基于MES的飞航导弹数字化总装技术研究及应用

发布时间：2020-08-13 16:40

【摘要】：近年来,数字化技术日益成为社会各界关注的热点。数字化技术,顾名思义,就是利用数字化设备和数字化系统以产品数字仿真作为核心,以单一数据源管理为纽带,将数字量作为设计、制造、试验和生产管理统一数据依据的技术。以数字化为基础的总装技术能够为装配车间生产制造和管理带来巨大效益,故专家学者一直致力于数字总装技术的探索和研究。制造执行系统(MES)是装配车间实现数字化总装的重要技术手段。建立快速响应的制造执行系统,对计划管理层和车间控制层信息的顺畅传递,对现有ERP、PDM、CAPP等系统的集成,对车间计划排产和任务调度方式的改变,最终对实现总装车间数据的闭环控制具有重要意义。本文以某导弹总装车间数字化应用为背景,进行了总装MES系统的需求分析、总体设计和功能设计,并重点研究了总装MES高级排产功能。文章主要研究内容如下:首先,对装配型企业数字化应用进行了大量调研。在此基础上,结合MES系统理论基础,分析了当前该总装车间的生产特点、存在的问题及对MES系统的需求,主要包括计划排产、任务调度、车间资源管理、统计分析等模块。其次,综合考虑总装车间现有数字化系统的应用情况,进行了总装MES系统的总体方案设计、内部数据流梳理和系统功能模块设计。参考经典的业务协同、复杂关联、结构树转换、数据采集与存储机制,制定了该系统的数据流程和业务流程。再次,考虑现有系统排程方面的不足,借鉴其他高校在排程方面的研究成果,基于遗传算法的特点和在高级排产中的优势,本文以遗传算法为工具对系统高级排产功能的底层算法进行了研究,建立了适合总装车间排程需要的数学模型,采用双层编码进行了算法的程序设计,并通过实例验证了算法的有效性。最后,总结本文主要研究内容,指出当前总装车间借助MES系统实现数字化总装进一步的研究方向。
【学位授予单位】：北华航天工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ761.6
【图文】：

技术工艺,业务流程设计,计划控制,车间调度

系统的业务流程根据功能分为四个层次：以计划控制为核心的过程管理层；以技术工艺和车间调度为核心的执行监控层；以操作工人和质检为主的现场操作层和以库存、场地和设备管理为主要内容的基础支持层。MES 系统从 MRPII 中获取订单任务，并下发到技术工艺部门；工艺人员根据不同型号分工合作完成结构化的工艺路线制定、工艺文件编制及产品配套表编写。总装 MES 系统的业务流程设计如图 3.2 所示。图 3.1 总装 MES 整体架构图

视图,系统业务,流程设计

图 3.2 系统业务流程设计3.3 集成数据流如其他系统一样，MES 系统具有十一个功能模块，每个模块相互独立，功能不同，但作为构成整体系统的重要组成部分，各功能模块之间相互影响、作用，在基础数据的采集、传输和反馈上更是以统一的数据形式存在[54]。工作流、复杂关联、结构树、数据采集、业务协同、生产流程是统一数据形式的基础。3.3.1 以工作流为基础的业务协同工作流作为经营过程可运转的部分，根据一系列过程规则，使得文档、信息、视图或任务在不同执行者之间传递和执行。工作流管理系统是实现工作流经营过程的基础，解决了经营中“是什么、怎么做、由谁来做、做得怎样”的问题。然而，工作流管理系统的实现需要考虑工作流流经途径，牵涉到的制造过程业务流程协同的重要性显得尤为重要[56]。MES 系统包含订单获取、生产准备、计划排产、任务调度、执行情况监控、完工入

协同技术,业务流程

图 3.3 业务流程协同技术杂关联生产的内涵过程执行中，过程监控是一个重要方面，工作流对型号的工艺路线、结数据的传输具有独特的优势。同时，型号的结构树、工艺和物料齐套内，需要准确的关联技术建立之间的关联模型[59]。下面首先对用到的定路线：以工艺规程文件形式对作业或操作的串行顺序进行固化，实现规述[60]。流程：针对型号的实际生产过程建立的实际操作顺序或步骤[61]。装配是工艺路线在操作顺序组合、顺序调整、串行/并行操作分支等方面一 BOM：以层次化自上而下的树形结构描述型号组织关系的结构表单，装配型或零件型生产的型号[62]。生产的复杂性表现在以下三个方面：

【参考文献】