面向敏捷制造的制造执行系统关键技术研究

发布时间：2020-08-14 22:21

【摘要】： 制造执行系统作为计划管理层和低层控制之间的中间桥梁，填补了两者之间的空隙，是实现企业信息全集成的关键。目前，制造执行系统的解决方案大都是点到点的集成方法，由此导致了高昂的系统开发与维护费用，从而阻碍了制造执行系统在企业中的推广应用。针对企业迫切需要制造执行系统和传统制造执行系统的不足，同时又考虑到企业向敏捷制造发展这一总体趋势，研究面向敏捷制造的制造执行系统对于提高我国制造业管理和自动化水平具有重大的意义，也是CIMS深层次推广的需要。本文首先对制造执行系统领域作了比较全面的分析，在此基础上，提出了一种CIMS环境下的制造执行系统的软件功能模型。进而又详细归纳和总结了面向敏捷制造的制造执行系统的特点、关键技术及解决方案。从技术的先进性、可行性和实用性出发，本文提出了应用软件复用技术从多个复用层次来研究面向敏捷制造的制造执行系统的思路。在分析了有关基于软件构件的制造执行系统关键技术及其具体研究步骤后，本文重点研究了制造执行系统的对象建模，提出了一种基于UML的层次演化对象建模方法，建立了将传统的建模方法向基于UML的面向对象建模方法映射的一套规则。通过继承先前CIMS中建模方法的设计成果，有效地解决了对复杂系统进行面向对象建模的障碍，并应用该方法建立了制造执行系统的业务对象模型。为了获得更大粒度的分析和设计复用，本文详细研究和设计了基于构件的制造执行系统框架，包括构件提取、提取构件中共同的部分、定义制造执行系统框架消息、创建通用构件的设计模式和基于构件的制造执行系统框架结构。以此为基础，提出了一种面向敏捷制造的制造执行系统框架集成结构，通过引入代理构件来实现制造执行系统的水平集成和垂直集成。针对面向特定领域构件的特点，本文提出了一种基于分层刻面法和形式化规格说明相结合的分层综合刻面表示法。为实现制造执行系统的二进制级构件复用，本文对基于CORBA的制造执行系统的开发进行了深入研究，包括其软件体系结构、利用CORBA开发新系统和利用CORBA技术封装已有系统等内容。最后，介绍了将本文的研究成果应用于实际项目的例子，实践证明本文的研究方法和成果具有较大的价值和意义。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TH166
【图文】：

企业集成模型,三层,概念,软件开发商

层之间的空白。MES是对MES领域作一比较全面和深入的了解，为后续概念。它的应用解决了上代制造业信息系统不仅有随着MES概念和应用系高计划的实时性和灵活性，名的MES软件开发商和了以宣传MES思想和产xeeutionsystemAssoeiatio这一非赢利性组织。

类图,方法体系

开始就用面向对象的方法对整个系统域进行分析。关于哪种方法较好的讨论有很但是，如果已经有关于系统的结构化模型，采用演化型对象分析方法具有一定的优在我国十多年的CIMS研究与实践中，大家一般采用结构化分析方法来进行系统建模，并取得了许多成果和经念。如何将这些宝贵的经验和面向对象建模方法的进行良好的结合是一个很有意义的课题。Kai一YingChen于1997运用基于Petri网和E一R图的对象设计方法对制造系统部分进行了分析1651，但只强调了类图的建立，而且系统仍然需要多种建模语言才绘清楚。对于后续的面向对象的开发不能良好的支持。同时没有强调对领域模型析，给后续软件构件的提取和复用带来了困难。我们发现基于UML的面向对象与IDEFO，IDEFIX，Petri网有许多相似之处，鉴于UML的优点，本文提出了一基于UML演化层次建模方法，并运用它来对MES进行建模分析。4.4.1基于UML的层次演化对象方法1.UBHE00的结构

集成结构,框架,水平集,垂直集成

现MES对已有系统的保护和集成，以及与其它单元的MES的集成是面向敏捷制造的MES必须解决的关键问题。为此，本文提出了面向敏捷制造的MES框架集成结构(如图5一12)企企业级信息系统(协日，IL护四P、日到娜)))性性健知萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝件件丝)岁当巴鳖当’”””‘介斌斌斌斌斌斌斌………………一心一一一构构构构构构构构件件件件件件盆盆盆控控制层(，认以、曰I等)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))控控控控控控控控控控控控控控控创层(别讲以、旧I等)))图5一12面向敏捷制造的MES框架集成结构该集成框架实现了MES的水平集成和垂直集成。其中水平集成又分两个层次，首先是企业内部网Intranet环境下的MES集成，其次是实现hitemet环境下MES的集成。垂直集成通过连接上层计划管理系统与低层工业控制来实现企业信息的全集成。对于企业原有的系统(LegacyS州em)则通过c0RBA封装技术来实现与其它应用系统的集成。关于如何利用CORBA对己有信息系统进行封装，将在第六章作进一步的介绍。为了实现敏捷制造环境下的MEs水平集成，引入了两种类型的代理构件(AgentComponent):内部网代理构件和外部网代理构件，它们分别承担着Intranet环境下MES协调与集成以及Iniemet环境下MES协调与集成的任务

【引证文献】