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                        DNC與MES集成系統開發

                        添加時間:2019/01/15 來源:廣東工業大學 作者:陳志盛
                        本文通過對 DNC 和 MES 技術進行分析和研究,同時結合了目前常見的應用集成技術,設計出一套符合當前機械制造企業現狀的 DNC 與 MES 集成系統。該系統利用軟件應用集成技術,將 DNC 技術與 MES 應用軟件進行集成開發。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          智能制造是當前國家乃至國際上大力推廣的新型工業制造技術和制造系統,它應用了人工智能、智能機器人、新型傳感器等技術,能夠極大的提高生產效率和產品質量,對工業生產的改造升級具有重要的推動作用。

                          本文針對 DNC 和 MES 這兩種在智能制造領域中重要的技術進行了深入的研究,總結分析了它們在國內外的應用進展,并結合系統集成技術,提出一套針對機械制造行業的 DNC 與 MES 集成系統模型,同時完成相關的軟件開發工作。該系統集合了 DNC、MES 兩者的優點,能夠快速部署在中小型生產企業中,初步實現智能制造,并為后續的改造升級打好基礎。

                          論文主要研究內容和工作成果如下:

                          1.深入了解了 DNC 和 MES 的研究、應用進展,總結了兩者各自的功能特點以及在工業生產中的應用技術和實施方法。詳細地分析了 DNC 和 MES 之間的關系以及兩者集成方式。

                          2.深入研究了目前流行的系統集成技術和相關的系統集成模型。根據 DNC 和MES 兩者的功能特點和應用范圍,結合以太網技術,設計出合適的面向機械智能制造的集成系統模型。將 DNC 中的數據采集、數控程序管理功能與 MES 中的生產調度追蹤、資源管理、質量管理等功能緊密結合在一起,使管理人員能夠在一個系統中把控整個生產流程。

                          3.制定了軟件的開發模式,根據了 DNC 和 MES 兩者各自的功能需求,對集成系統的軟件功能模塊進行了劃分。對系統整體的業務數據進行了分析,設計出各個功能模塊的信息流模型。設計出系統數據庫的 E-R 圖,以此完成各個數據表的開發,并通過數據庫,在軟件的數據層實現 DNC 與 MES 兩者之間的信息交換。

                          4.根據背景項目的要求與系統的設計,完成了 DNC 與 MES 集成系統的軟件開發工作。利用 WebServices、JavaEE 技術在軟件中實現 SOA 架構,并通過以太網TCP/IP 通信技術實現控制程序對現場生產設備的控制和信息采集。

                          5.在實驗室以及實際生產現場完成了 DNC 與 MES 集成系統的軟件功能測試。

                          程序順利運行并能夠完成相關的管理業務,同時在現場對系統的數控程序傳輸、設備信息采集以及生產調度、跟蹤等功能進行了調試和驗證。

                          關鍵詞:DNC;MES;系統集成技術;以太網;SOA

                        ABSTRACT

                          Intelligent manufacturing is a new industrial manufacturing technology and manufacturing system which is widely popularized by the country and international. It has applied artificial intelligence, intelligent robot and new sensor technology which can greatly improve production efficiency and product quality, and play an important role in promoting transformation and upgrading of industrial production.

                          In this paper, we studied DNC and MES, which are two important technology in the field of intelligent manufacturing. The application progress of them at home and abroad is summarized and analyzed.Combined with system integration technology, a DNC and MES integrated system model for machinery manufacturing industry is proposed, and related software development work is completed. The system combines the advantages of both DNC and MES, which can quickly deploy in small and medium production enterprises.It helps them realize the intelligent manufacturing preliminarily, and make a good foundation for the subsequent upgrading.

                          The main work and research results of this paper are as follows:

                          1.Thoroughly understand the research status of DNC and MES, summarize their functional characteristics, as well as their application technology and implementation methods in industrial production.The relationship between DNC and MES and their integration modes are analyzed in detail.

                          2.The popular system integration technology and related system integration models are studied in depth.According to the functional characteristics and application scope of DNC and MES, combined with the technology of Internet of things, we design the appropriate integrated system model for intelligent manufacturing.It combines the functions of data acquisition and NC program management in DNC with the functions of production scheduling, production tracking, resource management and quality management in MES so that managers can control the entire production process in a system.

