基于ZigBee技术的MES应用研究

发布时间：2017-07-01 17:17

  本文关键词：基于ZigBee技术的MES应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：提升生产制造业的信息化水平,可以有效提高企业的管理能力和生产效率。制造执行系统(MES)作为面向生产的信息管理系统,已成为企业管理和生产现场信息交互不可或缺的桥梁。因此,构建一个高效的生产信息通信网络,实现对信息实时、全面、准确地传输,提高MES的运行效率,是值得深入研究的。本文以天津某企业生产车间升级改造为背景,在分析了车间生产现状和生产业务流程的基础上,针对生产现场存在的问题和建设数字化车间的需求,从信息通信网络和信息管理系统两方面进行了研究。信息通信网络方面,存在有线和无线两种传输方式。有线网络由于要铺设线缆,通信设备往往固定在某一位置无法灵活移动。而且一旦线缆出现故障,很可能造成整个通信网络的瘫痪,进而影响生产活动的正常进行。而ZigBee无线通信技术具有网络容量大、可靠性高、可以实现动态自组网等特点,能够满足生产信息传输要求。此外,ZigBee网络拓扑具有可延展性,可以根据需要随时增加或减少网络节点。因此,本文提出了将ZigBee技术作为生产信息传输手段,在深入研究ZigBee组网过程和路由算法的基础上,针对实际生产现场的情况,设计了一种降低路由功耗、缩短传输时延的路由算法。信息管理系统方面,通过对企业生产信息流的研究,结合企业对信息管理的具体需求,提出了MES的设计方案。对MES中各模块的功能进行了详细设计,包括生产状态、车间库存、设备运行、质量监控、员工信息这五类数据信息进行分析处理。上位机软件采用.NET4.5架构、C#语言编写开发。经过系统运行调试,结果表明整个系统能够稳定高效地传输生产信息,功能达到了预期目标,满足现实生产的基本要求,提高企业信息管理水平,值得进一步研究推广。
【关键词】：MES ZigBee 数据传输 路由算法
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB49;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 课题主要研究内容11-13
• 第二章 MES相关研究13-20
• 2.1 MES概述13-16
• 2.1.1 MES的定义13
• 2.1.2 MES的定位模型13-15
• 2.1.3 MES的功能模型15-16
• 2.2 MES的数据传输方式研究16-19
• 2.2.1 有线网络传输方式概述16-17
• 2.2.2 无线网络传输方式概述17-18
• 2.2.3 生产现场数据传输方式的选取18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 基于ZigBee的MES总体设计20-26
• 3.1 生产现场需求分析20-22
• 3.1.1 生产信息管理存在的问题20
• 3.1.2 制造企业生产车间现状20-21
• 3.1.3 生产现场信息管理的功能需求21
• 3.1.4 生产现场信息管理的信息需求21-22
• 3.2 系统结构设计与分析22-25
• 3.2.1 ZigBee无线网络总体设计22-23
• 3.2.2 上位机软件总体设计23-25
• 3.3 本章小结25-26
• 第四章 面向MES的ZigBee无线数据传输网络研究26-38
• 4.1 ZigBee技术概述26-30
• 4.1.1 ZigBee网络节点类型26-27
• 4.1.2 ZigBee拓扑结构27-28
• 4.1.3 ZigBee协议栈架构28-30
• 4.2 ZigBee路由算法的分析研究30-35
• 4.2.1 ZigBee的组网过程30-31
• 4.2.2 ZigBee网络层的地址分配方式31-32
• 4.2.3 三种路由算法的研究32-35
• 4.3 ZigBee路由算法的改进35-37
• 4.3.1 改进算法的提出35
• 4.3.2 基于节点深度的路由算法改进35-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 基于ZigBee的MES开发与实现38-46
• 5.1 ZigBee无线网络的组建38-42
• 5.1.1 硬件设备介绍38-39
• 5.1.2 ZigBee组网的实现39-42
• 5.2 上位机功能模块设计42-43
• 5.3 上位机软件的实现43-45
• 5.4 本章小结45-46
• 第六章 总结与展望46-47
• 6.1 本文总结46
• 6.2 工作展望46-47
• 参考文献47-50
• 发表论文和科研情况说明50-51
• 致谢51-52

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