智能车间制造执行系统——任务跟踪与可视化模块设计与开发文献综述

 2022-11-29 16:23:02

一、文献综述

1、引言

随着经济全球化的到来,市场不断扩张,企业之间的竞争越来越激烈,尤其体现在制造业企业,因此企业信息化管理变得极其重要。一些企业的生产车间的现场管理和信息传递跟不上生产节拍,其生产管理依旧停留在用纸质报表人工手动记录的阶段,这种方式工作量大,效率极低,信息封闭而延迟,导致车间监控可视性低、生产进度实时性差。

依靠企业资源计划(Enterprise Resource Planning, ERP)系统等企业管理系统无法满足当前制造业对生产现场管理的需求,因此需要进一步提高制造企业生产现场的信息化水平。制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)从上个世纪应运而生,但是制造执行系统在企业中的应用效果并不明显。现需将任务跟踪和可视化管理与MES系统结合,进而改进生产现场管理,提升生产车间全员工作效率。

2、制造执行系统

制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES) [1]是美国先进制造研究机构AMR ( Advanced Manufacturing Research, Inc. )在90年代初提出的,旨在加强MRP计划的执行功能。通过执行系统把MRP计划和车间作业现场控制联系起来,从而弥补了计划层与控制层之间的空隙,实现企业连续的信息流和提高企业的敏捷性。

2.1传统的MES

MES作为生产形态变革的产物,其起源大多源自工厂的内部需求。传统的MES就是从70年代的零星车间级应用发展起来的,主要面向传统的层次管理结构,过程是预先设定的,是基于程式的信息控制。传统的MES大致可分为两大类:1)专用的MES系统。它主要是针对某个特定的领域问题而开发的系统,如车间维护、生产监控、有限能力调度或是SCADA等;2)集成的MES系统。该类系统起初是针对一个特定的、规范化的环境而设计的,目前已拓展到许多领域,如航空、半导体、食品和卫生等行业,在功能上它已实现了与上层事务处理和下层实时控制系统的集成。但是传统的MES通用性差,重构性能弱,缺乏互操作性,很难随业务过程的变化而进行功能配置和动态改变,种种不足阻碍了MES在企业(特别是中小企业)中的推广应用。

2.2先进的MES

为了满足智能车间的需求,MES越来越趋向于智能化,智能化的MES是利用人工智能和分布式人工智能来构造具有分布式、协同性和自治性的智能MES。人工智能中的遗传算法、神经网络算法和专家系统等先进技术已经在MES中取得了广泛的应用。如Fox[2]使用约束推理的方法研究了针对车间管理和调度的专家系统。

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