【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 楊成龍 指導(dǎo)教師 賈春福 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(kāi)大學(xué)研究生院 二一二年十月 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(guò)程，并以 開(kāi)發(fā)平臺(tái)， 010 作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具， 為報(bào)表開(kāi)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 第 1 章 緒論 . 1 題研究的背景及意義 . 1 . 2 . .文章節(jié)安排 . 5 第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 . 6 . 6 . 7 . .章小結(jié) . 9 第 3 章 . 10 炭行業(yè)對(duì) . 10 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) . 12 產(chǎn)模型 . 系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì) .統(tǒng)總體架構(gòu) . 21 章小結(jié) . 21 第 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) . 22 據(jù)采集與處理模塊設(shè)計(jì) . 23 據(jù)采集 . 錄 數(shù)據(jù)捕獲與處理 .產(chǎn)統(tǒng)計(jì)模塊設(shè)計(jì) . 25 備運(yùn)行管理模塊設(shè)計(jì) . 26 備運(yùn)行與停機(jī)事件管理 . 設(shè)備運(yùn)行 停機(jī)時(shí)間分析 . 設(shè)備運(yùn)行停機(jī)報(bào)表 .備績(jī)效管理模塊設(shè)計(jì) . 35 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 . 38 耗電平衡分析 . 設(shè)備用電分析 .據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) . 40 段表 . 審計(jì)表 . 數(shù)據(jù)表 .章小結(jié) . 42 第 5 章 . 43 統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 . 43 . 43 . 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái) . 系統(tǒng)軟件體系架構(gòu) .統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境 . 46 統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具 . 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇 . 50 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) . 錄 V 產(chǎn)成本管理模塊的實(shí)現(xiàn) .統(tǒng)實(shí)施效果 . 74 章小結(jié) . 75 第 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 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 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 . 80 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(kāi)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)。 目前，我國(guó)煤炭行業(yè)的平均生產(chǎn)效率仍較低、管理方式還比較落后，雖然經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，煤炭企業(yè)生產(chǎn)的綜合機(jī)械化和自動(dòng)化程度均有了很大的提高，如綜采工作面以計(jì)算機(jī)為核心的電牽引采煤機(jī)、電液控制的液壓支架和掘進(jìn)工作面的連采機(jī)、井下設(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)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、地面設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，在調(diào)度室集中監(jiān)視，在煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)中發(fā)揮了一定的作用，但是這些昂貴設(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(lái)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(lái)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，我國(guó)迫切需要構(gòu)建一個(gè)適用于煤炭業(yè)并運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的綜合集成系統(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(lái)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)標(biāo)世界領(lǐng)先煤炭企業(yè)，以價(jià)值鏈的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)主線為切入點(diǎn)對(duì) 某煤炭企業(yè) 進(jìn)行診斷后得出， 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，粗放式管理的烙印并未完全根除，一些 影響管理效率因素的依然存在，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(wèn)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(guò)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)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)與檢修組織方第 