离散制造数字化车间基于mes的智能装备集成平台研究与设计

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1、离散制造数字化车间基于MES的智能装备集成平台研究与设计重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：胡松松指导教师：宋豫川教授专业：机械制造及其自动化学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一五年五月ResearchandDesignofIntelligentEquipmentIntegrationPlatformforDiscreteManufacturingDigitalWorkshopbasedonMESAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfo

2、rtheMaster’sDegreeofEngineeringByHuSongsongSupervisedbyProf.SongYuchuanSpecialty:MechanicalManufacturingandAutomationCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要随着我国制造业工业化进程的不断深入，以信息化辅助生产的管理模式也逐步暴露了一些不足，最明显的是体现在信息管理和车间现场工业控制的结合和集成方面。制造执行系统（Man

3、ufacturingExecutionSystem）帮助企业在计划层与控制层之间架起了沟通的桥梁，填补了企业计划层和控制层之间的信息断层。但目前我国MES的研究主要以生产过程调度为主，存在设备集成化程度低、数据采集实时性效果不佳、自动化管理控制落后等问题。本文研究的基于MES的智能装备集成平台，以传统的离散制造数字化车间为使用对象进行分析，为满足上层MES车间管理系统对数字化车间现场实时数据的需要，提供一个统一、开放的通信机制和平台，通过对车间生产过程涉及的不同的数字化智能设备集成连接，实现对车间生产过程的数据采集和过程控制。本文首先描述了一种离散制造的

4、数字化车间体系架构，分析了数字化车间实施MES系统对智能装备集成的需求。其次，建立了一种三层的适用于离散制造数字化车间基于MES系统的智能装备集成平台总体框架结构，该框架分为车间执行层、信息交互层、现场设备层。再次，对离散制造数字化车间基于MES的智能装备集成平台部分关键问题进行了详细研究。确定了数字化车间现场联网通信结构，实现对数字化智能设备的网络连接；建立了一种数字化加工单元的设备模型，在此模型上对加工单元运行流程进行了研究，建立了一种加工单元动作序列协议用于加工单元实现集成与控制，同时设计了相关的网络应用层通信协议；研究了基于OPC技术的底层智能装

5、备集成策略，确定了智能装备集成平台OPC服务器的结构，从而实现对车间生产现场各异构的智能装备的统一交互集成，同时针对车间底层生产信息的多源异构性，研究了OPC数据类型转换机制，通过I/ODLL实现不同制造商硬件设备与集成平台的连接。最后，在上述框架和关键技术研究的基础上，结合企业对智能装备集成平台系统的功能需求，设计并开发了离散制造数字化车间基于MES的智能装备集成平台原型系统。并将相关研究成果在企业进行了试点应用，取得了良好的应用效果。关键词：数字化车间，MES，设备集成，动作序列协议，OPC技术I英文摘要ABSTRACTWiththedeepenin

6、gofthemanufacturingindustrializationprocessinourcountry,theproductionmanagementmodewithinformationizationauxiliaryalsograduallyexposedsomedeficiencies.Themostobviousproblemisthecombinationandintegrationbetweeninformationmanagementwithindustrialfieldcontrol.Manufacturingexecutions

7、ystem(MES)helpsenterprisessetupabridgeofcommunicationbetweentheplanninglayerandcontrollayerwhichfillthegapbetweenthem.ButatpresentinourcountrytheresearchofMESismainlyaboutproductionprocessscheduling,existingproblemssuchasthelowdegreeofequipmentintegration,ineffectivereal-time、aut

8、omationcontrollaggingbehind.Theintellige