第1章 引言 1
1.1 MES定位 1
1.2 MES发展背景 3
1.3 MES定义与框架 4
1.4 MES行业应用 8
1.5研究对象与意义 10
1.5.1研究对象 10
1.5.2研究意义 11
第2章 快速响应制造执行模式 13
2.1 MES基础概念 13
2.2多品种变批量生产模式分析 15
2.2.1多品种变批量生产模式来源 15
2.2.2多品种变批量生产模式的内涵 16
2.2.3多品种变批量生产模式的特点 17
2.2.4多品种变批量生产模式的动态性分析 18
2.3快速响应制造执行模式内涵与定义 19
2.4快速响应制造执行模式实现策略 20
第3章MES技术体系 23
3.1现有问题分析 23
3.2目标、特征与定义 27
3.3业务流程与技术框架设计 28
3.3.1业务流程设计 28
3.3.2技术框架设计 31
3.4硬件支撑环境 33
3.4.1分布式数控系统 34
3.4.2底层状态监控与执行信息采集系统 34
3.4.3自动物料输送与存储设备 36
3.4.4数字化检测设备 36
第4章 快速响应制造执行过程协调技术 39
4.1问题与目标分析 39
4.2基于工作流的制造执行过程协调 41
4.2.1复杂关联生产及生产流程协同 42
4.2.2基于工作流的多角色业务协同技术 44
4.2.3工作流设计技术 50
4.3业务过程协调模型快速定制技术 53
4.3.1业务过程协调模型快速定制技术思路 53
4.3.2颗粒式的业务权限管理技术 55
4.3.3基于数据隔离的业务逻辑建模 56
第5章 快速响应制造执行过程信息管理技术 59
5.1复杂制造执行信息关联管理内涵 59
5.1.1复杂制造执行过程数据的特点 59
5.1.2复杂制造执行过程数据关联管理的目标 61
5.2复杂制造执行信息的关联组织建模 62
5.2.1面向关联的分类数据单元模型 62
5.2.2复杂制造执行过程数据关联约束模型 64
5.3复杂制造执行信息的快速响应处理技术 66
5.3.1数据驱动因素分类 66
5.3.2过程驱动的数据响应处理原则 70
5.3.3分类模块化数据响应处理技术 71
5.4异构复杂制造执行信息采集技术 73
5.4.1复杂制造执行过程数据采集问题分析 73
5.4.2过程驱动的柔性表单数据采集技术 74
5.4.3图像／视频数据采集技术 81
第6章 复杂制造执行中的动态批次与物料协调技术 85
6.1问题分析 85
6.2动态批次与物料协调技术思路 86
6.3整体与执行过程相协调的订单批次关联和状态控制技术 88
6.3.1订单批次动态生产数量管理技术 88
6.3.2动态订单批次关联管理技术 89
6.3.3动态订单批次状态协调技术 90
6.4流水与离散混合生产下的物料周转控制技术 94
6.4.1流水与离散混合生产模式下的物料周转分析 95
6.4.2混合生产模式下的物料周转控制技术 96
6.5复杂订单批次与物料周转的数据协调与状态控制技术 100
6.5.1订单批次—物料周转的数据关联技术 100
6.5.2订单批次—物料周转的状态协调技术 101
第7章 复杂产品制造执行过程中的装配物料齐套技术 103
7.1问题分析 104
7.2渐增式装配物料齐套控制技术思路 105
7.3基于装配结构工艺的整体与过程齐套关联控制技术 107
7.3.1订单任务数据的齐套资源关联技术 107
7.3.2面向过程的物料齐套状态协调技术 110
7.3.3齐套状态协调过程中的物料申请数量管理 114
7.4面向过程的物料齐套状态协调技术 116
7.4.1基于生产计划的主动式齐套审批优先级评价 116
7.4.2扁平式库存管理与齐套的配套管理 119
7.5生产计划驱动的物料状态协调控制技术 120
7.5.1基于二维码的装配物料周转控制流程 120
7.5.2装配计划驱动的齐套物料托盘准备技术 123
7.5.3基于条码的车间物流追溯与统计 124
第8章 面向多品种变批量混线生产的车间生产调度技术 127
8.1混线生产概念及其运行特点 128
8.2面向快速响应制造执行的生产调度基础理论 129
8.2.1排产与调度的概念分析 129
8.2.2生产调度的内涵分析 130
8.2.3当前典型生产调度问题 131
8.2.4生产调度问题解决思路 133
