【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿） MES系統(tǒng)在煤炭行業(yè)中的研究與實(shí)現(xiàn)-軟件工程

圖分類號(hào)： 學(xué)校代碼： 10055 密級(jí)： 碩 士 專 業(yè) 學(xué) 位 論 文 中文題目： 統(tǒng)在煤炭行業(yè)中的研究與實(shí)現(xiàn) in 文作者 指導(dǎo)教師 申請(qǐng)學(xué)位 研究生 培養(yǎng)單位 學(xué)科專業(yè) 軟件工程 研究方向 答辯委員會(huì)主席 評(píng) 閱 人 南開大學(xué)研究生院 二一三年四月 南開大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)書 根據(jù)南開大學(xué)關(guān)于研究生學(xué)位論文收藏和利用管理辦法，我校的博士、碩士學(xué)位獲得者均須向南開大學(xué)提交本人的學(xué)位論文紙質(zhì)本及相應(yīng)電子版。 本人完全了解南開大學(xué)有關(guān)研究生學(xué)位論文收藏和利用的管理規(guī)定。南開大學(xué) 擁有在著作權(quán)法規(guī)定范圍內(nèi)的學(xué)位論文使用權(quán)，即： (1)學(xué)位獲得者必須按規(guī)定提交學(xué)位論文 (包括紙質(zhì)印刷本及電子版 )，學(xué)校可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存研究生學(xué)位論文，并編入南開大學(xué)博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)； (2)為教學(xué)和科研目的，學(xué)?？梢詫⒐_的學(xué)位論文作為資料在圖書館等場(chǎng)所提供校內(nèi)師生閱讀，在校園網(wǎng)上提供論文目錄檢索、文摘以及論文全文瀏覽、下載等免費(fèi)信息服務(wù)； (3)根據(jù)教育部有關(guān)規(guī)定，南開大學(xué)向教育部指定單位提交公開的學(xué)位論文； (4)學(xué)位論文作者授權(quán)學(xué)校向中國(guó)科技信息研究所及其萬方數(shù)據(jù)電子出版社 和中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 (光盤 )電子出版社提交規(guī)定范圍的學(xué)位論文及其電子版并收入相應(yīng)學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫(kù)，通過其相關(guān)網(wǎng)站對(duì)外進(jìn)行信息服務(wù)。同時(shí)本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。 非公開學(xué)位論文，保密期限內(nèi)不向外提交和提供服務(wù)，解密后提交和服務(wù)同公開論文。 論文電子版提交至 校圖書館網(wǎng)站： 。 本人承諾：本人的學(xué)位論文是在南開大學(xué)學(xué)習(xí)期間創(chuàng)作完成的作品，并已通過論文答辯；提交的學(xué)位論文電子版與紙質(zhì)本論文的內(nèi)容一致，如因不同造成不良后果由本人自負(fù)。 本人同意遵 守上述規(guī)定。本授權(quán)書簽署一式兩份，由研究生院和圖書館留存。 作者暨授權(quán)人簽字： 2013 年 4 月 6 日 南開大學(xué)研究生學(xué)位論文作者信息 論文題目 統(tǒng)在煤炭行業(yè)中的的研究與實(shí)現(xiàn) 姓 名 學(xué)號(hào) 答辯日期 論文類別 博士 學(xué)歷碩士 碩士專業(yè)學(xué)位 高校教師 同等學(xué)力碩士 院 /系 /所 軟件學(xué)院 專業(yè) 軟件工程 聯(lián)系電話 備注： 是否批準(zhǔn)為非公開論文 否 注：本授權(quán)書適用我校授予的所有博士、碩士的學(xué)位論文。由作者填寫 (一式兩份 )簽字后交校圖書館，非公開學(xué)位論文須附南開大學(xué)研究生申請(qǐng)非公開學(xué)位論文審批表。 南開大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 2013 年 4 月 6 日 非公開學(xué)位論文標(biāo)注說明 (本頁(yè)表中填寫內(nèi)容須打印 ) 根據(jù)南開大學(xué)有關(guān)規(guī)定，非公開學(xué)位論文須經(jīng)指導(dǎo)教師同意、作者本人申請(qǐng)和相關(guān)部門批準(zhǔn)方能標(biāo)注。未經(jīng)批準(zhǔn)的均為公開學(xué)位論文，公開學(xué)位論文本說明為空白。 論文題目 申請(qǐng)密級(jí) 限制 ( 2 年 ) 秘密 ( 10 年 ) 機(jī)密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 審批表編號(hào) 批準(zhǔn)日期 20 年 月 日 南開大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室蓋章 (有效 ) 注： 限制 2 年 (可少于 2 年 );秘密 10 年 (可少于 10 年 );機(jī)密 20 年 (可少于 20 年 摘 要 I 摘 要 煤碳行業(yè)信息化建設(shè)是我國(guó)信息化建設(shè)的重要組成部分，現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息化的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于煤炭行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，行業(yè)個(gè)性化特點(diǎn)比較突出，局部生產(chǎn)最優(yōu)安排和整體生產(chǎn)優(yōu)化沖突比較明顯，制造執(zhí)行系統(tǒng) (為廣泛應(yīng)用于制造、電力、化工等行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用比較匱乏。