基于组件的中小型离散制造企业MES复用技术研究

摘要

信息技术的发展为制造业带来了活力，在制造业信息化浪潮中，MES(制造执行系统)的出现填补了制造企业底层过程控制系统与上层企业资源计划系统间的信息鸿沟。然而，传统MES功能单一，适用范围狭窄，部署和维护复杂，已经不能满足企业信息化建设深入开展的需要，制造企业急需一种可以在更大范围集成和应用的MES。因此，下一代可集成MES正成为新的研究热点，MES的可复用性是这一热点的关键技术之一。 论文以离散制造企业生产车间为背景，针对中小型企业规模小、资金少的特点，提出一种应用开源框架的MES实现方案，将RUP建模过程、JPA技术与设计模式应用到MES组件设计中，使MES具有高可复用性，以适应不同离散制造企业自身信息化建设的需要。 论文首先介绍了离散企业及离散企业MES的特点、软件复用技术中的设计模式与组件、J2EE平台以及JPA等论文相关理论与技术，对采用OpenJPA框架设计组件进行分析后得出可行结论。 接着，论文对系统可复用设计过程中的两大技术进行了探讨。在分析MES潜在问题的基础上，从系统整体和各组件实现角度，对MES系统设计中应用Facade、Singleton、FactoryMethod和Strategy等模式进行了较详细的阐述。从实现ORM的原理上对JPA技术进行了分析，并详细讲解了JPA组件设计过程。 然后，论文分析了MES各模块的功能组成，并按照RUP建模过程，对国内某机床企业和电子元件企业制造车间的生产管理系统进行了需求分析和问题域分析，建立起用例模型，设计了数据库表结构、类结构模型和组件模型，并对设计过程中的复用层次做了总结。 论文最后对应用设计模式和JPA组件的MES进行了实现，以日作业计划相关类为例，给出了示例代码。通过对系统的单元测试，验证了系统事务处理的正确性；通过对系统的性能测试，得出论文给出的设计方法满足中小企业MES系统的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文的研究背景

1.2国内外研究现状与发展趋势

1.2.1 MES的发展历程

1.2.2 MES现状与趋势

1.3论文的研究意义和目标

1.3.1研究意义

1.3.2研究目标

1.4论文的研究内容

1.5论文的组织结构

第2章论文相关理论与技术

2.1离散企业MES

2.1.1离散企业的特点

2.1.2离散企业对MES的要求

2.1.3离散企业MES介绍

2.2软件复用技术

2.2.1设计模式

2.2.2组件技术

2.3 J2EE平台

2.3.1 J2EE平台简介

2.3.2 J2EE多层结构模型

2.3.3 J2EE组件管理机制

2.3.4轻量级J2EE组件实现策略

2.4 JPA相关技术

2.4.1 JPA标准简介

2.4.2 JPA的优势

2.4.3 JPA的实现框架

2.4.4采用OpenJPA框架进行组件设计可行性分析

2.5小结

第3章MES中设计模式与组件应用设计

3.1基于设计模式的系统复用性设计

3.1.1常规MES存在的若干问题和解决方法

3.1.2应用设计模式进行系统设计的实现细节

3.2基于JPA的MES系统组件设计

3.2.1 JPA实现ORM的原理

3.2.2基于JPA的MES组件设计过程

3.3小结

第4章基于组件的离散制造企业MES分析与设计

4.1系统整体框架结构设计

4.2系统领域分析

4.2.1需求分析

4.2.2问题域分析

4.2.3功能建模

4.3系统模型设计

4.3.1数据库表结构设计

4.3.2系统类结构设计

4.4系统组件设计

4.5系统复用层次分析

4.6小结

第5章中小型离散制造企业MES的实现

5.1系统的开发环境与运行环境

5.2系统关键代码示例

5.2.1基于JPA的实体组件实现示例

5.2.2设计模式应用示例

5.2.3事务组件设计示例

5.2.4可复用标签示例

5.3系统功能界面

5.4系统测试

5.4.1测试工具与测试环境

5.4.2单元测试

5.4.3性能测试

5.5小结

第6章总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间参加项目及发表论文情况