钢铁企业MES中实时数据处理技术的研究与应用

论文摘要

目前钢铁市场竞争十分激烈,企业为在竞争中占据有利地位,纷纷推进信息化建设以改善企业内部的生产和管理。钢铁企业MES(Manufacturing Execution System)能够实现生产经营活动的信息化、集成化,使之构成一个完整的有机系统,从而更加灵活快速地适应市场环境变化的要求。由于钢铁企业MES中需要采集的数据点多,采集周期短,因而要保存的历史数据量非常大。如果将这些数据直接存储,不仅会占用大量的系统存储空间,而且会降低数据处理的实时性,使数据的传输、查询变得困难。本文论述了钢铁企业MES中引入实时数据压缩技术的处理过程,并实现了对历史数据的高效压缩、存储与查询处理。首先,分析了钢铁工业信息集成现状及钢铁企业数据特点。然后,介绍了一种适用于我国中小型钢铁企业的三层CIMS体系结构(ERP/MES/PCS),即企业资源计划(ERP)/制造执行系统(MES)/过程控制系统(PCS)。最后,针对钢铁企业MES中的数据处理的实时性要求及钢铁企业生产过程数据的不均衡分布特点,在借鉴现有多种压缩技术理论的基础上,提出了一种基于动态数据分组字典的实时数据压缩算法,本算法在通用的旋转门压缩算法的基础上,通过建立数据分组字典将采集数据值注册到对应的区域字典中以完成对数据的压缩。实验证明,通过选择合理的时间间隔和压缩偏移参数,采用合理的数据压缩字典,本算法可以满足采集点不同分布情况下的数据压缩需求,在取得非常好的压缩效果的同时更有效地表达采集点的分布历史趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢铁行业MES技术
• 1.1.1 MES技术在钢铁企业信息化中的作用
• 1.1.2 MES中实时数据库技术的引入
• 1.2 国内外研究的概况与发展趋势
• 1.2.1 钢铁企业信息集成现状
• 1.2.2 实时数据库技术的研究与应用现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 钢铁企业MES的体系结构与功能设计
• 2.1 钢铁企业的ERP/MES/PCS三层体系结构
• 2.2 钢铁企业MES的主要软件功能
• 2.2.1 实时数据压缩处理
• 2.2.2 缓冲区管理与实时数据存储
• 2.2.3 历史数据查询与解压缩处理
• 2.3 DELPHI技术在钢铁企业MES系统设计中的应用
• 2.3.1 多线程在钢铁企业MES系统设计中的应用
• 2.3.2 模式设计在钢铁企业MES系统设计中的应用
• 2.3.3 事件触发的实时数据处理机制
• 2.4 小结
• 第3章 钢铁企业MES中的实时数据库设计
• 3.1 实时数据库的产生
• 3.2 传统数据库与实时数据库
• 3.3 钢铁企业MES中的实时数据库设计
• 3.3.1 实时数据库系统设计目标
• 3.3.2 实时数据库系统设计方案
• 3.4 实时数据库中的实时数据处理
• 3.4.1 实时数据处理软件结构
• 3.4.2 实时数据处理流程
• 3.5 实时数据库与管理数据库的集成
• 3.5.1 基于DTS的实时数据库信息集成
• 3.5.2 基于XML的实时数据库信息集成
• 3.5.3 基于EXCEL的实时数据库信息集成
• 3.6 小结
• 第4章 钢铁企业MES中的实时数据压缩技术
• 4.1 数据压缩技术简介
• 4.2 钢铁企业历史数据特点分析
• 4.2.1 时间标签
• 4.2.2 质量码
• 4.2.3 数值
• 4.3 工业实时数据库中的数据压缩技术
• 4.3.1 旋转门压缩算法
• 4.3.2 基于斜率比较的旋转门压缩算法
• 4.3.3 死区限值压缩算法
• 4.4 基于动态分组字典的数据压缩算法设计
• 4.4.1 比例压缩算法原理
• 4.4.2 分组字典的建立
• 4.4.3 改进的基于斜率比较的旋转门压缩算法
• 4.4.4 数据压缩处理步骤
• 4.5 小结
• 第5章 数据压缩技术在钢铁企业MES中的应用
• 5.1 初始化基础参数
• 5.2 数据压缩分组字典的建立
• 5.3 实时数据压缩技术在钢铁企业MES中的应用
• 5.3.1 钢铁企业MES中的实时数据压缩执行
• 5.3.2 钢铁企业MES中的历史数据查询
• 5.4 数据压缩处理过程的整体测试
• 5.4.1 数据压缩模块的整体测试
• 5.4.2 与常规的旋转门压缩算法性能的比较
• 5.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文