服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)理論與關(guān)鍵技術(shù)
定 價：128 元
叢書名：21世紀先進制造技術(shù)叢書
- 作者：江平宇, 張富強, 付穎斌等著
- 出版時間：2015/6/1
- ISBN：9787030437198
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：F407.406
- 頁碼：374
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：大32開
《服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)理論與關(guān)鍵技術(shù)》對服務(wù)型MES中存在的不同理論方法和關(guān)鍵技術(shù)進行論述。其中，第1章概述服務(wù)型MES的概念、產(chǎn)生背景、需求和研究意義，并對相關(guān)文獻進行綜述；第2章給出支撐服務(wù)型MES運行的信息架構(gòu)、軟硬件配置與整體執(zhí)行邏輯；第3章對制造和服務(wù)在車間層面上的融合機理進行闡述；第4章描述在服務(wù)型制造車間采用RFID和二維碼進行生產(chǎn)資源和物流標識與跟蹤的方法，并重點強調(diào)AutoID計算方法及通信流程；第5章論述支撐服務(wù)型制造執(zhí)行過程的若干關(guān)鍵使能技術(shù)；第6章介紹一種基于Web的服務(wù)型MES——soMES的研發(fā)方法和軟件原型實現(xiàn)。
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《服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)理論與關(guān)鍵技術(shù)》可供從事先進制造領(lǐng)域研發(fā)和工程應(yīng)用的科技人員、高校院所的研究人員作為技術(shù)參考，也可作為機械工程、工業(yè)工程、自動化與信息工程等相關(guān)專業(yè)本科生及研究生的教學輔助資料。
目錄
《21世紀先進制造技術(shù)叢書》序
前言
第1章 概論 1
1.1 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)概念的產(chǎn)生 1
1.1.1 產(chǎn)生背景 1
1.1.2 需求分析 2
1.1.3 概念的提出與定義 3
1.1.4 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的特點 4
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析 5
1.2.1 服務(wù)型制造理念探索 6
1.2.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究與發(fā)展 7
1.2.3 生產(chǎn)性外包和眾包服務(wù)驅(qū)動的制造模式 8
1.2.4 工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)與制造系統(tǒng)融合 10
1.2.5 基于車間物聯(lián)網(wǎng)和RFID的物體標識與實時制造數(shù)據(jù)采集 11
1.2.6 面向MES的信息計算技術(shù)及其在MES關(guān)鍵功能中的應(yīng)用 12
1.2.7 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的生產(chǎn)運行模型與案例 14
1.3 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究意義 14
1.4 本書內(nèi)容安排 15
第2章 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)及其體系結(jié)構(gòu) 17
2.1 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的需求與功能 17
2.1.1 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的需求描述 17
2.1.2 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的功能分析 18
2.2 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息支撐架構(gòu) 20
2.3 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的軟硬件配置設(shè)計 21
2.4 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 22
2.5 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行邏輯 23
2.6 本章小結(jié) 24
第3章 制造執(zhí)行系統(tǒng)的服務(wù)承包與外包關(guān)系 25
3.1 現(xiàn)代制造承包與外包服務(wù)需求 25
3.2 車間加工任務(wù)的外協(xié) 26
3.2.1 工序級加工任務(wù)形式化描述 26
3.2.2 零件級加工任務(wù)形式化描述 29
3.3 車間加工任務(wù)的承包 36
3.3.1 加工任務(wù)的承包概述 36
3.3.2 車間生產(chǎn)能力和成本評估 36
3.4 面向車間原材料/在制品/成品/備件存儲的PW-PSS服務(wù) 39
3.4.1 PW-PSS概述 39
3.4.2 支持庫存外包的PW-PSS模型 40
3.4.3 PW-PSS倉儲服務(wù)控制流程 40
3.4.4 面向PW-PSS的倉儲服務(wù)控制策略 42
3.4.5 基于改進自適應(yīng)遺傳算法的倉儲貨位分配 46
3.5 面向車間高端數(shù)控加工裝備的MT-PSS服務(wù) 58