為了充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，提升煤炭行業(yè)的管理水平和技術(shù)水平，結(jié)合煤炭行業(yè)自身特點(diǎn)和需求，本文提出了一種 統(tǒng)在煤 炭行業(yè)應(yīng)用的解決方案。 本文針對(duì)煤炭行業(yè)的生產(chǎn)工藝和流程，結(jié)合煤碳行業(yè)的整體信息化建設(shè)水平，及 細(xì)的分析了煤炭行業(yè)對(duì) 統(tǒng)的需求，構(gòu)建了煤炭行業(yè)統(tǒng)的基本功能架構(gòu)和系統(tǒng)總體架構(gòu)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的總體功能模塊進(jìn)行了研究與分類。然后詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集處理模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)管理模塊、設(shè)備運(yùn)行管理模塊、設(shè)備績(jī)效管理模塊、生產(chǎn)成本管理模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過程，并以 開發(fā)平臺(tái)， 010 作為系統(tǒng)開發(fā)工具， 為報(bào)表開 發(fā)工具，構(gòu)建了瀏覽器 /服務(wù)器（ B/S）模式的系統(tǒng)體系架構(gòu)。最后以某煤礦為例，在該煤礦的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì) 成了煤炭行業(yè) 統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。 經(jīng) 統(tǒng)在某煤炭企業(yè)的應(yīng)用，本文設(shè)計(jì)的煤炭行業(yè)的 統(tǒng)切實(shí)可行，能夠滿足煤炭行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和功能需求，實(shí)現(xiàn)了礦山管控一體化的經(jīng)營(yíng)模式，起到了生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、優(yōu)化運(yùn)行、控制與管理的橋梁和紐帶作用，在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)取得了很好的效果，為該領(lǐng)域的信息化建設(shè)提供了參考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 關(guān)鍵詞： 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 煤炭行業(yè) 信息 化I of is an of s is of of of is of of in is in of In to of of of a in of ES at ES in of ES of in of as 010 as as of of B / S) as an of a of ES ES in to ES in of in is of of a a of of in it a in of 錄 錄 摘 要 . I . 錄 . 1 章 緒論 . 1 題研究的背景及意義 .國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 國(guó)外發(fā)展 . 國(guó)內(nèi)發(fā)展 .文章節(jié)安排 . 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 . 6 基本概念 .框架模型 . 集成模型 . 通用功能模型 .章小結(jié) . 3 章 統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) . 10 炭行業(yè)對(duì) 統(tǒng)需求分析 . 系統(tǒng)實(shí)施的總體目標(biāo) . 信息系統(tǒng)集成需求 . 運(yùn)營(yíng)效率需求 .統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì) . 生產(chǎn)模型 . 系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì) .統(tǒng)總體架構(gòu) .章小結(jié) . 4 章 系統(tǒng)功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì) . 22 統(tǒng)配置管理模塊設(shè)計(jì) .據(jù)采集與處理模塊設(shè)計(jì) . 數(shù)據(jù)采集 . 數(shù)據(jù)捕獲與處理 .產(chǎn)統(tǒng)計(jì)模塊設(shè)計(jì) .備運(yùn)行管理模塊設(shè)計(jì) . 設(shè)備運(yùn)行與停機(jī)事件管理 . 27 備運(yùn)行停機(jī)時(shí)間分析 . 設(shè)備運(yùn)行停機(jī)報(bào)表 . 錄 備績(jī)效管理模塊設(shè)計(jì) . 維修維護(hù)作業(yè)績(jī)效 . 計(jì)算實(shí)時(shí)績(jī)效信息 . 分析實(shí)時(shí)績(jī)效信息 . 實(shí)時(shí)績(jī)效信息的可視化 .產(chǎn)成本管理模塊設(shè)計(jì) . 37 耗電平衡分析 . 設(shè)備用電分析 .據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) . 字段表 . 審計(jì)表 . 數(shù)據(jù)表 .章小結(jié) . 5 章 統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用 . 43 統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 .統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái) . 統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái) . 44 統(tǒng)軟件體系架構(gòu) .統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 . 