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面向敏捷制造的制造执行系统关键技术研究

曹江辉  
【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。


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