3.5.1 MT-PSS服務(wù)內(nèi)涵 58
3.5.2 MT-PSS加工能力服務(wù) 59
3.5.3 MT-PSS加工服務(wù)流建模與分析 75
3.5.4 MT-PSS加工能力優(yōu)化 85
3.5.5 MT-PSS與soMES的接口設(shè)計 91
3.6 面向車間多加工任務(wù)的刀具CT-PSS服務(wù) 93
3.6.1 車間刀具管理方式 93
3.6.2 刀具任務(wù)分解與刀具服務(wù)流建模 97
3.6.3 刀具選配及切削優(yōu)化 108
3.7 本章小結(jié) 128
第4章 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的實時數(shù)據(jù)采集 130
4.1 服務(wù)型制造過程的RFID/條碼標識 130
4.1.1 車間生產(chǎn)資源分類 130
4.1.2 各類生產(chǎn)資源標識方法 130
4.1.3 各類生產(chǎn)資源的編碼設(shè)計 133
4.1.4 面向物流跟蹤的RFID閱讀器布局 135
4.2 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的測量與傳感配置 146
4.2.1 面向多工序加工質(zhì)量的傳感檢測特點 146
4.2.2 多工序加工過程的關(guān)鍵傳感檢測要素識別 147
4.2.3 檢測儀器配置空間建模 150
4.2.4 基于本體的檢測儀器配置 150
4.2.5 基于模糊層次分析法的檢測儀器評價優(yōu)化 159
4.3 服務(wù)型制造過程的測量/傳感(含RFID)網(wǎng)絡(luò)分析 167
4.3.1 面向多工序加工過程的數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)方案 167
4.3.2 傳感檢測要素的耦合機理 167
4.3.3 傳感檢測網(wǎng)絡(luò)的建模與分析 170
4.3.4 案例驗證 173
4.4 服務(wù)型制造過程的數(shù)據(jù)實時采集及其Auto-ID計算 181
4.4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立 181
4.4.2 RFID中間件功能的實現(xiàn) 185
4.4.3 RFID數(shù)據(jù)采集與Auto-ID計算 188
4.4.4 移動計算與數(shù)據(jù)同步 196
4.5 本章小結(jié) 199
第5章 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的關(guān)鍵使能技術(shù) 201
5.1 面向加工裝備的e-服務(wù)節(jié)點模型 201
5.1.1 制造資源獲取和特點 201
5.1.2 制造資源e-服務(wù)節(jié)點的定義 202
5.1.3 制造資源e-服務(wù)節(jié)點的形式化描述 204
5.1.4 制造資源e-服務(wù)化節(jié)點的交互接口 207
5.1.5 制造資源e-服務(wù)化節(jié)點的配置與評價 210
5.2 生產(chǎn)排程與運行調(diào)度 219
5.2.1 零件批次優(yōu)化模型建立與優(yōu)化 219
5.2.2 混流生產(chǎn)排程動靜態(tài)模型建立及優(yōu)化 228
5.2.3 擾動事件觸發(fā)的動態(tài)排程規(guī)劃與決策 239
5.2.4 排程算法的優(yōu)化實例 240
5.3 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制與追蹤 251
5.3.1 工序質(zhì)量控制點的e-QC節(jié)點模型 251
5.3.2 e-QC工序節(jié)點質(zhì)量控制工具集成與質(zhì)量信息計算 255
5.3.3 e-QC工序節(jié)點質(zhì)量信息關(guān)聯(lián)分析 270
5.3.4 e-QC工序節(jié)點協(xié)調(diào)優(yōu)化控制 272
5.3.5 實例分析 274
5.4 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的生產(chǎn)維護 278
5.4.1 單設(shè)備維護模式及決策技術(shù) 278
5.4.2 多設(shè)備維護決策建模與優(yōu)化 293
5.4.3 臺帳管理業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 304
5.5 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的物流 307
5.5.1 車間工序物流概述 307
5.5.2 車間工序物流布局建模 308
5.5.3 車間工序物流路徑規(guī)劃建模 316
5.5.4 車間工序物流路徑規(guī)劃仿真 319
5.6 服務(wù)型制造執(zhí)行過程的庫存與在制品跟蹤 323
5.6.1 事件驅(qū)動的物流跟蹤圖式模型 323
5.6.2 在制品狀態(tài)監(jiān)控模型 325
5.6.3 車間生產(chǎn)庫存物流建模 328
5.6.4 實時數(shù)據(jù)跟蹤可視化看板 334
5.7 本章小結(jié) 341
第6章 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)soMES的研發(fā) 343
6.1 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)soMES的系統(tǒng)設(shè)計 343
6.2 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)soMES的運行流程 343
6.3 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)soMES的模塊開發(fā) 345
6.3.1 車間工序物流布局可視化工具e-LAYOUT 346
6.3.2 車間工序排程與動態(tài)調(diào)度工具e-SCHEDULE 348
