数字化车间基于mes的刀具管理模式研究与系统开发

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1、数字化车间基于MES的刀具管理模式研究与系统开发重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：李伟指导教师：宋豫川教授兼职导师：徐文江研高工学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一六年五月ResearchonToolManagementModeandDevelopmentofitsSystemforDigitalWorkshopbasedonMESAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByLiWeiSupervised

2、byProf.SongYuchuanPluralisticSupervisedbyProf.Sen.Eng.XuWenjiangSpecialty:ME(MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2016中文摘要摘要刀具是车间生产的重要资源，由于刀具种类繁多、数量庞大、参数繁多、借入借出过程频繁，因此导致车间对其缺乏有效管理。随着信息化技术以及智能装备的不断发展，并在制造业中深度应用，多品种小批量正成为制造业的主要生产模式，而传统机械加

3、工车间也逐步向数字化车间转型，传统的人工的刀具管理方式已不再满足数字化车间的运行环境，严重阻碍了数字化车间的运行和发展。对于数字化车间而言，仍存在以下问题未解决：如何建立有效的刀具编码方法，并采用何种技术来完成刀具的全生命周期追踪；如何对车间刀具与设备进行综合预调度并完成刀具需求计划的制定；针对车间在加工过程中所出现的随机扰动，如何进行优化调度。因此，针对目前刀具管理所存在的问题，本论文提出了数字化车间基于MES的刀具管理模式，并研究开发出一套数字化车间基于MES的刀具管理系统，从而辅助企业完成车间执行层的刀具信息化管理，提升制造过程的刀具管理水平。首先提出了数字化车间基于MES的刀具管

4、理模式，在数字化车间刀具管理特点与需求分析的基础上搭建了数字化车间基于MES的刀具管理模式的总体框架，并分析了其运行流程。然后研究了刀具编码方法与基于RFID的全生命周期跟踪、基于不定刀具资源的机床与刀具双资源综合预调度以及数字化车间刀具动态调度三大关键技术。提出了采用固定码与柔性码相结合的柔性编码方法，实现了刀具自动编码、检验及识别；建立了刀具流物理模型与基于RFID的刀具全生命周期追踪模型，实现了刀具各个物理位置、整个生命周期的管理；建立了基于不定刀具资源的机床与刀具双资源综合预调度模型，对加工中心与普通机床进行了区别，实现了数字化车间刀具的有效调度与需求计划的制定；建立了数字化车间

5、刀具动态调度模型，实现了针对四种随机扰动的机床与刀具双资源动态调度。最后设计并开发了一套数字化车间基于MES的刀具管理系统，实现了刀具基础信息管理、刀具库存管理、刀具计划管理、刀具调度管理以及刀具统计管理等功能。并在重庆江增船舶重工有限公司的数字化车间进行了应用，帮助企业完成了优化及标准化刀具管理流程，实现了刀具信息化管理。关键词：数字化车间，刀具追踪，刀具预调度，刀具动态调度，系统开发I英文摘要ABSTRACTToolisanimportantresourceofworkshopproduction,duetoawidevarietyoffeaturesoftool,including

6、hugenumberoftypes,hugenumber,lotsofparameters,frequentborrowingandlending,Thusleadtotheworkshopforitslackofeffectivemanagementoftool.Withthecontinuousdevelopmentofinformationtechnologyandintelligentequipment,andthedepthoftheapplicationinmanufacturingindustry,multivarietiesandsmallbatcharebecoming

7、themainproductionmodeofmanufacturingindustry,andtraditionalmachineworkshopalsograduallytransitiontodigitalworkshop.Traditionalmanualtoolmanagementmodehasbeenunabletomeettheoperationenvironmentofdigitalworkshop,andserio