8.2.5生产调度问题处理策略 134
8.2.6生产调度理论基本特征 136
8.3面向快速响应制造执行的生产调度技术思路 138
8.3.1生产调度技术框架 138
8.3.2多品种变批量混线生产作业调度 139
8.3.3快速响应动态调度 140
8.4混线生产车间作业调度分析 141
8.4.1混线生产作业调度问题分析 141
8.4.2离散制造环境下的流水生产方式 141
8.4.3面向混线生产的资源优化配置方法 143
8.4.4混线生产作业调度约束问题分析 144
8.5混线生产作业调度约束建模 145
8.5.1统一数学参数说明 145
8.5.2混线生产作业调度统一约束建模 148
8.5.3混线生产作业调度约束关联机制 150
8.6连续性生产保证机制 152
8.6.1压件生产策略 152
8.6.2基于资源组的能力分配算法 155
8.6.3动态优先级机制 157
8.7混线生产车间作业调度算法 158
8.7.1混线生产作业调度流程 158
8.7.2人机交互调度算法 158
8.7.3自动调度算法 161
8.7.4动态逻辑制造单元调整算法 164
8.7.5作业计划完成时间算法 165
第9章 生产扰动驱动的快速响应动态调度技术 169
9.1动态调度的驱动因素分析 170
9.1.1计划任务层生产扰动 170
9.1.2生产工艺层生产扰动 172
9.1.3物料资源层生产扰动 172
9.1.4生产执行层生产扰动 173
9.2生产扰动事件的动态调度处理技术思路 173
9.2.1车间作业动态调度的基本处理过程 173
9.2.2生产扰动事件驱动的调度调整目标 175
9.2.3动态调度约束数学模型 176
9.2.4动态调度总体处理思路 176
9.3生产扰动事件驱动的自动动态调度技术 178
9.3.1计划任务层生产扰动处理流程 178
9.3.2生产工艺层生产扰动处理流程 178
9.3.3物料资源层生产扰动处理流程 180
9.3.4生产执行层生产扰动处理流程 180
9.3.5分类模块化组合的处理思路 181
9.4基于人机交互调整的动态调度技术 182
9.4.1人机交互作业计划调整过程 183
9.4.2图形化调度工序块的离散化处理技术 183
9.4.3手工调度操作的标准化处理技术 184
9.5分类模块化的动态调度实现算法 187
9.5.1受影响工序分析与处理机制 187
9.5.2车间作业动态调整算法 189
第10章 船舶曲面分段建造执行系统技术 197
10.1船舶曲面分段建造过程分析 197
10.2虚拟流水生产机制 199
10.3船舶曲面分段建造执行过程监控技术 202
10.3.1问题分析 203
10.3.2技术思路 204
10.3.3矢量化平面投影建模技术 204
10.3.4人机交互的场地布局技术 211
10.3.5计划资源需求驱动的执行数据包采集技术 221
10.4船舶曲面分段建造日程计划平衡制订技术 222
10.4.1问题、约束与处理策略 222
10.4.2技术思路 225
10.4.3场地布局空间调度技术 227
10.4.4面向虚拟流水的人员调度技术 234
10.4.5场地与人力资源平衡调度技术 239
第11章 典型MES应用案例与未来的发展 241
11.1离散加工生产类MES应用 241
11.1.1复杂订单批次关联管理 242
11.1.2基于柔性表单的执行数据采集 245
11.1.3图像／视频数据采集 248
11.1.4混线生产作业调度 250
11.1.5快速响应动态调度 251
11.2复杂装配生产类MES应用 254
11.2.1面向复杂产品的渐增齐套 254
11.2.2状态协调的齐套业务流程 255
11.2.3托盘组合配送与现场扫描确认 256
11.3船舶曲面分段类MES应用 258
11.3.1分段投影矢量建模 258
11.3.2分段布局场地间变更 258
11.3.3分段布局日程间变更 260
11.3.4分段布局人机交互调整 262
11.3.5分段—任务包—派工单执行监控看板 264
11.3.6分段建造资源的数据统计 264
11.4未来的发展 266
11.4.1理论研究 266
11.4.2应用研究 267
11.4.3系统开发与集成 268
参考文献 269