基于物联网的车间制造执行系统的研究与实现

【摘要】随着当今市场的快速变化和现代制造业的发展与转型,制造业正逐步向多品种小批量生产、能够快速响应市场变化及生产流程多变等方向转变。伴随着这种转变,企业对生产车间的信息化提出了更高的要求。然而,我国的制造企业多年来采用的生产制造过程是传统模式,它的生产特点是“由上而下”,这就使得企业的车间控制层和计划层之间出现了信息“断层”现象。制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem,MES)是面向车间执行层的管理信息系统,它能够在企业信息管理层与制造单元的设备控制系统之间架起一座桥梁,从而解决上述“断层”问题。而解决这个问题就需要信息的及时获取和信息交换。在MES中引入物联网技术,利用各种信息感知设备实时获取物体的各种动态信息,然后通过网络技术将这些物体传感器连接起来,再对这些信息进行智能处理,从而实现对生产车间物体与设备的管理、协调与控制,取得更大的经济效益。本文对正逐步向小批量、多品种的生产方式转变的制造业,特别是机加工车间等典型的离散类制造车间进行分析,提出利用基于物联网的车间制造执行系统来解决此类制造企业的“断层”现象,并给出具体的MES系统设计思路与框架；此外利用RFID技术和ZigBee技术具体设计出了制造车间物联网系统平台,实现了生产车间的各种数据的采集、实时监控与传输；同时综合工业工程流程分析方法与管理信息系统理论,对离散制造业车间的管理信息响应与信息交换的需求、车间生产任务管理、工艺信息管理以及产品与组织结构等环节进行分析后,利用JustepX5开发平台实现了MES系统；最后成功将物联网技术与MES系统互联,实现了生产车间信息的响应与及时交换,使车间的生产息化程度加强、可视化程度提高,并对该平台进行装配车间生产线流程的实例验证。
【作者】毛晓博；
【导师】陈桦；
【作者基本信息】西安工业大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】物联网技术；制造执行系统；ZigBee网络；JustepX5；

【参考文献】
[1]周慎.基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器建模技术研究[D].武汉理工大学,2005.
[2]王荷芳.液化石油气脱硫剂性能研究[D].河北工业大学,化学工艺,2004,硕士.
[3]郑春红,焦李成,郑贵文.基于GA的遥感图像目标SVM自动识别[J].控制与决策,2005,11:14-17+22.
[4]聂睿,沈立凡,顾福博,王志华,韩冬梅.In_2O_3/石墨烯复合纳米材料的制备及其气敏性能研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会：纳米生物传感新方法[C].中国化学会:,2014:1.
[5]谭锦荣.供应链环境下医药分销企业转型研究[D].华中师范大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]陶佳.基于DEM的庐山河流袭夺演变研究[D].南京师范大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[7]闫雪花.出口商交货风险转移界限的确认及防范措施研究[D].天津财经大学,国际贸易学,2012,硕士.
[8]黄韬.中小企业集群生成机制分析及问题的研究[D].安徽大学,企业管理,2004,硕士.
[9]李春敏.新型太阳能电池受体富勒烯衍生物结构与光电性质研究及分子设计[D].东北师范大学,物理化学,2012,硕士.
[10]王鸿斐.村上龙的透明文学世界[D].黑龙江大学,日语语言文学,2013,硕士.
[11]李天林.天疱疮自身抗体亚型与病情活动度的相关性研究[D].广西医科大学,皮肤性病学（专业学位）,2013,硕士.
[12]杨雅妹.由核磁共振图像构建头/脑真实模型[D].河北工业大学,物理电子学,2004,硕士.
[13]周林.论国有企业法律顾问制度的完善[D].西南大学,民商法学,2012,硕士.
[14]李剑峰.住房抵押贷款证券化研究[D].中国海洋大学,金融,2003,硕士.
[15]郝玉敏.论我国出版企业的品牌营销策略[D].北京印刷学院,传播学,2013,硕士.
[16]林兆民.五种苔类植物的化学成分及其抗肿瘤活性研究[D].山东大学,天然药物化学,2014,博士.
[17]窦盈莹.糖苷、多肽与表面活性剂水溶液中自聚集纳米结构及性质研究[D].山东大学,胶体与界面化学,2013,硕士.
