车用滤清器生产过程柔性制造执行系统的研究与应用

摘要

制造执行系统作为现代生产车间的管理控制系统，对提高企业生产车间信息化管理水平起着重要的作用。目前制造执行系统设计的过程中缺少对系统柔性和系统可扩展性方面的考虑，导致制造执行系统缺乏可配置性难以适应制造环境和制造过程的变化，针对该问题，本文研究并构建了适用于复杂多变的生产环境下的可配置制造执行系统。 以车用滤清器为研究对象，研究了车用滤清器生产过程和业务流程，设计了面向车用滤清器生产过程可配置制造执行系统整体功能结构。在可配置制造执行系统体系结构基础上，重点对数据柔性采集、加工流程配置、柔性生产过程下产品信息追溯、柔性生产过程控制四个方面进行了研究。采用面向对象的思想，对复杂生产环境下设备数据采集功能进行研究，设计了多通讯协议模式下PLC模块数据采集方法；通过基于活动网络图的方式建立可配置加工流程工作流模型，对加工流程工作流模型进行通用化定义，采用有向弧的方式表示模型中的节点之间的转移，进而结合加工流程中的生产规则对转移函数进行重点研究，分析模型中节点之间的转移条件，设计了不同工艺路线下的加工流程工作流模型；通过建立以工艺配置为导向、工位为中心的产品追溯数据扩展模型，设计追溯模块数据库结构，对柔性装配过程下的产品信息追溯进行研究；采用IDEF0建模方法建立了系统的生产过程控制功能模型，对产品的生产过程控制进行研究，对模型中的约束条件做出数学分析，设计了物料上线、产品加工、产品返修、产品下线、产品复检整个过程的约束与控制，以及前后工序的流程控制。 在完成以上关键技术研究的基础上，通过运用数据库、.NET、PLC通讯等相关技术，结合企业对系统的实际需求，开发了车用滤清器柔性可配置制造执行系统，并通过实际应用验证了系统的可行性。而且由于该系统具备可配置性，可以推广到更多的汽车零部件制造企业，为其他汽车零部件生产过程制造执行系统的开发提供借鉴。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 课题研究的主要内容

1.4.1 主要研究内容

1.4.2 拟解决关键问题

1.5 论文结构

1.6 本章小结

第2章 系统需求分析与总体设计

2.1 车用滤清器生产过程分析

2.1.1 车用滤清器加工工艺流程分析

2.1.2 企业业务流程分析

2.2 车用滤清器MES重点需求分析

2.3 系统功能设计

2.4 系统结构和框架设计

2.5 本章小结

第3章 数据采集模块的设计

3.1 数据采集整体方案设计

3.1.1 生产过程中的数据流

3.1.2 数据采集硬件及接口设计

3.2 标识数据采集方案设计

3.2.1 物料标识及数据采集方案设计

3.2.2 产品标识及数据采集方案设计

3.3 柔性生产下的设备数据采集

3.3.1 设备PLC数据采集

3.3.2 数据采集功能设计

3.3.3 设备数据采集实现

3.4 本章小结

第4章 系统柔性结构关键技术

4.1 系统可配置性研究

4.1.1 配置流程分析

4.1.2 加工流程配置

4.1.3 制造资源配置

4.2 柔性生产过程控制

4.2.1 生产过程控制模块功能建模

4.2.2 生产过程控制流程设计

4.3 柔性生产过程下产品信息追溯

4.3.1 追溯数据扩展模型

4.3.2 产品信息追溯设计

4.4 本章小结

第5章 系统实现与分析

5.1 应用环境

5.2 系统实现

5.2.1 工艺流程配置

5.2.2 操作员权限配置

5.2.3 系统使用人员权限配置

5.2.4 设备信息配置

5.2.5 物料信息配置

5.2.6 产品信息追溯

5.2.7 生产分析

5.3 系统应用分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的科研成果