基于事件的制造执行系统平台关键技术研究与实现

制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)是现代信息技术在车间管理中应用的体现，是位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间生产的管理信息系统。本文从分析制造执行系统的技术现状与发展趋势入手，针对目前制造执行系统中存在的严重影响企业车间生产管理快速发展的瓶颈问题，提出了具有自主知识产权的制造执行系统平台，并研究了平台的若干关键技术。 制造执行系统平台的体系结构是整个系统的基础，只有充分考虑车间生产管理的具体情况，根据相应的理论才能搭建起整个平台的框架，才能更好地为企业信息化服务。针对当前制造执行系统通用性不强、实时性不高、开发成本过高等问题，提出了一种制造执行系统平台体系架构。 制造执行系统平台的过程建模技术是MES平台开发的一个重要环节，论文在分析了传统建模技术的基础上，参照实际生产的特点，提出了基于生产事件驱动的生产过程建模技术。构建了基于生产事件驱动的离散装配过程模型和混合加工过程模型，并通过实例验证了该模型能够实现对生产过程的优化与分析。 基础服务在MES平台系统后台运行，所有业务处理都是通过平台各个服务协作完成的。为了各个服务间协调工作，提出了基于工作流的基础服务运行机制。应用工作流技术建立起基础服务的模型，并确立其工作机制，为平台的稳定工作提供了有力的支持。 制造执行系统平台的对事件处理能力是平台的关键性能指标，针对这一问题，提出了并行生产事件调度算法。该平台属于软实时系统，在研究相应调度算法基础上，提出了基于抢占式优先级并行调度算法，并就最大执行时间(Worst Case Execution Time，WCET)的确定，提出了包含依赖输入的符号化WCET分析方法。 在研究了制造执行系统平台关键技术的基础上，实现了平台的设计与开发，并针对装配行业和烟草行业进行了应用。