制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的研究和應(yīng)用
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【摘要】: 制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System,MES)是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間生產(chǎn)的管理信息系統(tǒng)。它能夠?yàn)檐囬g管理人員提供生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源的當(dāng)前狀態(tài)等信息。制造執(zhí)行系統(tǒng)在企業(yè)計(jì)劃管理層與車間底層控制之間架起了一座橋梁,填補(bǔ)了企業(yè)計(jì)劃管理層和底層控制之間的“鴻溝”。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境下,制造執(zhí)行系統(tǒng)成為面向車間生產(chǎn)管理和控制的主流技術(shù)。 國(guó)外在制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究和應(yīng)用上已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,國(guó)內(nèi)在制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究和應(yīng)用上還基本處于起步階段,本文在分析制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的前提下,以大連機(jī)車車輛廠的車間生產(chǎn)管理實(shí)踐為背景,并結(jié)合863研究項(xiàng)目,對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行了六個(gè)方面的研究: 1) 面向車間生產(chǎn)分析了車間生產(chǎn)管理的主要角色和用例,建立了制造執(zhí)行的體系結(jié)構(gòu),并對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)作了詳細(xì)的分析。 2) 面向MES中的產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理,提出了xBOM定義和概念,并把xBOM研究擴(kuò)充到產(chǎn)品全生命周期中,主要研究了各種BOM視圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、EBOM/MBOM的形式化建模方法和BOM視圖之間的映射關(guān)系;并研究了如何借助于工作流技術(shù),建立面向產(chǎn)品全生命周期的xBOM視圖轉(zhuǎn)換模型。 3) 面對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)中的物料工藝狀態(tài)描述的困惑,建立了集合S(I)的定義以及集合S(I)的相關(guān)定理和性質(zhì),并在集合S(I)理論的基礎(chǔ)上,研究了如何描述物料工藝狀態(tài)信息,從而為制造執(zhí)行系統(tǒng)中物料管理和物料跟蹤提供科學(xué)的方法。 4) 回顧現(xiàn)有生產(chǎn)調(diào)度的描述方法,,研究了車間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題的建模方法,建立了面向?qū)ο蟮能囬g生產(chǎn)調(diào)度模型。在分析各種調(diào)度算法的基礎(chǔ)上,研究了調(diào)度算法配置的問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)智能化車間生產(chǎn)調(diào)度。 5) 在敏捷制造的環(huán)境下,研究制造執(zhí)行系統(tǒng)中的外協(xié)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理問(wèn)題,提出了基于層次分析法的單一外協(xié)生產(chǎn)任務(wù)的合作企業(yè)評(píng)價(jià)和決策數(shù)學(xué)模型,并在樹(shù)圖最短路徑理論的指導(dǎo)下,建立了面向部件外協(xié)生產(chǎn)任務(wù)的合作企業(yè)評(píng)價(jià)和決策數(shù)學(xué)模型,并對(duì)算法的可行性進(jìn)行了論證。 6) 基于Window DNA體系結(jié)構(gòu),提出了制造執(zhí)行系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)。并對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)的構(gòu)件規(guī)劃提出了具體的方法;研究了基于COM構(gòu)件技術(shù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法,針對(duì)示范企業(yè)和車間的生產(chǎn)管理現(xiàn)狀,提出了完整的解決方案,實(shí)現(xiàn)了MES的原型產(chǎn)品。
【關(guān)鍵詞】:制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) xBOM 物料工藝狀態(tài) 生產(chǎn)調(diào)度 外協(xié)生產(chǎn)管理 COM構(gòu)件
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2003
【分類號(hào)】:TH164
【目錄】:
- 1 緒論11-33
- 1.1 生產(chǎn)管理理論的發(fā)展過(guò)程11-14
- 1.1.1 傳統(tǒng)生產(chǎn)管理理論11-12
- 1.1.2 現(xiàn)代生產(chǎn)管理理論12-14
- 1.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的產(chǎn)生14-16
- 1.3 制造執(zhí)行系統(tǒng)的定位和功能分析16-21
- 1.3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中的系統(tǒng)定位分析16-19
- 1.3.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)主要功能分析19-21
- 1.4 制造執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)21-26
- 1.4.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展和技術(shù)現(xiàn)狀21-23
- 1.4.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展和技術(shù)趨勢(shì)23-24
- 1.4.3 國(guó)內(nèi)外制造執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)展情況和軟件介紹24-26
- 1.5 軟件技術(shù)和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)26-29
- 1.6 論文背景、來(lái)源和主要研究?jī)?nèi)容29-31
- 1.6.1 論文來(lái)源和主要工作29-30
- 1.6.2 論文主要研究?jī)?nèi)容30-31
- 1.7 本章小結(jié)31-33
- 2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)33-43
