水泥企业DCS/MES/ERP集成系统的研究
这是一篇关于水泥企业,DCS,MES,ERP,集成系统的论文, 主要内容为摘要:目前,水泥企业车间控制层集散控制系统(DCS)及计划管理层企业资源计划系统(ERP)的应用已经相当广泛。但DCS系统和ERP系统是两个孤立系统,它们之间的信息无法进行实时传递,它们中间需要一个桥梁即生产执行系统(MES)。实施DCS/M ES/ERP集成系统主要目的是实现信息化集成,从而实现信息的实时传递和共享。 本论文在对目前国内外DCS/MES/ERP集成系统的设计和应用进行研究分析的基础上,结合水泥企业生产经营方式,深入研究了DCS/MES/ERP集成系统中所涉及的集成原理、XML技术、OPC技术、三层架构、UML、数据库设计、Hibernate等若干关键技术。 本论文结合水泥企业信息化建设现状,研究水泥企业DCS/ME S/ERP集成系统采用的体系结构和工作原理;分析水泥企业的生产艺流程,明确水泥企业信息管理的特殊需求;分析设备管理系统各模块功能,设计功能模型、用例图、序列图、类图,并设计数据库;开发和实现设备管理系统,可管理档案信息、设备收发存、设备状态、设备维护、设备生产、设备台账,可有效实现车间控制层和管理决策层的信息集成和共享,从而计划管理层能及时了解实际现场作业与计划的偏差,控制现场能够及时了解计划的变更,准确控制现场作业,在整个企业生产经营管理中实现信息化集成。
稀土电解制造执行系统(MES)研究与设计
这是一篇关于稀土电解生产,MES,功能模块,NSGA-Ⅱ,生产调度的论文, 主要内容为本文以稀土电解生产线为研究对象,在介绍稀土电解制造执行系统的研究背景与意义的基础上,对稀土电解生产信息化发展现状和MES系统在工业领域的应用现状进行了国内外研究现状分析,对系统需求、系统功能、数据通信和生产调度算法进行研究,主要研究内容和研究成果有以下几个部分:(1)通过对稀土电解行业的实际情况调研,结合稀土电解的生产流程和生产特点,从信息流和控制流的角度提出稀土电解MES系统的应用需求,并从系统设计需求、功能需求、业务流程和设计原则等方面进行详细论述,最后给出稀土电解MES系统的总体设计方案。(2)根据稀土电解MES系统的现实需求和整体设计方案,系统的详细设计围绕系统架构、系统权限和业务管理、系统功能、数据库设计、与底层设备的数据通信等方面进行。系统架构设计主要分为软件系统架构设计和网络体系架构设计;系统功能由用户管理、生产管理、物料管理、数据管理、质量管理、设备管理、生产监控管理七个具体功能模块组成;系统用户分为客户、车间操作人员和车间管理者三个角色,根据角色的划分赋予相应的系统操作权限;数据库设计通过构建数据库E-R图对数据库逻辑进行梳理,使用My Sql数据库进行设计开发;与底层设备的数据通信采用OPC UA技术完成对底层设备采集到的数据进行集成和封装,通过OPC UA服务器和客户端完成系统与底层设备之间的数据通信。(3)针对稀土电解-铸锭生产工序实际调度问题进行研究,通过对车间生产调度问题进行全面分析,考虑实际过程中稀土电解、出炉、铸锭等工序各个状态的加工时间和能源消耗,建立以最大完工时间最小和能耗最小为目标函数的稀土电解-铸锭多目标生产调度模型,并提出采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。通过Brandimarte系列标准算例分别对NSGA-Ⅱ算法和传统多目标算法MOEA/D算法进行算法测试。通过数值对比,验证了NSGA-Ⅱ算法寻找模型最优解的能力和对目标函数求解速度均优于MOEA/D算法。最后采用NSGA-Ⅱ算法对稀土电解-铸锭实际生产案例进行调度仿真,得到多目标优化下的生产调度甘特图,实现了对稀土电解-铸锭生产过程的有效调度。(4)在MES系统设计的基础上,采用B/S架构,以Eclipse作为集成开发环境,利用Java EE、JSP、SSM框架等互联网技术解决了系统前端和后端的开发问题,完成了稀土电解MES系统软件的开发,并完成对系统各功能模块的运行测试,为稀土电解车间信息化生产提供有效的帮助。
