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数字化工厂及其关键技术研究

王金庆  
【摘要】: 制造业是一个国家国民经济的支柱产业之一。严酷的市场竞争迫使制造企业必须 快速响应市场变化,提高敏捷性。以Internet为代表的IT技术既带来了机遇,更带来 了挑战,基于知识的创新已经成为本世纪制造业的主旋律。T、Q、C、S、I、E是廿 一世纪制造企业生存和发展的六要素。 本文在两个国家“863”CIMS应用示范工程实践的基础上,以徐工集团为背景, 以徐工集团徐州装载机厂为研究实例,解剖了制造企业的主要经营活动,认为提高制 造企业敏捷性需要从四个方面着手:提高自身的敏捷性;通过和外部关联实体协作, 共享物质、信息和知识资源,提高整体的敏捷性;把客户作为重要伙伴;利用IT技 术支持敏捷性的实现。 在分析制造企业内外实体之间关联关系本质特征的基础上,首次提出了数字化工 厂概念,数字化工厂是一种扩展企业形式,其本质特征是信息、信息流和工作流的数 字化。分析了数字化工厂的含义和运作模式以及对IT技术的需求。 引入控制视图,首次提出了数字化工厂信息系统的六视图模型结构。初步研究了 将模型结构、面向对象建模、UML语言和关联矩阵用于建立数字化工厂信息系统模 型的方法,论述了建模思想。 提出了基于一系列标准的数字化工厂信息系统结构和基础应用平台。从数字化工 厂应用中抽取了十三个公共服务组件和接口。论述了四层结构的基础应用平台,分析 了其对异构性、互操作和资源共享的支持方法。 研究了数字化工厂工作流的特点,首次提出了基于基础应用平台的数字化工厂工 作流管理系统结构,分析了工作原理。研究了工作流控制机制,将事件-条件-行动 (ECA)规则扩展为事件-角色-对象-工具-条件-行动(EROTCA)规则,研究了 EROTCA的表示方法,研究了数字化工厂工作流动态封装实现方法。 作者结合从事制造企业信息化进程中的体会,从我国国情和应用的角度出发,探 讨了实施数字化工厂信息系统的基本原则和需要注意的问题。 最后,以徐工集团徐州装载机厂为例,分析了数字化工厂和数字化工厂信息系统 的应用前景。


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