- 2.1 現(xiàn)代車間生產(chǎn)管理面臨的壓力33-35
- 2.1.1 車間生產(chǎn)面臨的外部壓力33-34
- 2.1.2 車間生產(chǎn)面臨的內(nèi)部壓力34-35
- 2.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求分析35-38
- 2.2.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)的基本邏輯35-36
- 2.2.2 車間生產(chǎn)管理中的角色和用例分析36-38
- 2.3 MES的體系結(jié)構(gòu)38-40
- 2.4 MES關(guān)鍵技術(shù)分析40-42
- 2.5 本章小結(jié)42-43
- 3 面向產(chǎn)品全生命周期的xBOM研究43-71
- 3.1 面向產(chǎn)品全生命周期的xBOM定義43-45
- 3.1.1 物料清單的定義43
- 3.1.2 面向產(chǎn)品全生命周期的多種BOM視圖及XBOM定義43-45
- 3.2 xBOM中的BOM視圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)45-60
- 3.2.1 EBOM/MBOM視圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其搜索算法46-57
- 3.2.2 PPBOM視圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)57-60
- 3.2.3 其他BOM視圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)60
- 3.3 xBOM中多BOM視圖數(shù)據(jù)映射關(guān)系60-65
- 3.3.1 EBOM/PPBOM向MBOM的轉(zhuǎn)換61-64
- 3.3.2 制造BOM向其他BOM視圖的轉(zhuǎn)換64-65
- 3.4 基于工作流技術(shù)的xBOM視圖轉(zhuǎn)換65-68
- 3.4.1 工作流技術(shù)概述65-66
- 3.4.2 xBOM視圖轉(zhuǎn)換過(guò)程分析66-67
- 3.4.3 基于工作流技術(shù)xBOM視圖轉(zhuǎn)換模型67-68
- 3.5 MES中的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析68-69
- 3.6 本章小結(jié)69-71
- 4 制造執(zhí)行系統(tǒng)中物料工藝狀態(tài)描述模型71-83
- 4.1 MRP計(jì)算和MES計(jì)算71-73
- 4.2 物料工藝狀態(tài)描述的困惑73-74
- 4.3 集合S(1)的定義、定理和性質(zhì)74-77
- 4.4 基于集合S(1)理論的物料工藝狀態(tài)描述77-81
- 4.4.1 目前物料工藝狀態(tài)描述方法的缺陷77-78
- 4.4.2 物料工藝狀態(tài)矢量和物料工藝狀態(tài)值78-79
- 4.4.3 物料工藝狀態(tài)域和物料域工藝狀態(tài)值79-80
- 4.4.4 第n道工序算法問(wèn)題80-81
- 4.4.5 相關(guān)約定和擴(kuò)充81
- 4.5 本章小結(jié)81-83
- 5 面向?qū)ο蟮能囬g生產(chǎn)調(diào)度模型和智能生產(chǎn)調(diào)度83-101
- 5.1 車間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題概述83-85
- 5.1.1 車間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題分類83-84
- 5.1.2 調(diào)度問(wèn)題的優(yōu)化目標(biāo)84-85
- 5.2 車間生產(chǎn)調(diào)度模型85-93
- 5.2.1 常用調(diào)度問(wèn)題的描述方法85-86
- 5.2.2 車間生產(chǎn)調(diào)度環(huán)境分析86-87
- 5.2.3 面向?qū)ο蟮能囬g生產(chǎn)調(diào)度模型87-93
- 5.3 基于調(diào)度算法配置的車間智能生產(chǎn)調(diào)度93-99
- 5.3.1 典型調(diào)度算法93-96
- 5.3.2 調(diào)度算法配置和車間智能生產(chǎn)調(diào)度96-99
- 5.4 本章小結(jié)99-101
- 6 面向外協(xié)制造的生產(chǎn)管理101-117
- 6.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)中的外協(xié)生產(chǎn)管理101-102
- 6.2 MES中確定外協(xié)生產(chǎn)任務(wù)的過(guò)程102-103
- 6.3 外協(xié)生產(chǎn)中的最優(yōu)合作企業(yè)選擇和決策問(wèn)題103-113
- 6.3.1 層次分析法原理103-107
- 6.3.2 單一外協(xié)生產(chǎn)任務(wù)的評(píng)價(jià)決策模型107-108
- 6.3.3 部件整體外協(xié)的評(píng)價(jià)決策模型108-113
- 6.4 面向外協(xié)制造的生產(chǎn)管理和組織113-115
- 6.4.1 制定外協(xié)生產(chǎn)任務(wù)的合約114
- 6.4.2 外協(xié)產(chǎn)品的異地生產(chǎn)組織和管理114-115
- 6.5 本章小結(jié)115-117
- 7 基于構(gòu)件技術(shù)的MES軟件體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用117-133
- 7.1 基于構(gòu)件技術(shù)的MES軟件體系結(jié)構(gòu)117-121
- 7.1.1 Windows DNA體系結(jié)構(gòu)117-119
- 7.1.2 構(gòu)件化MES軟件體系結(jié)構(gòu)119-120
- 7.1.3 MES軟件系統(tǒng)中的構(gòu)件規(guī)劃120-121
- 7.2 基于COM構(gòu)件的MES系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程121-123
- 7.3 MES示范企業(yè)介紹123-124
- 7.4 示范車間MES體系結(jié)構(gòu)和MES軟件原型124-132
- 7.4.1 示范車間生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程124-125
- 7.4.2 示范車間MES體系結(jié)構(gòu)125-126
- 7.4.3 MES原型系統(tǒng)的介紹126-131
- 7.4.4 示范企業(yè)MES軟件應(yīng)用效果131-132
- 7.5 本章小結(jié)132-133
- 8 結(jié)論與展望133-135
- 8.1 研究結(jié)論133-134
- 8.2 MES需要進(jìn)一步研究的工作134-135
- 參考文獻(xiàn)135-143
- 創(chuàng)新點(diǎn)摘要143-144
- 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文144-145
- 附錄1: MES軟件獲獎(jiǎng)證書145-146
- 附錄2: MES軟件用戶意見(jiàn)146-147
- 致謝147-148
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8 梁秀t
本文編號(hào):351153
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