基于Web服务的企业质量数据管理系统设计
这是一篇关于Web服务,MES,SOA,.NET的论文, 主要内容为针对目前制造执行系统普遍缺乏可集成性和可扩展性的情况,本文在前人对制造执行系统研究的基础上,沿用软件复用的思想来构建可集成、可扩展的制造执行系统。通过对软件的复用,抽取其中的可用部分,达到重新获取新的系统功能或重新集成一个新的系统的目的。 为了实现软件复用的目的,本文结合Web服务跨平台、跨协议的特点,通过使用Web服务将客户端与组件隔离,使两者之间的通信都是经过Web服务来完成。组件通过Web服务调用才向客户端提供功能服务,而客户端则通过使用不同组合形式的Web服务来获得单个或多个组件提供的功能。用这样的方式,组件就被重复调用即软件被复用,在需要新的系统功能时只需要使用Web服务调用相关的组件即可,这样就达到了系统的重新集成和扩展的要求。 在上述基础上,本文以某企业的实际运行情况作为案例,在该案例中具体分析了Web服务在制造执行系统中的应用,对基于Web服务的MES系统架构各层进行实现,系统以.NET作为开发平台,使用C#语言,后台使用SQL Server数据库管理系统,采用B/S结构的开发方式,最终对系统做了部分实现。 通过验证说明,建立在该架构上的系统是可行的,该系统不仅能够提供企业需要的功能服务,而且随着企业的变化发展而原有系统功能无法满足用户时,通过在该架构上通过创建新的Web服务来实现新的系统功能。从相反的角度来说,即系统具备可集成和可扩展的性能。
稀土电解制造执行系统(MES)研究与设计
这是一篇关于稀土电解生产,MES,功能模块,NSGA-Ⅱ,生产调度的论文, 主要内容为本文以稀土电解生产线为研究对象,在介绍稀土电解制造执行系统的研究背景与意义的基础上,对稀土电解生产信息化发展现状和MES系统在工业领域的应用现状进行了国内外研究现状分析,对系统需求、系统功能、数据通信和生产调度算法进行研究,主要研究内容和研究成果有以下几个部分:(1)通过对稀土电解行业的实际情况调研,结合稀土电解的生产流程和生产特点,从信息流和控制流的角度提出稀土电解MES系统的应用需求,并从系统设计需求、功能需求、业务流程和设计原则等方面进行详细论述,最后给出稀土电解MES系统的总体设计方案。(2)根据稀土电解MES系统的现实需求和整体设计方案,系统的详细设计围绕系统架构、系统权限和业务管理、系统功能、数据库设计、与底层设备的数据通信等方面进行。系统架构设计主要分为软件系统架构设计和网络体系架构设计;系统功能由用户管理、生产管理、物料管理、数据管理、质量管理、设备管理、生产监控管理七个具体功能模块组成;系统用户分为客户、车间操作人员和车间管理者三个角色,根据角色的划分赋予相应的系统操作权限;数据库设计通过构建数据库E-R图对数据库逻辑进行梳理,使用My Sql数据库进行设计开发;与底层设备的数据通信采用OPC UA技术完成对底层设备采集到的数据进行集成和封装,通过OPC UA服务器和客户端完成系统与底层设备之间的数据通信。(3)针对稀土电解-铸锭生产工序实际调度问题进行研究,通过对车间生产调度问题进行全面分析,考虑实际过程中稀土电解、出炉、铸锭等工序各个状态的加工时间和能源消耗,建立以最大完工时间最小和能耗最小为目标函数的稀土电解-铸锭多目标生产调度模型,并提出采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。通过Brandimarte系列标准算例分别对NSGA-Ⅱ算法和传统多目标算法MOEA/D算法进行算法测试。通过数值对比,验证了NSGA-Ⅱ算法寻找模型最优解的能力和对目标函数求解速度均优于MOEA/D算法。最后采用NSGA-Ⅱ算法对稀土电解-铸锭实际生产案例进行调度仿真,得到多目标优化下的生产调度甘特图,实现了对稀土电解-铸锭生产过程的有效调度。(4)在MES系统设计的基础上,采用B/S架构,以Eclipse作为集成开发环境,利用Java EE、JSP、SSM框架等互联网技术解决了系统前端和后端的开发问题,完成了稀土电解MES系统软件的开发,并完成对系统各功能模块的运行测试,为稀土电解车间信息化生产提供有效的帮助。