6.3.3 車間工序與設(shè)備數(shù)據(jù)采集與處理工具e-DATA 349
6.3.4 車間過程質(zhì)量控制工具e-SPC 350
6.3.5 車間制造實時信息可視化跟蹤工具e-TRACK 351
6.3.6 車間設(shè)備維護工具e-MAINTENANCE 352
6.4 服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)soMES的運行案例 353
6.4.1 系統(tǒng)運行案例描述 353
6.4.2 案例運行過程及界面 358
6.5 本章小結(jié) 366
參考文獻 367
第1章概論
1.1服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)概念的產(chǎn)生
1.1.1產(chǎn)生背景
制造業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分。國家統(tǒng)計局發(fā)布的《第二次全國經(jīng)濟普查主要數(shù)據(jù)公報》顯示，我國制造業(yè)直接創(chuàng)造了國內(nèi)生產(chǎn)總值的36%，且占全部工業(yè)產(chǎn)值的86.8%，貢獻了出口總額的93%，為國家財政提供了1/3以上的收入［1］。2010年中國占世界制造業(yè)產(chǎn)出的19.8%，國內(nèi)外銷售總額已超過日本和美國，成為名副其實的制造大國。但從總體來看，我國制造業(yè)尚未完全擺脫粗放型、外延式發(fā)展的傾向，現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)發(fā)展緩慢，絕大多數(shù)制造企業(yè)的服務(wù)收入占比低于10%。一項調(diào)查表明，當前我國制造與服務(wù)融合的企業(yè)僅占整個制造企業(yè)的3%左右，與發(fā)達國家有較大差距（美國58%，芬蘭51%，荷蘭40%，德國30%，法國20%）。著力發(fā)展現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)、促進生產(chǎn)性服務(wù)和制造業(yè)的交互融合已成為由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的重要手段之一。
國家“十二五”規(guī)劃已將“加快發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)”獨立成章地寫入綱要中，“深化專業(yè)化分工，加快服務(wù)產(chǎn)品和服務(wù)模式創(chuàng)新，促進生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)與先進制造業(yè)融合，推動生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)加速發(fā)展”已成為國家未來重要的發(fā)展戰(zhàn)略方向［2］�！秶抑虚L期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》也指出發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是推進新型工業(yè)化的關(guān)鍵，并將現(xiàn)代服務(wù)業(yè)信息支撐技術(shù)、大型應(yīng)用軟件、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理列為優(yōu)先發(fā)展對象［3］。國家和政府逐步調(diào)整“重制造、輕服務(wù)”的產(chǎn)業(yè)政策，把服務(wù)業(yè)的發(fā)展定位提高到與發(fā)展先進制造業(yè)同等重要的戰(zhàn)略高度，強調(diào)服務(wù)業(yè)與制造業(yè)的有機融合、協(xié)調(diào)發(fā)展。
眾所周知，制造業(yè)是一個國家的工業(yè)基礎(chǔ)，是創(chuàng)造社會財富的直接源泉；而制造企業(yè)是一個國家實體經(jīng)濟的體現(xiàn)，是國家發(fā)展的基石。依托制造企業(yè)這樣實體經(jīng)濟的生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)恰是激發(fā)實體經(jīng)濟活力和價值增值的催化劑，也是制造與服務(wù)融合理念的核心所在。在制造企業(yè)中，制造活動的全球化、組織結(jié)構(gòu)的啞鈴化是促進生產(chǎn)性外包服務(wù)（含承包與發(fā)包兩種形態(tài)）的源泉。而制造核心企業(yè)的零部件制造活動依附于跨企業(yè)的制造車間，且其對應(yīng)的生產(chǎn)性外包服務(wù)機制是伴隨著優(yōu)化制造資源配置、參與相關(guān)制造活動的多方共同獲益等理念而發(fā)展起來的一種車間級制造服務(wù)運行模式。通過車間級制造與多服務(wù)機制的融合來揭示出發(fā)包方與承包方間的復雜交互作用規(guī)律，并進一步通過信息服務(wù)手段處理制造車間運行的實時過程狀態(tài)與工況、工件質(zhì)量等信息，并在整個制造服務(wù)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)上進行共享是實現(xiàn)這種新模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，在車間級體現(xiàn)上述服務(wù)與制造融合運行模式的制造實體就是服務(wù)型制造車間(service oriented manufacturing shopfloors)，支撐該服務(wù)型制造車間運行的工程軟件包則稱為服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)(service oriented manufacturing execution systems，soMES)。
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