1 章 緒 論 2 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(wèn)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(wèn)題具有針對(duì)性，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便，比如產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的過(guò)程控制不完善、較低的設(shè)備利用率、產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、產(chǎn)品庫(kù)存過(guò)多、制造周期啟發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力等等，其不足就是信息的共享與集成方面欠缺。 第二階段 ： 集成 80 90 年代 功能作用 ： 該系統(tǒng)是針對(duì)規(guī)范化、特定的的環(huán)境而設(shè)計(jì)出來(lái)的，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(wèn)題，是基于先前的 P 統(tǒng)而改進(jìn)來(lái)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(guò)程模型，所有這些都使得 品快速發(fā)展起來(lái)，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(kāi)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(kāi)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，比如系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，一旦遇到細(xì)小的過(guò)程改變就極有可能致使系統(tǒng)運(yùn)行異常，敏捷性第 1 章 緒 論 3 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(kāi)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。通常會(huì)應(yīng)用范的分布式對(duì)象技術(shù)構(gòu)建 架。 可集成 統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)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)給整個(gè) 用領(lǐng)域提出了一個(gè)信息交換和分布式對(duì)象模型 (如圖 1 2)，呈現(xiàn)出了發(fā)展中 技術(shù)模型。從模型中可看出，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(guò)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 此系統(tǒng)就不容易隨技術(shù)的更新而進(jìn)行升級(jí)。為了 達(dá)到同外部系統(tǒng)的集成，通常采用通信機(jī)制技術(shù)，聯(lián)機(jī)分析處理 (術(shù)和應(yīng)用編程接口 ( 術(shù)，從某個(gè)方面來(lái)看，這些技術(shù)實(shí)際上也是 核心功能部分。其中，外部應(yīng)用系統(tǒng)的插入及調(diào)用應(yīng)用 方式，而外部環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和應(yīng)用電子數(shù)據(jù)交換 (都會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的重構(gòu)性，極難根據(jù)業(yè)務(wù)過(guò)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(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始專注于 研究 3。 但是該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就是能夠較容易的達(dá)到各個(gè)系統(tǒng)的集成和廠商間的集成，可以實(shí)現(xiàn)客戶化，且其擴(kuò)展性較好，重構(gòu)性較好，是當(dāng)下 發(fā)展方向。 第五階段 ： 智能第二代解決方案 (I) 該階段的重點(diǎn)目標(biāo)就是為企業(yè)的生產(chǎn)管理提供方便，采用在各個(gè)設(shè)備中配置智能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，確保過(guò)程狀態(tài)的精準(zhǔn)和數(shù)據(jù)記錄的完善。 以智能的斷開(kāi)和聯(lián)結(jié)，控制系統(tǒng)具有人工 智能 3。 第 1 章 緒 論 4 圖 集成 架 國(guó)內(nèi)發(fā)展 我國(guó)早在 20 世紀(jì) 70 年代到 80 年代的工廠主要是采用自動(dòng)化生產(chǎn)模式，在隨后的 10年里，發(fā)生了轉(zhuǎn)變，成為以信息化管理為主，直到 21 世紀(jì)初，仍然是以上兩種模式為主，并出現(xiàn)了 漸被廣泛應(yīng)用，之后由開(kāi)發(fā) 向推廣普及主。 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)研究仍然只是局限于體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)涵和思想方面，開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用系統(tǒng)功能單一 2。