制造执行系统中数据挖掘关键技术研究
这是一篇关于MES,数据挖掘,Hadoop,算法并行化,质量预测的论文, 主要内容为制造业信息化和智能化的不断推进和MES系统使用量的增加直接导致企业生产数据量的爆发性增长。此时以往纯粹的人工分析数据的方式已很难应对大量数据快速处理的需求,这就迫切需要能够解决该问题的新技术。同时制造企业的制造执行系统中存储的大量生产数据需要能够对其进行智能并且快速处理的数据挖掘技术,这是提高生产数据利用价值和MES智能性的有效手段。论文针对MES中数据挖掘关键技术中的数据快速处理及其应用做了相应研究。首先结合Oracle的DCN技术配合HTML5的WebSocket技术提出了数据实时推送方案,将其运用于数据挖掘过程的数据实时获取与处理中。然后研究了数据挖掘中的K-means算法和BP神经网络算法,并采用遗传算法对BP网络的隐藏层节点数、权值和阈值进行了优化,再采用MapReduce技术对算法进行了并行化设计和实现。接着搭建了基于Hadoop分布式框架的数据挖掘平台,以此作为云制造模型下的数据处理平台。最后以零件在实际加工中的质量预测过程为例,详细介绍了数据挖掘技术在质量预测中的应用,尝试利用MES系统执行过程中累积的大量有价值的历史数据,融合数据挖掘中的数据实时推送技术和算法并行化技术,以确保产品质量,减少漏检为目的,根据历史数据训练预测模型,结合当前生产加工的实时状态参数,设计了MES系统中的质量预测模块,在一定程度上提高了MES系统的智能性。论文采用J2EE技术开发了集成有质量预测模块的制造执行系统,使得数据挖掘的相关技术通过质量预测模块在MES系统中得到实际的应用,也为提高MES的智能性提供了方案。
基于J2EE通用可集成制造执行系统研究与实践
这是一篇关于MES,J2EE,组件,软件过程,数据仓库,Web Services的论文, 主要内容为文章首先回顾了可集成制造执行系统的理论背景、发展历史,并对当前制造执行系统软件市场进行了深入的分析。在此基础上给出了构建基于J2EE 通用可集成制造执行系统的预期目标和基本设计思路。 然后详细阐述基于J2EE 通用可集成制造执行系统解决方案—Datasweep Advantage 面向复用的软件过程。并对制造企业建模、制造企业统一的数据组织建立、再现复杂制造制程、产品国际化和本地化等关键技术给出了具体解决方案。 最后,文章细致分析了集成网络服务客户端访问系统业务逻辑的实现细节。
基于MES的复合材料管理系统研究与开发
这是一篇关于MES,复合材料管理,易变质材料,B/S架构的论文, 主要内容为随着近年来我国创新驱动发展战略的实施,航空航天作为国家的重点产业也在飞速发展着。复合材料在航空航天行业的生产中起着无可替代的作用,现有的复合材料管理方式以纸质材料和电子表格为主,这种方式不仅无法使材料管理人员实时掌握材料状态和用量,而且极易造成材料的浪费与报废,尤其是对于复合材料中的易变质材料。现代先进航天器与大飞机的生产对这部分易变质材料的管理提出了更高的要求,因此有必要探索新的管理方式。本文对复合材料管理模式进行了充分调研和了解,广泛参考了国内外相关文献研究后,明确了改进方向和需要解决的问题。在综合考虑国内复合材料厂的具体情况和业务流程之后,设计并开发了一款基于MES的复合材料管理系统,该系统能够很好地对于复合材料中的易变质材料进行全生命周期的管理。本系统基于微软的Visual Studio 2010开发平台,采用B/S架构和MES设计模式,使用ASP.NET框架完成前台页面和逻辑的开发与实现,使用C#语言完成后台系统的开发,数据库采用的是甲骨文公司开发的Oracle 11g数据库。本文围绕软件工程的各个阶段对系统开发过程进行阐述,对系统中材料接收入库、材料需求申请、材料发放、材料出库、材料使用和库存管理六个主要模块进行详细说明。基于MES的复合材料管理系统能够更好满足对生产管控的需求,能够有效提升库房的管理效率和管理水平。针对对于保管条件、质量控制和生产使用有着严格要求的易变质材料,本系统能够实现监控粒度达到零件级别、时间记录精准度达到分钟级别,并且实现了对于材料的全程监控。经实际使用,本系统能够显著降低材料浪费、降低生产成本,有效提升生产管理水平和产品质量。
