling for MES problems from the point of view of graph theory and network theory. It introduces the Dijkstra algorithm for scheduling application analysis to search the shortest path, and establishes the Petri net model of one-way path distribution model and model free to use Petri network Petri network for MES, the design stage and provide sufficient theoretical support.4. model for the MES environment there is a limited resource sharing, the operating system deadlock problem into the MES from the shop scheduling problem. Scheduling and control in the hands of Petri nets and directed graph on the basis of modeling, studied the artificial fish swarm algorithm, genetic algorithm, banker's algorithm and hybrid algorithm of the four deadlock free scheduling solution, and put forward the corresponding improvement measures, through simulation and experiment to verify the results. The paper by the above work the design and implementation of MES to be related to architecture, in-depth research on Modeling and deadlock free scheduling problems, can better solve the problem of the generic MES, replication and configuration, the application of MES provides a very important theoretical and practical value, the real implementation of MES products, better service support supply chain enterprise development, promote industrial restructuring and upgrading.

【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：F270.7;F426.471;TP301.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邢宇;張哲;;制造執(zhí)行系統(tǒng)項(xiàng)目溝通干系人識(shí)別與期望管理[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年02期

2 王海丹;孫潔香;杜峻;高雪芹;姜江;;制造執(zhí)行系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)跟蹤[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2013年24期

3 于海斌,朱云龍;可集成的制造執(zhí)行系統(tǒng)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS;2000年06期

4 張新聚,岳彥芳,檀潤(rùn)華;制造執(zhí)行系統(tǒng)中工具管理的研究[J];江蘇機(jī)械制造與自動(dòng)化;2001年04期

5 張志英,唐承統(tǒng),張建民,孫連勝,王新永;基于多代理的制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2002年07期

6 黃肖玲,初延剛,李慧瑩,柴天佑;選礦制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2004年09期

7 李亞白;蔡宗琰;郝文育;王寧生;;面向服務(wù)的可重構(gòu)制造執(zhí)行系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2005年11期

8 莊新村;吳瑜;李從心;;制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成與應(yīng)用[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2005年11期

9 賈見(jiàn)士;余開(kāi)朝;;制造執(zhí)行系統(tǒng)與企業(yè)資源計(jì)劃的整合[J];機(jī)械與電子;2006年11期

10 李鵬陽(yáng);馬加銀;李言;楊明順;袁啟龍;;制造執(zhí)行系統(tǒng)中信息傳輸平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];機(jī)床與液壓;2006年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 姜合萍;崔萬(wàn)瑞;于航;趙杰;;發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)研究[A];全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第八屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

2 高偉;張漢榮;;煉鋼廠(chǎng)制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];冶金企業(yè)MES和ERP技術(shù)實(shí)踐論文集[C];2005年

3 王濤;尹怡欣;張唯存;;包鋼鋼管廠(chǎng)熱處理制造執(zhí)行系統(tǒng)[A];冶金軋制過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

4 連岳;;制造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)用探討[A];制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)——2006中國(guó)電子制造技術(shù)論壇論文集[C];2006年

5 王福來(lái);王雪寒;;生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐[A];2011年河北省冶金信息化自動(dòng)化年會(huì)論文集[C];2011年

6 任旨梁;韓曉東;李雅鵬;;礦業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2014年會(huì)論文集[C];2014年

7 肖劍;;有色加工制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2013年會(huì)論文集[C];2013年

8 肖力墉;蘇宏業(yè);苗宇;褚健;;制造執(zhí)行系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)研究[A];2009中國(guó)過(guò)程系統(tǒng)工程年會(huì)暨中國(guó)mes年會(huì)論文集[C];2009年

9 王化雨;張泉靈;陳亞華;;石化企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)及應(yīng)用[A];2009中國(guó)過(guò)程系統(tǒng)工程年會(huì)暨中國(guó)mes年會(huì)論文集[C];2009年

10 王雪寒;周鵬;劉愛(ài)華;;生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)在新煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];河北省2011年煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 王孫;制造執(zhí)行系統(tǒng)正成為信息化熱點(diǎn)[N];中國(guó)船舶報(bào);2006年

2 ;萊鋼搭建先進(jìn)的數(shù)據(jù)制造執(zhí)行系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2007年

3 盛佩青;廈煙工業(yè)開(kāi)展制造執(zhí)行系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2009年

4 記者 李小靜邋通訊員 張啟兵;我市建成廣西首套工廠(chǎng)制造執(zhí)行系統(tǒng)[N];南寧日?qǐng)?bào);2008年

5 記者 周軍;攀鋼信息化項(xiàng)目獲攀枝花市政府扶持[N];中國(guó)冶金報(bào);2005年

6 高杜康 趙春芳 尹鵬;科技領(lǐng)跑“智能化”工業(yè)[N];東營(yíng)日?qǐng)?bào);2014年

7 記者 蔡立軍 通訊員 孫亞莉;天鐵高爐生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)獲天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)[N];中國(guó)冶金報(bào);2008年

8 田鐵 亞莉;天鐵高爐生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)獲天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2008年

9 記者 胡曉峰;滬東中華自創(chuàng)軟件打通“船脈”[N];中國(guó)船舶報(bào);2009年

10 李;POSCO光陽(yáng)鋼廠(chǎng)和浦項(xiàng)鋼廠(chǎng)均已成功啟動(dòng)制造執(zhí)行系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 莫太平;制造執(zhí)行系統(tǒng)的建模與調(diào)度問(wèn)題研究及應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2015年

2 胡國(guó)奮;鋼鐵企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2007年

3 曹江輝;面向敏捷制造的制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

4 王云;面向云制造的制造執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)及其在機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2011年

5 沈清泓;企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)和關(guān)鍵性能指標(biāo)評(píng)估技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 曹樂(lè);面向大規(guī)模定制的擴(kuò)展制造執(zhí)行系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

7 林巨廣;面向裝配過(guò)程的可視化制造執(zhí)行系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

8 王霄;基于普適計(jì)算的協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 易平;面向模具行業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

10 李亞白;面向服務(wù)的協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)集成與重構(gòu)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 Gand Florent;制造執(zhí)行系統(tǒng)：描述，運(yùn)作，執(zhí)行的困難[D];華東理工大學(xué);2013年

2 郝敬顯;基于MES的飛航導(dǎo)彈數(shù)字化總裝技術(shù)研究及應(yīng)用[D];北華航天工業(yè)學(xué)院;2015年

3 王芳;芯片廠(chǎng)中制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展與優(yōu)化[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 羅翔;集成ANDON系統(tǒng)功能的MES在數(shù)字化工廠(chǎng)中的應(yīng)用[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

5 葛巖;一個(gè)面向物聯(lián)網(wǎng)的制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2015年

6 榮肖太;選礦制造執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)的設(shè)計(jì)與核心組件的實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2014年

7 胡楚楠;SP鋼管制造廠(chǎng)制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)施研究[D];吉林大學(xué);2016年

8 曹雨;基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的現(xiàn)代制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2014年

9 李泉;S公司制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

10 楊順新;基于產(chǎn)品的車(chē)間級(jí)數(shù)據(jù)懫集與監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1548822