                          3.The software development mode has been worked out. According to the functional requirements of DNC and MES, the software modules of the integrated system have been divided.The business data of the whole system is analyzed, and the information flow model of each functional module is designed. The E-R diagram of the system database is designed to complete the development of each data table, and the information exchange between DNC and MES is realized in the data layer of the software 4.According to the requirements of the background project and the design of the system, the software development of DNC and MES integrated system is completed.

                          Using WebServices and JavaEE technology to implement the SOA architecture in the software, and realizing the control and information acquisition of the field production equipment by Ethernet TCP/IP communication technology.

                          5.The software function test of DNC and MES integrated system was completed in the laboratory and the actual production site. The program runs smoothly and the management business are completed. At the same time, we debug and verify the functions of the system's numerical control program transmission, equipment information collection and production scheduling in the production site.

                          Keywords: DNC; MES; System integration technology; Ethernet; SOA

                          DNC與MES集成系統部分功能展示:

                        車間客戶端軟件界面
                        車間客戶端軟件界面

                        生產計劃管理界面
                        生產計劃管理界面

                        在線監控界面
                        在線監控界面

                        歷史信息查詢界面
                        歷史信息查詢界面

                        數控程序管理界面
                        數控程序管理界面

                        倉庫管理界面
                        倉庫管理界面

                        基礎數據管理界面
                        基礎數據管理界面

                        目錄

                          摘要
                          ABSTRACT
                          目錄
                          CONTENTS
                          第一章 緒論
                            1.1 論文研究背景及意義
                            1.2 國內外研究與應用進展
                              1.2.1 MES 國內外研究與應用進展
                              1.2.2 DNC 國內外研究與應用進展
                              1.2.3 DNC 和 MES 集成技術研究與應用進展
                            1.3 課題來源
                            1.4 論文主要研究內容
                          第二章 DNC 與 MES 集成技術概述
                            2.1 MES 概述
                              2.1.1 MES 的起源與定義
                              2.1.2 MES 在企業中的定位
                            2.2 DNC 概述
                              2.2.1 DNC 起源及定義
                              2.2.2 DNC 功能結構
                            2.3 企業應用集成概述
                            2.4 集成系統以太網通信技術
                            2.5 集成系統軟件開發技術
                              2.5.1 SOA 概述
                              2.5.2 WebServices 概述
                              2.5.3 MVC 概述
                              2.5.4 MySQL 數據庫概述
                            2.6 本章小結
                          第三章 DNC 與 MES 集成系統框架
                            3.1 DNC 和 MES 關系分析
                            3.2 基于 SOA 的 DNC 與 MES 集成方案模型
                            3.3 系統邏輯框架
                            3.4 系統物理框架
                            3.5 本章小結
                          第四章 DNC 與 MES 集成系統設計
                            4.1 系統開發模式
                            4.2 系統功能性需求
                              4.2.1 DNC 功能設計
                              4.2.2 MES 功能設計
                            4.3 系統非功能性需求
                            4.4 系統功能模塊設計
                            4.5 系統業務設計
                              4.5.1 系統業務數據
                              4.5.2 系統業務信息流
                              4.5.3 MES 功能模塊業務信息流模型設計
                              4.5.4 DNC 功能模塊信息流模型設計
                            4.6 DNC 與 MES 數據交換方式設計
                            4.7 系統數據庫設計
                              4.7.1 數據庫 E-R 圖設計
                              4.7.2 數據交換表設計
                            4.8 系統安全設計
                              4.8.1 系統數據安全設計
                              4.8.2 系統操作安全設計
                            4.9 本章小結
                          第五章 DNC 與 MES 集成系統的軟件實現
                            5.1 現場加工流程
                            5.2 系統與現場設備通信方式
                              5.2.1 數控車床通信方式
                              5.2.2 機器人通信方式
                              5.2.3 尺寸檢驗設備通信方式
                            5.3 系統應用軟件
                              5.3.1 車間客戶端
                              5.3.2 辦公室客戶端
                            5.4 本章小結
                          結論與展望
                          參考文獻
                          攻讀學位期間獲得的科研成果
                          學位論文獨創性聲明
                          學位論文版權使用授權聲明
                          致謝

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