离散制造业MES中生产调度与监控技术研究
本文选题:离散制造业 + 制造执行系统 ; 参考:《华南理工大学》2011年硕士论文
【摘要】:离散制造业包括机械加工、装配,设备制造,汽车,电子,电脑等行业,其生产过程通常被分解为很多加工任务来完成,它与流程型工业有着显著的不同。在知识经济时代的21世纪,作为传统工业的离散型制造业任然是经济发展的支柱产业。但随着日益激烈的国际竞争,离散制造企业要想获得更大的发展空间,必须要在自身管理,产品质量,价格和交货期等要素上获得竞争力。 制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES),是位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间的面向车间生产管理的信息系统,它作为制造企业生产管理行之有效的重要解决手段,已日益在各个生产领域展现出其独特的优势与价值,并将在更多的领域发挥其作用。 本文从分析目前制造执行系统中存在的问题出发,结合制造执行系统的技术发展趋势,具体研究了制造执行系统的生产调度和监控技术,并解决了如下问题: 1)针对离散制造业MES的需求及发展趋势,将其生产调度模块和监控模块抽出,对其进行了功能分析,并设计了调度和监控模块的功能模型。 2)对传统粒子群优化算法进行改进,增加了解空间的聚类分析,并利用此基于聚类方法的粒子群算法,采用基于工序的编码方式,对离散制造业车间调度进行了研究,最后通过仿真软件进行了实例仿真,验证了算法较传统算法可行与优化。 3)考虑到车间监控的数据实时性要求,利用RFID技术和电子看板技术对车间生产数据进行实时采集和显示,并在此中,设计了RFID的读写模型,电子看板的组态模型等,为后续实际开发奠定基础。 4)结合车间生产的特点,建立了生产监控要素的实时状态模型,并据此建立了一系列的车间生产控制模型,解决了传统静态模型对车间生产描述不足的问题,为后续的开发奠定了理论基础。 5)为了很好地结合实际,本研究还开发出了MES的调度和监控模块,并将两者进行集成,设计了共享数据库和一系列的硬件架构,以利离散制造业车间的生产管理者得到启示,并进行良好的生产管理。
[Abstract]:Discrete manufacturing industry includes machining, assembly, equipment manufacturing, automobile, electronics, computer and other industries, its production process is usually divided into many processing tasks to complete, it is significantly different from the process industry. In the 21st century in the era of knowledge economy, the discrete manufacturing industry, as a traditional industry, is still the pillar industry of economic development. However, with the increasingly fierce international competition, if discrete manufacturing enterprises want to gain more space for development, they must gain competitiveness in their own management, product quality, price and delivery time and so on. Manufacturing Execution system is an information system for workshop production management, which is located between the upper planning management system and the bottom industrial control system. It is an important solution to the production management of manufacturing enterprises. It has shown its unique advantages and value in various fields of production and will play its role in more fields. Based on the analysis of the problems existing in the manufacturing execution system and the development trend of the manufacturing execution system, this paper studies the production scheduling and monitoring technology of the manufacturing execution system, and solves the following problems: 1) according to the demand and development trend of discrete manufacturing MES, the production scheduling module and monitoring module are drawn out, and the function model of scheduling and monitoring module is designed. 2) improve the traditional particle swarm optimization algorithm, increase the clustering analysis of the understanding space, and use the particle swarm optimization algorithm based on the clustering method to study the job shop scheduling of discrete manufacturing industry by using the coding method based on the process. Finally, the simulation results show that the algorithm is more feasible and optimized than the traditional algorithm. 3) considering the real-time requirement of workshop monitoring data, we use RFID technology and electronic Kanban technology to collect and display the workshop production data in real time. In this paper, the read-write model of RFID and the configuration model of electronic Kanban are designed. Lay the foundation for the subsequent actual development. 4) based on the characteristics of workshop production, the real-time state model of production monitoring elements is established, and a series of workshop production control models are established, which solves the problem of inadequate description of workshop production by traditional static model. It lays a theoretical foundation for further development. 5) in order to combine the practice well, this research also developed the scheduling and monitoring module of MES, and integrated the two modules, designed the shared database and a series of hardware architecture, so as to help the production managers of discrete manufacturing workshop get enlightenment. And good production management.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH186;TP18
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,本文编号:1965205
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