于海斌等人針對(duì)可集成的 術(shù)體系進(jìn)行了深入探討；宋海生等人研究了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟企業(yè)中 基于 分布式生產(chǎn)單元 件體系的結(jié)構(gòu)；張書(shū)亭、周華、楊建軍等人依據(jù)構(gòu)建敏捷制造企業(yè)的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，分析和探討了制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用及功能特點(diǎn)，提出可以運(yùn)用先進(jìn)的軟件和 想輔助構(gòu)建敏捷車間的系統(tǒng)，他們還試圖創(chuàng)建出基于全能體概念的 架結(jié)構(gòu)，從而解決 敏捷性問(wèn)題，并指出這種系統(tǒng)具有分布式和集中式控制相結(jié)合、動(dòng)態(tài)性、自適應(yīng)性、虛擬性、自治性等特點(diǎn)；“九五”期間，受國(guó)家 863 計(jì)劃的資金支撐，北京航空航天大學(xué)、東南大學(xué)、南京理工大學(xué)等單位在 論與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行了一定的 研究，如陳杰、夏敬華等人提出面向敏捷制造的車間先進(jìn)管理控制系統(tǒng) (試圖構(gòu)建車間級(jí)的敏捷制造系統(tǒng)?？傮w看來(lái)，國(guó)內(nèi)大多是在軟件開(kāi)發(fā)和軟件建模方面研究了 是對(duì) 息本質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的系統(tǒng)深入研究還很少。在產(chǎn)品的應(yīng)用方面，如食品、煙草、石化、冶金等行業(yè)已有應(yīng)用，但仍屬先行者。盡管如此，像浙大中控的 會(huì)發(fā)展成為有前途、有影響、 有規(guī)模、相對(duì)成熟和成型。有關(guān)于 章 緒 論 5 的自主產(chǎn)品研發(fā)也是處于初始階段，雖然僅僅有少部分的國(guó)內(nèi) 司展開(kāi)了對(duì)國(guó)外的相關(guān)模式的模仿，但還是能夠總結(jié)出中國(guó)工業(yè)企業(yè)在 面的經(jīng)驗(yàn)，不過(guò)大多數(shù)產(chǎn)品還是以實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，還不具備大規(guī)模生產(chǎn)的商品化能力 ; 隨著車間自動(dòng)化水平的不斷提高和 發(fā)展以及行業(yè)和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的發(fā)展，對(duì)車間生產(chǎn)管理的敏捷化、智能化和集成化的需求，將會(huì)促進(jìn)相當(dāng)部分的 商同制造型企業(yè)、自動(dòng)化廠商緊密合作或者合并，在未來(lái)的幾年內(nèi)， 商極有可能會(huì)如雨后春筍般出現(xiàn)，其實(shí)施手段和技術(shù)也必將日趨成熟， 極大地推進(jìn)國(guó)內(nèi) 品在我國(guó)深層次的應(yīng)用。 文章節(jié)安排 第一章緒論，介紹課題的研究背景及意義、國(guó)內(nèi)外關(guān)于 研究現(xiàn)狀。 第二章制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述，從 基本概念入手，介紹了 集成模型和通用模型。 第三章 統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，分析了煤炭行業(yè)對(duì) 統(tǒng)的需求，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合煤炭生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，給出了系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的總體功能模型和系統(tǒng)總體架構(gòu)。 第四章系統(tǒng)功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì) 統(tǒng)總體功能分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)梳理了各模塊要實(shí)現(xiàn)的具體功能，完成了系 統(tǒng)各功能塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 第五章 統(tǒng)的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，分析了系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，搭建了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的平臺(tái)和體系架構(gòu)，介紹了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇，展示了系統(tǒng)主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)，并對(duì) 統(tǒng)的實(shí)施對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程起到的成效進(jìn)行了說(shuō)明。 第六章總結(jié)與展望。第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 6 第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 基本概念 美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu) 將 義為“面向車間層的管理信息系統(tǒng)、位于底層工業(yè)控制和上層計(jì)劃管理系統(tǒng)之間的”，為管理、 操作人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源（客戶、需求、物料、儀器、人等方面）的當(dāng)前狀態(tài)信息。 制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì) 定義是：“ 過(guò)信息傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠里面有實(shí)時(shí)事件發(fā)生時(shí)， 用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理，并對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告。這種狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使得 善物料的流通性能，減少企業(yè)內(nèi)部沒(méi)有附加值的活動(dòng)，提高工廠及時(shí)交貨活動(dòng)，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)動(dòng)作過(guò)程。 