系統(tǒng)的開發(fā)工具 . 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇 . 47 統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn) . 系統(tǒng)主界面 . 設(shè)備運(yùn)行管理模塊的實(shí)現(xiàn) . 設(shè)備績(jī)效管理模塊的實(shí)現(xiàn) . 生產(chǎn)成本管理模塊的實(shí)現(xiàn) . 70 統(tǒng)實(shí)施效果 . 74 章小結(jié) . 6 章 總結(jié)與展望 . 76 文總結(jié) . 76 題展望 . 76 參 考 文 獻(xiàn) . 78 致 謝 . 80 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒論 題研究的背景及意義 隨著社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代管理技術(shù)和信息化技術(shù)都得到了較快的發(fā)展，以金字塔模式而被大家廣為接受的流程工業(yè)的發(fā)展模式也隨之發(fā)生了較大變化，扁平化的流程工業(yè)模式形成并快速發(fā)展，于是研究者開始關(guān)注扁平化的流程工業(yè)在工業(yè)自動(dòng)化高技術(shù)中的應(yīng)用，并逐漸成為研究熱點(diǎn)。 20 世紀(jì) 90 年代，對(duì)計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)的研究就成為了自動(dòng)化高技術(shù)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。 近幾年來，我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展迅速，煤炭行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)化水平較之以前都有了大幅度的提高。比如采煤機(jī)采用了以計(jì)算機(jī)為核心的電牽引采煤機(jī)，另外還采用了先進(jìn)的配套 的井下設(shè)備比如地面設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下安全與生產(chǎn)檢測(cè)系統(tǒng)、井下設(shè)備控制系統(tǒng)等。這些設(shè)備的應(yīng)用大大的提高了生產(chǎn)效率，減少了各種礦難發(fā)生的概率，方便了人們的管理。但是和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在煤炭生產(chǎn)管理、煤炭生產(chǎn)效率方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的這些昂貴設(shè)備綜合利用率較低，重要原因是企業(yè)普遍“重硬輕軟”。 隨著煤炭企業(yè)設(shè)備機(jī)電一體化水平的提高，設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能越來越向大型化、精密化、高效低耗化方面發(fā)展。企業(yè)占用的設(shè)備資金也越來越多，設(shè)備管理已成為企業(yè)管理的主要內(nèi)容，設(shè)備管理的好壞直接影響著企業(yè) 其他各項(xiàng)管理水平。因此，必須結(jié)合我國(guó)目前煤炭行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立一個(gè)設(shè)備管理系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)連接各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)成為統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)安全的自動(dòng)化，達(dá)到礦山地質(zhì)、安全、生產(chǎn)管理信息的共享，實(shí)現(xiàn)決策支持與優(yōu)化調(diào)度，企業(yè)內(nèi)的溝通交流暢通和各類信息資源的共享。 2011 年 ，麥肯錫 運(yùn)用其具有全球性視野的企業(yè) “ 診斷原理， 對(duì)世界上領(lǐng)先的煤炭企業(yè)進(jìn)行企業(yè)診斷后得出如下結(jié)論：雖然該煤炭企業(yè)創(chuàng)造了 74 項(xiàng)全國(guó)乃至世界紀(jì)錄，工效達(dá)到 的 不俗成績(jī) ，但其下屬各煤炭企業(yè) 因 計(jì)劃維修時(shí)間、故障停機(jī)時(shí)間、非設(shè)備停機(jī)時(shí)間 等因素的 影響 ，每日用于例行維護(hù)的時(shí)間非常多，導(dǎo)致設(shè)備綜合運(yùn)行效率（ 低于標(biāo)桿標(biāo)準(zhǔn) 1。另外，下屬各煤炭企業(yè)管理人員從思想觀念到日常管理，煤炭行業(yè)仍然存在粗放的生產(chǎn)和管理模式，企業(yè)管理效率仍然沒有得到最大限度的提高，生產(chǎn)效率仍然存在可觀的提升空間。 鑒于煤炭企業(yè)目前存在的問題及麥肯錫的診斷結(jié)論，煤炭行業(yè) 統(tǒng)的研究具有重要的意義。 統(tǒng)在煤炭企業(yè)中的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄所有生產(chǎn)線停機(jī) 事件以及將低效運(yùn)行的設(shè)備做出統(tǒng)計(jì)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，凸顯故障停機(jī)的重點(diǎn)，管理者可以從動(dòng)態(tài)第 1 章 緒 論 2 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中對(duì)停機(jī)、影響生產(chǎn)的原因進(jìn)行全面深入的分析，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)與檢修組織方式、挖掘生產(chǎn)時(shí)間、提高檢修效率，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、精益生產(chǎn) 1。