基于微服务框架的制造执行系统解耦与重构机制研究
这是一篇关于MES,微服务框架,原子服务组件,业务重构的论文, 主要内容为伴随着制造企业信息化进程的高速发展,各个制造企业之间业务需求差异化大,同时制造企业内部之间也存在动态性业务变更。造成中小型制造企业面临着系统解耦与快速重构的问题,然而现有的制造执行系统模式业务内部流程相对固定,系统业务之间耦合度高,当制造企业产生业务需求变更时,就需求要对系统整体进行重构,造成制造企业大量资源浪费、开发成本高等问题,制造企业针对系统开发及维护面临着巨大的挑战。现有的制造执行系统不能快速响应业务重构需求的变化。本论文针对各个中小制造企业MES业务耦合度高和业务需求模式差异化大,通过对制造执行系统业务进行细粒度划分,采用微服务框架实现制造执行系统业务解耦。将制造执行系统业务划分为原子服务和业务服务。各个独立的原子制造服务和业务服务通过微服务框架技术实现原子服务构建部署。通过微服务网关技术实现制造原子微服务的个性化重构,各个制造微服务模块在微服务框架中独立运行、互不干扰。解决传统单体架构应用庞大而带来的业务重构、扩展问题,为业务系统的快速开发提供了有效支撑。本文根据制造企业MES业务差异化大和内部流程多变性的问题,实现制造企业MES业务的解耦和重构,首先,本文采用微服务框架进行解耦,以面向服务化的思想,将各个原子制造服务对象信息进行服务封装,其次,对MES业务设计成两级的微服务,通过微服务技术实现应用系统的快速拼装重构。最后,提供了一个应用系统解决方案和运行案例。当制造企业内部生产业务需求发生变更操作时,通过制造企业业务流程规则实现小粒度的原子微服务配置重组,快速响应制造企业的制造执行系统业务重构。本文提出一种基于微服务框架的车间制造执行系统业务解耦与重构机制研究。基于原子制造微服务组件实现制造执行系统业务功能模块的快速构建,通过微服务框架技术实现细粒度的制造原子微服务注册部署,依据制造业务流程逻辑依次实现原子制造微服务的获取,满足制造企业制造执行系统个性化需求。
面向中小企业制造协同化的云MES研究与实现
这是一篇关于MES,协同制造,微服务,微应用,工作群的论文, 主要内容为近年来,随着云计算、大数据、物联网等高新技术不断向制造业渗透,同时在德国“工业4.0”、美国先进制造业计划和中国的“中国制造2025”的指导下,信息化建设对制造企业生存发展所起到的作用被越来越多的企业认识到。MES系统作为企业生产车间的信息管理系统,在制造企业信息化建设中扮演者重要角色。然而,占制造企业大多数的中小企业由于体量小、成本低,没有足够的能力实施MES完成车间的信息化建设,同时中小企业大多作为产品生产供应链中的一个环节存在,需要与上下游企业协同才能完成产品生产。针对中小企业需求,本文搭建了一个面向中小企业制造协同化的云MES系统,帮助中小企业实现车间的信息化管理以及企业间的协同制造。所做的工作主要有:1.对协同制造的中小企业集群生产模式的制造业务需求以及外协模式的制造业务需求进行了分析,并据此分析了协同业务中协同业务载体的工作群和微应用需求。2.将微服务技术引入系统对系统进行了架构设计,将系统架构设计为应用交互层,网关层、协同平台层、微应用层、MES微服务层、基础设施层以及微服务管理平台的七个模块。基于上述设计模块对MES微服务层的业务进行了实现,将业务分为计划管理、生产管理和基础管理模块三个核心功能模块进行实现。然后云MES中的协同平台进行了设计,并以微应用为媒介设计了企业制造业务协同机制,对协同平台的业务模块进行了设计,包括企业模块、微应用模块、工作群模块。3.最后,对云MES系统中的制造业务模块和协同平台的功能完整性进行了测试,测试结果与预期结果一致,验证了系统功能能够满足需求。
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