三層結(jié)構(gòu)CIMS的管控一體化若干關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、基于企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise Resource Plan，ERP)/制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecution System，MES)/過程控制系統(tǒng)(Process Control System，PCS)三層結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacture System，CIMS)體系結(jié)構(gòu)完全擺脫了按照物理層次劃分控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)模式，并按照生產(chǎn)管理和控制的應(yīng)用功能進(jìn)行系統(tǒng)

2、配置。這種模式增強(qiáng)了系統(tǒng)柔性，形成了以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造、敏捷制造為目的的企業(yè)管控一體化系統(tǒng)，有效地集成了工業(yè)企業(yè)的管理信息和控制信息，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和管理模式的變革，提高了工業(yè)企業(yè)適應(yīng)市場競爭的能力，并成為工業(yè)企業(yè)信息化建設(shè)新的發(fā)展方向。 然而，當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)的研究僅僅關(guān)注于三層結(jié)構(gòu)CIMS的分層子系統(tǒng)，即只關(guān)注ERP、MES或PCS本身，還沒有把分層子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口、軟件集成等輔助平臺(tái)有機(jī)的整合起來，研究和開發(fā)適用于我國工業(yè)企業(yè)

3、的管控一體化解決方案和應(yīng)用系統(tǒng)。這導(dǎo)致企業(yè)的信息化建設(shè)各自為政，系統(tǒng)的各層之間缺乏數(shù)據(jù)交互，并在很大程度上制約了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息共享，形成管控一體化技術(shù)發(fā)展的瓶頸，進(jìn)而難以在企業(yè)的管理和控制上創(chuàng)造新的飛躍，影響了我國工業(yè)企業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)程。 本文針對上述實(shí)際問題，通過深入了解三層結(jié)構(gòu)CIMS的體系結(jié)構(gòu)，分析企業(yè)需求，提出了基于三層結(jié)構(gòu)CIMS的管控一體化解決方案，并對此解決方案中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。 針對

4、系統(tǒng)各層之間難以高效集成的問題，提出了采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)和軟件集成平臺(tái)的三層結(jié)構(gòu)CIMS管控一體化解決方案并闡述了系統(tǒng)組成，有效的解決了管控一體化系統(tǒng)的各層分立問題，確立了CIMS系統(tǒng)中管理和控制一體的實(shí)現(xiàn)模式。 在先進(jìn)制造模式下，用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System，NCS)來取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，以突破PCS的發(fā)展和技術(shù)瓶頸；通過對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼T導(dǎo)時(shí)延、擁塞和丟包的深入研究，針對性地提出了兩種新的N

5、CS控制器優(yōu)化方法，并仿真驗(yàn)證了方法的有效性。 利用NCS的數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢，研究和分析了NCS與MES之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，通過NCS與MES的數(shù)據(jù)交互，構(gòu)建了虛擬制造過程可視化仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)研究了監(jiān)視與控制互動(dòng)的可視化仿真技術(shù)；通過南京某企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了制造過程中的可視化監(jiān)控。 面向利潤最大化，通過對敏捷制造中供應(yīng)鏈管理相關(guān)技術(shù)的研究，提出了考慮成本、庫存和客戶期望的產(chǎn)品動(dòng)態(tài)定價(jià)方法；通過某企業(yè)在電子商

6、務(wù)中的銷售系統(tǒng)應(yīng)用，成功地實(shí)現(xiàn)了企業(yè)在整個(gè)產(chǎn)品周期內(nèi)獲得最大的收益。針對CIMS管控一體化系統(tǒng)的安全威脅和防護(hù)現(xiàn)狀，提出了一種新的基于“金字塔”型安全組件的系統(tǒng)安全管理體系架構(gòu)，能夠解決工業(yè)企業(yè)管控一體化系統(tǒng)中出現(xiàn)的和潛在的安全問題，使工業(yè)企業(yè)通過安全技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)為生產(chǎn)經(jīng)營的保駕護(hù)航。 最后，論文綜合了以上的理論和應(yīng)用研究工作，設(shè)計(jì)了基于三層結(jié)構(gòu)CIMS的管控一體化軟件系統(tǒng)的框架，重點(diǎn)針對制造過程可視化和產(chǎn)品動(dòng)態(tài)定價(jià)進(jìn)行了模塊化