[18]黄英娟,董金勇.原位聚合制备聚丙烯/石墨烯纳米复合材料[A].中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:,2011:1.
[19]杨静.多线路公交车站能力计算方法研究[D].北京交通大学,2010.
[20]周启刚.大连船舶重工集团采购流程研究[D].大连理工大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[21]高严英,姜倩倩,马君君,王兴尧.锂氧电池双功能催化剂的研究进展[J].电池,2014,03:183-185.
[22]张改萍.重力SHS分离法制备（ZrO_2+Al_2O_3）复相陶瓷内衬管工艺的研究[D].长安大学,材料加工工程,2013,硕士.
[23]冯丽华.论女高音咏叹调《埃尔纳尼咱逃走吧》的艺术特色与演唱处理[D].河北师范大学,艺术,2014,硕士.
[24]杨昆.激光在线测量技术在静电除尘系统中的应用[D].河北大学,光学,2003,硕士.
[25]祁宏伟.小型辊弯成形机的机械设计与结构分析[D].北方工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[26]李文娟.“隐”而不“没”—杨绛文学创作论[D].西北大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[27]赵娟.翻译认知心理过程研究[D].华东师范大学,语言学及应用语言学,2004,硕士.
[28]李华.有限责任公司未足额出资股东权利限制的法律思考[D].山西财经大学,经济法,2014,硕士.
[29]陈金印.华重楼内生真菌RPF8发酵产物抗肿瘤作用研究[D].浙江中医药大学,中西医结合基础,2013,硕士.
[30]刘思佳.A公司仓储中心出库作业优化研究[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[31]陈亮.结构光三维轮廓数字化系统研究[D].天津科技大学,机械电子工程,2009,硕士.
[32]李京斌.TPM自主保全活动的问题点及对策分析[D].天津大学,工业工程,2013,硕士.
[33]熊海涵.地震灾害救援现场应急通信研究与设计[D].成都理工大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[34]王宝云.C-Kit、PI3K在不同时期增生性瘢痕中的表达[D].遵义医学院,整形外科,2014,硕士.
[35]李传强,孟凡冰,段晓燕,李绍康,马建波.叠前偏移成像技术在东濮凹陷复杂断块区的应用[J].石油地球物理勘探,2013,S1:27-30+202+5.
[36]胡建军.保留肝动脉持续肝门阻断方式对硬化肝脏保护作用的实验研究[D].中国人民解放军医学院,外科学,2013,硕士.
[37]国敢.“2002年中国IT用户年会”在京召开[J].铁路计算机应用,2002,11:36.
[38]汪涛.初中化学教学中发展性评价的初步研究[D].上海师范大学,教育,2004,硕士.
[39]吕亚国,刘振侠.航空发动机管壳式燃-滑油散热器换热特性计算[J].航空动力学报,2014,12:2830-2835.
[40]杨健,吴以中,王蔡华.土壤中苯和硝基苯蒸气入侵建筑物研究[J].安全与环境工程,2015,02:74.
[41]孙莹莹.中国建设银行个人客户忠诚度影响因素研究[D].哈尔滨工业大学,金融学,2014,硕士.
[42]王丽忱.页岩气藏岩石力学性质的测井评价方法与应用[D].中国地质大学（北京）,石油与天然气工程,2013,硕士.
[43]谢芮.基于效益的客运班线公交化改造研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[44]王文敬,郭毅刚,艾晓红.重钢5号高炉无料钟炉顶布料自动控制系统[J].冶金自动化,1991,01:23-27+61.
[45]王娜.低锥入度润滑脂输送特性及系统仿真研究[D].中国矿业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[46]陈晓冰.基于嵌入式WEB的分布式监控系统的设计与实现[D].杭州电子科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[47]玉新靖.农村教育硕士专业成长过程探究[D].华中师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[48]张建锋.基于核磁共振成像技术的作物根系原位无损检测研究[D].浙江大学,农业电气化与自动化,2014,博士.
[49]潘亮.金属带材卷取理论研究与卷取轴结构的设计[D].沈阳理工大学,机械工程,2013,硕士.
[50]王蓓.黄芪和三七主要成分抗脑缺血的配伍及对能量代谢和JAK/STAT信号通路的影响[D].湖南中医药大学,中药药理,2013,硕士.