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外發(fā)展 展的幾個(gè)階段 : 圖 術(shù)的發(fā)展歷程 第一階段 :專用 P 70 年代 功能作用 : 該系統(tǒng)自成一體，可以針對(duì)特定的問題選擇對(duì)應(yīng)的軟件進(jìn)行解決，其優(yōu)勢(shì)就是解決問題 具有針對(duì)性，實(shí)現(xiàn)起來比較方便，比如產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的過程控制不完善、較低的設(shè)備利用率、產(chǎn)品質(zhì)量問題、產(chǎn)品庫(kù)存過多、制造周期啟發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力等等，第一階段的 要缺陷就在于集成度比較低，而且難以實(shí)現(xiàn)信息共享。 第二階段：第二階段的 生于上世紀(jì) 80 年代，屬于集成的 功能作用：該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對(duì)的是具體的特定的環(huán)境，而且比較規(guī)范化，具有整體性強(qiáng)、功能多樣，且能夠在一定的范圍內(nèi)達(dá)到信息共享和集成的優(yōu)勢(shì)，比如食品、半導(dǎo)體、配置、航空等行業(yè)，如今已經(jīng)達(dá)到了三層的信息的集成，其功能豐富，能夠同時(shí)解決多個(gè)問題，是基 于先前的 P 統(tǒng)而改進(jìn)來的，其系統(tǒng)內(nèi)采用一樣的邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)，每一個(gè)車間都只有一個(gè)產(chǎn)品且構(gòu)建出了系統(tǒng)的過程模型，所有這些都使得 品快速發(fā)展起來，其不足之處就是對(duì)于制造環(huán)境較為敏捷的環(huán)境很難適應(yīng)，不適合對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充和修改，缺乏柔性，可重構(gòu)性、開發(fā)性、模塊化差。 第三階段：傳統(tǒng) T 功能作用：該系統(tǒng)的開發(fā)基礎(chǔ)就是 一階段的軟件系統(tǒng)，具有很大的風(fēng)險(xiǎn)隱患，第 1 章 緒 論 3 比如系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，一旦遇到細(xì)小的過程改變就極有可能致使系統(tǒng)運(yùn)行異常，敏捷性差、重構(gòu)能力差、缺乏 互造作性、可集成性弱、通用性差。 第四階段 :可集成 I 可集成 概念首次正式提出是在 20 世紀(jì) 90 年代的一個(gè)先進(jìn)制造研究咨詢報(bào)告中出現(xiàn)的，該咨詢報(bào)告是由 供給 2。 功能作用：該系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是 三階段的信息系統(tǒng)，首次在 統(tǒng)內(nèi)使用了模塊化應(yīng)用組件技術(shù)，即擁有集成 特性，又具備 P 特性，而且能夠達(dá)到三層信息的集成，有一些控制該功能的可重用組件能夠單獨(dú)存在。 架一般是由分布式對(duì)象來創(chuàng)建的，而 要用來對(duì)分布式對(duì)象進(jìn)行規(guī)范。 可集成 統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，使用了效率較高的基礎(chǔ)框架技術(shù)，并融入了組件技術(shù)、消息機(jī)制和面向?qū)ο蠹夹g(shù)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵事物的解決能力的提高，且極大地提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和集成性。 會(huì)提出了一個(gè)分布式對(duì)象和信息交換的模型，如下圖 1示，該模型是針對(duì) 用領(lǐng)域的。根據(jù)該模型，這種 技術(shù)模型中，功能邏輯中的知識(shí)管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，工作流管理等均 可被分離出 3。在面向?qū)ο蟮膽?yīng)用中，通過對(duì)象請(qǐng)求代理 (例如 使各個(gè)軟件商的對(duì)象間的信息互操作信息共享。每一個(gè)對(duì)象均能應(yīng)用自身的方法和功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作，執(zhí)行系統(tǒng)的各個(gè)功能。 每個(gè)系統(tǒng)都有各自的通信機(jī)制，數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫(kù)和處理邏輯。然而 以，一旦技術(shù)出現(xiàn)了更新，系統(tǒng)升級(jí)起來是比較困難度。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)和外部系統(tǒng)的集成，通常采用的技術(shù)有聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、通信機(jī)制技術(shù)、和應(yīng)用編程接口 ( 術(shù)，從某個(gè)方面來看，這些技術(shù)實(shí)際上也是 主要功能。這里需要說明的是外部應(yīng)用系統(tǒng)采用 方式進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用和插入，而應(yīng)用電子數(shù)據(jù)交換和外部環(huán)境數(shù)據(jù)交換則會(huì)大大降低整個(gè)系統(tǒng)的重構(gòu)性，極難根據(jù)業(yè)務(wù)過程的改變而進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化和功能配置。為了消除這一不足，越來越多的學(xué)者開始專注于 研究 3。 但是該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就是能夠較容