面向离散制造过程的数据采集与处理系统研究与设计

摘要

随着制造业信息化的高速发展和经济全球化趋势的加强，在离散制造业内，品种多样化、质量高水平、市场快速响应的需求也越来越突出。制造企业迫切的需要知道生产制造中的每一个环节，以便对生产过程进行监控和管理。目前，在许多实施信息化的企业中，依然采用人工上报或手工统计后录入系统的方式进行数据采集，且车间各系统间彼此独立、集成性差。车间数据采集手段的不足使得制造企业车间越来越不能适应现代制造高效、实时和快速响应的需求。因此，如何全面而准确采集生产现场的数据，促进车间系统间的数据共享与交换，提高对生产过程的监控力便成为值得关注和研究的问题。
　　 本文在分析离散制造车间数据采集现状以及实际实地调研的基础上，对制造过程数据采集与处理系统进行了需求分析，并进行了系统总体设计，构建了系统体系架构和功能模型。文中研究和分析了离散车间制造过程数据，基于数据特点，对生产现场制造过程数据进行分类，并把经过分类的车间数据进行UML静态建模分析，最后依据各个数据模型提出了离散制造过程综合数据模型，保证了本系统以及与车间各系统间数据源的一致。通过对离散车间制造过程数据采集方式的研究和分析，本文提出了车间数据采集总体方案，依照采集方案分别对车间物料数据、质量数据、设备数据、工装数据等数据进行了采集方法研究，并对采集到的部分数据进行了统计分析和示例展示。
　　 最后结合离散制造过程数据采集与处理系统软件体系架构，通过DFD数据流图、UML用例模型图、系统动态行为模型的分析和系统数据库的构建对系统进行了详细设计。在系统实现上，根据上述研究和企业具体需求，运用JAVA、JSP/Servlet、Hibernate等技术设计并开发了离散制造过程数据采集与处理系统原型，并通过部分实例验证了系统在车间应用中的有效性。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 制造执行系统的发展及研究现状

1．2．2 离散制造车间数据采集与处理技术的研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 主要内容及组织结构

2 制造过程数据采集与处理系统总体方案设计

2．1 离散制造企业现状分析

2．2 数据采集与处理系统需求分析

2．2．1 离散制造企业特点与实施目标

2．2．2 离散制造企业生产业务流程分析

2．2．3 系统功能需求

2．3 数据采集与处理系统总体设计

2．3．1 系统体系架构设计

2．3．2 系统功能模型

2．3．3 系统业务流程设计

2．4 本章小结

3 离散制造车间数据模型研究

3．1 离散制造车间生产数据特点

3．2 离散制造车间数据分类

3．2．1 离散制造车间生产数据分析

3．2．2 离散制造车间生产数据统一分类

3．3 离散制造车间生产数据建模

3．3．1 面向对象的数据建模方法

3．3．2 人员类数据模型分析

3．3．3 设备类数据模型分析

3．3．4 物料类数据模型分析

3．3．5 工装类数据模型分析

3．3．6 质量数据模型分析

3．3．7 生产执行数据模型分析

3．3．8 制造过程数据综合模型分析

3．4 本章小节

4 离散车间制造过程数据采集与处理

4．1 数据采集分析与总体设计

4．1．1 数据采集过程分析

4．1．2 离散车间常用采集方式

4．1．3 数据采集方案设计

4．2 制造过程数据采集方法

4．2．1 物料数据采集方法

4．2．2 数控设备数据采集方法

4．2．3 工装数据采集方法

4．2．4 质量数据采集方法

4．2．5 人员和生产执行数据采集方法

4．3 数据统计分析与展示

4．3．1 质量数据统计分析与展示

4．3．2 数据设备数据统计分析与展示

4．4 本章小结

5 数据采集与处理系统设计与实现

5．1 数据采集与处理系统详细设计

5．1．1 系统数据流图分析

5．1．2 系统用例与动态建模

5．1．3 系统数据库设计

5．2 系统运行环境

5．2．1 系统运行环境

5．2．2 系统开发环境

5．3 数据采集与处理系统的实现

5．3．1 系统开发环境

5．3．2 系统网络结构

5．3．3 系统开发关键技术

5．4 系统界面设计与实现

5．4．1 数据采集

5．4．2 数据处理与展示

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 未来展望

致谢

参考文献

附录