基于构件及本体驱动的制造执行系统开发方法研究

摘要

制造执行系统（MES）是连接企业计划管理层和底层控制层的桥梁，是面向制造过程的集成化车间生产管理与控制系统。传统的MES 软件开发难度大，周期长，成本高，软件的可靠性差，系统的可重构性和可集成性差。针对上述问题，本文提出了基于构件及本体驱动的MES软件开发模式，并对其关键技术进行了研究：
　　 本文首先论述了MES的历史、现状和发展趋势，分析了传统的MES软件开发模式遇到的问题，由此提出基于构件及本体驱动的MES 软件开发模式。
　　 研究了本体工程，包括本体的划分、构造方法、描述语言等；分析了OWL 语言，提出了适合MES 领域本体开发的方法，根据层次式多视图MES 领域本体模型建立了MES 领域本体，并用OWL 语言进行描述。
　　 构建了MES 领域本体之后，本文研究了本体驱动的MES 领域工程。在对各种领域分析方法分析比较的基础上，提出了基于本体的MES 领域分析方法；在本体指导驱动下，对MES 领域进行领域分析和领域建模，并使用UML 对MES 进行领域模型描述。
　　 在完成MES 领域分析的基础上，本文提出了基于构件、本体驱动、层次化的MES体系结构，并进行了基于本体的MES 领域构件分析、设计研究，获得了详细的MES领域构件。
　　 研究了本体驱动的MES 应用工程。在对国内外各种构件表示方法分析比较的基础上，本文提出了基于本体和刻面的构件表示方法，建立了构件库管理系统，研究了基于刻面和本体的MES 构件检索方法以及MES 构件装配部署问题。
　　 最后，分析了中药制造企业的信息化需求，流程制造业与离散制造业的不同点，以及中药生产和流程制造业MES的特点；开发了一个基于构件及本体驱动的药业MES 原型系统，分析验证了基于构件及本体驱动的MES 软件开发模式的可行性。