论文题目: 基于构件的制造执行系统产品线关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 任守纲
导师: 王宁生
关键词: 敏捷制造,制造执行系统,软件产品线,人工神经网络,本体工程,领域构件库
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 制造执行系统(MES)是连接企业计划管理层和底层控制之间的桥梁,是企业信息系统的重要组成部分。传统的 MES 软件大多是针对具体企业的需求而定制开发的,每次都要经历系统分析、设计、开发、实施等过程,开发难度大,周期长,成本高,软件的可靠性差,系统的可重构性和可集成性不高。针对上述问题,本文提出了基于构件的 MES 软件产品线开发模式的思想,并对其关键技术进行了研究。 本文首先论述了 MES 发展的历史、现状和未来的趋势,分析了传统 MES 软件开发模式中存在的问题,在借鉴制造业发展的成功经验的基础上,提出了把产品线技术引入到 MES 软件开发中的思想,实现以装配方式开发 MES 软件的目的。 本文对基于构件的MES软件产品线开发模式所涉及的软件构件技术、领域工程、应用工程等关键技术进行了分析,给出了具体的基于构件的 MES 软件产品线开发步骤。 在分析各种领域分析方法尚存不足的基础上,本文提出了以领域本体模型作为MES 领域模型的思想,提高了领域知识表达的规范化和形式化水平。在领域本体创建过程中,提出了层次式的领域本体模型和开发方法学,并在 MES 领域中进行了应用和验证。同时,针对手工创建领域本体存在很大困难的问题,提出了一个从文本内容中发现领域本体的概念的半自动化的工具模型,并对它的基本框架、原理和关键技术进行了研究。 完成 MES 领域分析后,本文对 MES 领域构件的设计方法进行了深入研究,建立了适合 MES 领域的面向 Web 的领域构件模型和层次化的领域构架。对领域构件粒度大小和功能划分进行了详细研究,建立了不同粒度的构件模型,并对不同粒度构件之间的关系和装配问题进行了研究。 本文建立了 MES 领域构件库,提出了基于刻面的 MES 领域构件表示模型,利用人工神经网络的思想实现了构件的检索和提取,并结合领域本体,提高了领域构件提取的查全率。开发了 MES 领域构件库的原型系统,对上述构件表示模型和提取方法进行了验证。 最后,在 J2EE 软件体系结构的基础上,利用 XML 语言实现了可部署的领域构件的装配,并开发了适合离散制造的 MES 软件的原型系统。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 敏捷制造与制造执行系统（MES）
1.2.1 制造系统发展与敏捷制造
1.2.2 企业管理信息系统
1.2.3 制造执行系统
1.3 MES 国内外研究现状及发展趋势
1.3.1 MES 国内外研究现状
1.3.2 MES 的发展趋势
1.4 MES 面临的问题和解决方案
1.4.1 MES 面临的问题
1.4.2 基于构件的MES 软件产品线
1.5 课题来源和研究意义
1.5.1 课题来源
1.5.2 研究意义
1.6 论文研究思路和章节安排
第二章 基于构件的MES 软件产品线开发模式
2.1 制造业与软件业生产模式对比分析
2.2 软件复用和软件产品线技术
2.2.1 软件复用和软件构件技术
2.2.2 软件产品线技术
2.2.3 领域工程与应用工程
2.3 基于构件的MES 软件产品线开发模式
2.3.1 基于构件的MES 软件产品线开发思想
2.3.2 MES 软件产品线开发步骤
2.4 本章小结
第三章 基于本体的MES 领域分析与建模
3.1 本体在领域工程中的作用
3.2 基于本体的领域分析
3.2.1 本体概念及应用
3.2.2 层次式领域本体模型
3.3 领域本体开发的方法学
3.4 基于本体的MES 领域分析与建模
3.5 MES 领域本体模型与面向对象领域模型的比较
3.6 利用半自动化方式创建MES 领域本体的方法研究
3.6.1 领域本体的创建方法
3.6.2 MES 本体半自动创建系统框架
3.6.3 MESOnto 系统各部分的算法和工作原理
3.6.4 利用MESOnto 系统提取本体的示例
3.7 本章小结
第四章 MES 领域构件
4.1 MES 软件构件模型
4.1.1 构件定义
4.1.2 可部署构件、对象和模块的比较
4.1.3 MES 软件构件模型
4.2 多层的MES 软件构架
4.3 MES 领域构件设计
4.3.1 MES 领域构件粒度划分
4.3.2 从领域本体到面向对象模型的映射
4.3.3 从MES 领域对象模型中提取MES 分布式构件
4.4 本章小结
第五章 MES 领域构件库
5.1 构件库的研究现状
5.2 MES 领域构件库的总体结构
5.3 现有的构件表示和提取方法
5.4 基于刻面的MES 领域构件表示模型
5.5 基于人工神经网络的MES 领域构件提取方法研究
5.5.1 人工神经网络概述
5.5.2 基于人工神经网络的MES 领域构件提取模型
5.5.3 基于人工神经网络的MES 领域构件提取模型的学习过程
5.5.4 基于人工神经网络的MES 领域构件提取模型的提取过程
5.5.5 基于人工神经网络的 MES 领域构件提取模型尚存的不足和改进方法
5.6 基于本体的MES 领域构件提取方法研究
5.7 MES 领域构件库原型系统
5.7.1 MESLibrary 的体系结构
5.7.2 MESLibrary 提取模型的学习过程
5.7.3 MESLibrary 提取模型的提取过程
5.8 本章小结
第六章 MES 软件产品线应用工程及其系统实践
6.1 MES 软件产品线的应用工程
6.2 MES 领域构件装配
6.2.1 J2EE 体系架构
6.2.2 XML 语言
6.2.3 MES 领域构件装配
6.3 基于构件的MES 软件
6.3.1 系统功能需求
6.3.2 系统运行环境
6.3.3 系统实现
6.3.4 系统分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文总结
7.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录1 领域构件“产品订单”构件装配的 XML 文件
发布时间: 2005-07-08
参考文献
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