通過(guò)雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有 關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息 5?！?于 定義強(qiáng)調(diào)了以下三點(diǎn)： （ 1） 要與控制層和計(jì)劃層進(jìn)行信息傳遞和交換，根據(jù)企業(yè)的連續(xù)信息流來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息集成。 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究院（ 予 定義為：為了優(yōu)化管理活動(dòng)在接受訂貨到制成最終產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程，搜集軟件、硬件的各種狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息。 （ 2） 要具備實(shí)時(shí)收集生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)的功能，并對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理與分析。 （ 3） 化的是工業(yè)的整個(gè)車間的制造過(guò)程，并不僅僅是針對(duì)某一個(gè)生產(chǎn)瓶頸進(jìn)行的優(yōu)化。 由此可知，盡管對(duì)于 定義各種意見(jiàn)不一，但有以下幾點(diǎn)共識(shí)還是普遍得到認(rèn)可的： （ 1） 集自接受訂貨到制成最終產(chǎn)品整個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，從而為管理活動(dòng)的優(yōu)化服務(wù)。它注重的是當(dāng)前視角，即精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 （ 2）從對(duì)實(shí)時(shí)的要求來(lái)分析，假若控制層要求的實(shí)時(shí)的時(shí)間系數(shù)是 1，則 時(shí)間系統(tǒng)就是 100， 時(shí)間系統(tǒng)就是 10。 （ 3） 整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中起到承上啟下的作用，是管理活動(dòng)與生產(chǎn)活動(dòng)信息溝通的紐帶。 第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 7 框架模型 集成模型 企業(yè)信息集成模型分為 3 層。 計(jì)劃層：承擔(dān)企業(yè) 全面管理，以 主，包括 。 執(zhí)行層：承擔(dān)工廠級(jí)協(xié)調(diào) /跟蹤發(fā)現(xiàn)并監(jiān)控趨勢(shì)的執(zhí)行層 控制層：承擔(dān)工廠生產(chǎn)控制的控制層 括先進(jìn)控制、實(shí)時(shí)數(shù)采等。 在三層企業(yè)集成模型中， 于中間層，起到了非常關(guān)鍵的承上啟下的作用，它承擔(dān)著生產(chǎn)管理的各個(gè)方面，同時(shí)還要與上下兩層的系統(tǒng)進(jìn)行信息溝通。 統(tǒng)在企業(yè)信息系統(tǒng)集成中起到了信息集線器的作用， 為生產(chǎn)制造系統(tǒng)的核心為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)它也從其他系統(tǒng)獲取需要的數(shù)據(jù)。其他分系統(tǒng)之間有功能重疊的 關(guān)系，例如， 都有人力資源管理， 者都具有文檔控制功能， 也同樣有調(diào)度管理等。各系統(tǒng)重疊范圍的大小與工廠的實(shí)際執(zhí)行情況有關(guān)，但每個(gè)系統(tǒng)的價(jià)值又是唯一的。 對(duì)企業(yè)三大資源（物流、資金流和信息流）進(jìn)行全面集成管理的企業(yè)級(jí)管理的信息系統(tǒng)。它以財(cái)務(wù)管理為核心，包括銷售管理、采購(gòu)管理、庫(kù)存管理、計(jì)劃管理、設(shè)備管理、人力資源管理等相關(guān)功能模塊。 供實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如成本、周期時(shí)間、產(chǎn)出和其他生產(chǎn)數(shù)據(jù)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括 布式數(shù)控），以及其他計(jì)算機(jī)化控制裝置， 控制系統(tǒng)提供一定時(shí)間內(nèi)使整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備以優(yōu)化方式進(jìn)行生產(chǎn)的工藝規(guī)程、配方和指令等 5。自動(dòng)化控制系統(tǒng)向 供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 作用是將 接起來(lái)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，完成數(shù)據(jù)和信息交換，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集上來(lái)的數(shù)據(jù)可以有效地為企業(yè)的 統(tǒng)利用，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)無(wú)縫集成，提高系統(tǒng)整體效率。 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以幫助識(shí)別 務(wù)動(dòng)作中存在的薄弱環(huán)節(jié)和潛在的威脅，避免業(yè)務(wù)中斷的發(fā)生。 企業(yè)信息化實(shí)質(zhì)上是將企業(yè)的所有業(yè)務(wù)過(guò)程和管理過(guò)程計(jì)算機(jī)化 和網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)加工生成新的信息資源，使企業(yè)資源合理配置，以利于企業(yè)做出生產(chǎn)要素組合優(yōu)化的決策，提供給各層次的人們觀察、洞悉各類動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)中的一切信息，并能求得最大的經(jīng)濟(jì)效益，適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。 