基于消息中心的可重构MES的研究

作     者：陈哲 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡鸿明

授予年度：2014年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

主      题：消息中心 模型机制 实时监控 复杂事件处理方法 可重构MES 

摘      要：制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)是面向制造企业执行层的信息管理系统，位于计划系统ERP(Enterprise Resource Planning)和控制系统PCS(Process Control System)之间，进行生产的监控和管理。随着制造业的发展，越来越多的小型制造企业出现，随之而来传统大规模制造生产正在向大规模定制生产转变，同时也对MES的发展提出很多挑战。传统MES针对一个领域的特定问题，面对数据的不确定性不能够表现出良好的适应性，同时针对不同领域的业务不能够有效的进行修改和扩展。为了应对这种转变，需要可重构的MES系统应对定制的生产，完成企业实时监控的同时，适应制造环境的复杂性以及业务的多样性。 针对上述问题，论文提出一个基于消息中心的可重构MES系统，以消息中心作为核心构建和重构MES系统。重点设计了消息中心的数据和控制处理模型，系统运行时，通过数据流和控制流的处理完成实时的监控和运作；系统流程变化时，驱动数据和控制处理模型的重构，改变运行的状态实现了MES的重构。 论文的主要研究工作有以下几点： (1)提出了基于消息中心的可重构MES系统框架 论文提出构建基于消息中心的MES，包括业务系统和消息中心两部分，并以消息中心作为系统构建和重构的核心。消息中心包括模型库、数据流处理模块和控制流处理模块。模型库作为系统运行的基础，指导数据流和控制流的处理，完成实时监控；模型库又作为重构的基础，通过模型的重构，改变运行的结果，完成系统的重构。 (2)设计了消息中心数据流的处理方法 论文提出了基于模型的数据实时处理方法。设计通讯模型，采用适配的方法集成多样的通讯，完成数据采集；设计数据模型，对采集的数据进行解析和再构建，处理结构多变的数据。在消息中心内，建立数据通路，有效的维护实时数据。 (3)设计了消息中心控制流的处理方法 论文提出了基于复杂事件处理方法(Complex Event Processing, CEP)完成系统控制流的处理。设计耦合度低的事件模型，通过系统的流程模型作为指导，驱动事件系统的构建。采用CEP方法对事件流进行实时监测，并应用回调机制完成事件的处理，驱动业务的运行。 (4)阐述了基于消息中心的系统重构方法 提出了通过流程模型的重构，重构消息中心模型的方法，并通过数据和控制的处理完成业务的重构，维护企业从计划层到监控层到控制层的一致性。 最后根据论文所提的方法，设计一个基于消息中心的可重构MES原型系统。原型系统的实现和验证证明，本文提出的MES系统完成实时监控的同时，有效的适应了系统重构的需求。