通用功能模型 身也是各種生產(chǎn)管理功能軟件的集合， 過(guò)其各成員的實(shí)踐歸納了 11個(gè)主要的 能模塊，包括數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、文檔控制、質(zhì)量管第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 8 理、維護(hù)管理、人力資源管理、過(guò)程管理、生產(chǎn)單元分配、性能分析、狀態(tài)管理和資源分配、工序詳細(xì)調(diào)度 5。 各模塊的功能簡(jiǎn)述如下： （ 1）數(shù)據(jù)采集（ 織、搜集和監(jiān)視來(lái)自物料、工序信息、底層控制操作數(shù)據(jù)、機(jī)器以及人員的信息。這些數(shù)據(jù)可通過(guò)各種自動(dòng)獲取或者車間手工錄入的方式來(lái)獲取。 （ 2）質(zhì)量管理（ 據(jù)工程目標(biāo)來(lái)分析產(chǎn)品加工過(guò)程的質(zhì)量、跟蹤和實(shí)時(shí)記錄，從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量控制，并由此找到生產(chǎn)中需要留意的問(wèn)題。 （ 3）過(guò)程管理（ 于實(shí)際產(chǎn)品和計(jì)劃制造活動(dòng)來(lái)指導(dǎo)工廠的工作流程。這一模塊 的功能實(shí)際上也能夠通過(guò)質(zhì)量管理生產(chǎn)單元分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此是作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （ 4）維護(hù)管理（ 過(guò)活動(dòng)指導(dǎo)及監(jiān)控來(lái)確保機(jī)器和其他資產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，最終達(dá)到工廠的生產(chǎn)目標(biāo)。它根據(jù)歷史維修事件的記錄為新問(wèn)題的解決提供幫助，提供了有日程管理及生產(chǎn)能力的裝備，并實(shí)時(shí)跟蹤對(duì)工具的維修行為的指示情況。 （ 5）勞工管理（ 分為單位提供的員工狀態(tài)（缺勤、工時(shí)等）的信息數(shù)據(jù)，基于業(yè)務(wù)需求，工作模式，職員資歷的改變來(lái)指導(dǎo)人員的工作。 （ 6）性能分析（ 實(shí)際制造過(guò)程測(cè)定的結(jié)果同之前的客戶的要求、企業(yè)制定的目標(biāo)及歷史記錄進(jìn)行比較分析。其在線顯示出的報(bào)告亦或者是輸出的報(bào)告可以起到提高輔助性能的作用。執(zhí)行分析結(jié)果包括標(biāo)準(zhǔn)遵守的測(cè)試值、日程遵守、生產(chǎn)單元的周期、資源可靠性及資源費(fèi)用。 （ 7）產(chǎn)品清單管理和產(chǎn)品跟蹤（ 據(jù)監(jiān)視工件在各個(gè)時(shí)間段的狀態(tài)（警報(bào)狀態(tài)、生產(chǎn)狀態(tài)）與位置來(lái)獲得各個(gè)產(chǎn)品的詳細(xì)的歷史記錄，這一記錄可以用來(lái)追溯各個(gè)產(chǎn)品的最終運(yùn)用狀況并為用戶 進(jìn)行推薦。 （ 8）文檔控制（ 發(fā)和管理與作業(yè)指示、處方、設(shè)計(jì)、工藝流程或產(chǎn)品相關(guān)的信息，而且還搜集記錄同工作和環(huán)境相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)信息。 （ 9）生產(chǎn)單元分配（ 過(guò)生產(chǎn)指令將加工命令或者物料輸送到某一加工單元并開(kāi)始工步或者工序的操作。分配信息需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事件來(lái)執(zhí)行作業(yè)的實(shí)時(shí)變化順序來(lái)提供的。 （ 10）資源分配和狀態(tài)管理（ 蹤勞動(dòng)者、物料等的工作狀態(tài)和剛剛完工的情 況，提供資源的詳細(xì)歷史，指導(dǎo)物料、工具、儀器設(shè)備和勞動(dòng)者等資源如何協(xié)調(diào)地進(jìn)行生產(chǎn)。 （ 11）工序詳細(xì)調(diào)度（ 提供以生產(chǎn)單元表述的優(yōu)先順序、計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間及生產(chǎn)方案，并能根據(jù)有限的資源能力的作業(yè)調(diào)度和排序，實(shí)現(xiàn)對(duì)車間功能的優(yōu)化。 第 2 章 制造執(zhí)行系統(tǒng)（ 述 9 出了 通用模型，沒(méi)有區(qū)分是離散行業(yè)還是流程行業(yè)，但因每個(gè)行業(yè)的流通與生產(chǎn)流程各不相同，還有其特定的行規(guī)，行業(yè)不同則其對(duì) 要求和著重點(diǎn)也是完全不一樣的。 章小結(jié) 本章從 基本概念入手，介紹 了 集成模型和通用模型。第 3 章 統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 10 第 3 章 統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 本章以某礦井群為例，在煤炭企業(yè)市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析礦山企業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，針對(duì)現(xiàn)有 品并不適合采掘企業(yè)現(xiàn)狀，給出該礦井群 統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并確定了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。 炭行業(yè)對(duì) 統(tǒng)需求分析 統(tǒng)實(shí)施的總體目標(biāo) 針對(duì)煤炭企業(yè)當(dāng)前存在的問(wèn)題 ,并考慮企業(yè)的發(fā)展及系統(tǒng)升級(jí)的要求 ,通過(guò)實(shí)施礦山采掘設(shè)備效能管理系統(tǒng)需達(dá)到如下目標(biāo) : （ 1）通過(guò)信息化手段， 掌握設(shè)備動(dòng)態(tài)情況，保障設(shè)備運(yùn)行的高可靠性，使得 故障停機(jī)時(shí)間與計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間之和最小，保證正常生產(chǎn)時(shí)間并使之最大化， 以提高產(chǎn)能穩(wěn)定性和設(shè)備 利用率 ，使 設(shè)備負(fù)荷趨于均衡 ，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)； （ 2） 建立科學(xué)、合理設(shè)備管理指標(biāo)體系 ， 建立科學(xué)合理的煤炭生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行管理指標(biāo)體系，自動(dòng)計(jì)算關(guān)鍵性能指標(biāo) 在保證設(shè)備運(yùn)行高可靠性的前提下，降低運(yùn)營(yíng)成本，包括：設(shè)備使用費(fèi)及折舊費(fèi)、備件及材料費(fèi)、維修成本 、電耗、水耗、工資及福利費(fèi)等； （ 3） 通過(guò)持續(xù)改善實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)， 采用基準(zhǔn)比對(duì)（橫向：相同地質(zhì)條件、各礦井、各區(qū)隊(duì) /班組、同類型設(shè)備等，縱向：歷史數(shù)據(jù)及趨勢(shì)）方法，總結(jié)、提煉全 礦區(qū)最佳生產(chǎn)實(shí)踐，在各礦井、各生產(chǎn)區(qū)隊(duì)之間實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享， 提高資產(chǎn)利用率 ，提高全公司的績(jī)效和競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)礦井群的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式創(chuàng)新。 息系統(tǒng)集成需求 目前，煤炭行業(yè) 信息化系統(tǒng)發(fā)展突飛猛進(jìn)，企業(yè)己經(jīng)擁有如 質(zhì)安全管理系統(tǒng)等信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都己經(jīng)在企業(yè)中得到了很好的應(yīng)用，甚至成為了煤炭行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本文研究的設(shè)備效能管理系統(tǒng)，作為 統(tǒng)中的組成部分，為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的作用，需要將設(shè)備效能管理系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)，從而避免企業(yè)“信息孤島”現(xiàn)象的發(fā)生 7。 煤炭行業(yè) 統(tǒng)，應(yīng)該是一個(gè)符合煤炭行業(yè)特點(diǎn)的集成架構(gòu)，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，保證業(yè)務(wù)的完整性，具備安全性、可靠性。伴隨著礦井群區(qū)域自動(dòng)化的實(shí)施，為建立數(shù)字礦區(qū)安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成提供平臺(tái)，保障基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性和可視化。從整個(gè)礦區(qū)的角第 3 章 統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 11 度出發(fā)，對(duì)來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理 準(zhǔn)化、存儲(chǔ)，其范圍包括生產(chǎn)過(guò)程信息、故障信息、用電信息、設(shè)備運(yùn)行信息、設(shè)備狀態(tài)信息、井下人員信息、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息；構(gòu)建統(tǒng)一的、覆蓋全公司的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)向關(guān)系型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，搭建控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的橋梁；降低企業(yè) 礎(chǔ)設(shè)施的總體持有成本（ 營(yíng)效率需求 （ 1）如何提高煤炭行業(yè)綜采面回采周期內(nèi)的效率 綜采工作面的生產(chǎn)組織和管理，也就是一個(gè)綜采面回采周期內(nèi)的效率，缺乏有效的管理手段和系統(tǒng)支持?，F(xiàn)狀是領(lǐng)導(dǎo)只能聽(tīng)取口頭匯報(bào)，依靠以往的經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)來(lái)指揮生產(chǎn)。 建立高產(chǎn)高效綜采工作面，需要有 2 個(gè)方面的技術(shù)保障：提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和設(shè)備運(yùn)行效能。影響工作面效率的因素除過(guò)采礦地質(zhì)因素和技術(shù)因素之外，還有： 1）故障影響。包括設(shè)備的機(jī)電故障、頂板故障、片幫、瓦斯超限等。 2）輔助作業(yè)的時(shí)間影響。主要包括 ：采煤機(jī)進(jìn)刀時(shí)間、機(jī)頭機(jī)尾的移置耗費(fèi)時(shí)間、端頭維護(hù)占用的時(shí)間、班首班末的準(zhǔn)備 （ 2）如何實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)量逐年遞增、成本逐年遞減的目標(biāo) 企業(yè)運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)是： 優(yōu)化資源配置，提高生產(chǎn)效率，降低投資及運(yùn)營(yíng)成本， 實(shí)現(xiàn)效率、效益最大化， 增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力 。 作為煤炭行業(yè)，產(chǎn)量的逐年遞增，成本逐年遞減是一個(gè)盈利模式。隨著信息化的快速發(fā)展，走出投資驅(qū)動(dòng)模式，借助信息化實(shí)現(xiàn)企業(yè)的精細(xì)化管理，通過(guò)將 企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)具體化和量化并定義到信息化管理系統(tǒng)中去 ，對(duì)績(jī)效的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量逐年遞增、成本遞減的有效手段。 （