我国流程企业迫切需要一整套面向生产物流、能流和设备能力的生产执行系统管理平台，建立起生产过程控制与管理信息集成的纽带，优化运行，降低物耗能耗。MES从生产过程控制中产生的信息、从生产过程管理中产生的信息和从经营管理活动中产生的信息进行转换、加工、传递。MES系统能否成功的首要问题就是如何获取、处理、分析、应用不同时间和空间粒度上的生产过程数据、生产运行模型和生产运行知识。如何通过生产计划和调度、生产过程成本控制、产品质量控制与管理、生产物流控制与管理、设备安全控制与管理等生产管控业务的信息化和组件化，实现生产过程协同操作，提高生产运行过程的效率，降低消耗。MES目前还没有形成较好的理论框架和技术标准。发展基于数据、模型和知识的生产运行协同管控理论和组件化软件技术，并将其应用到相关企业中去，可为国民经济以及自动化和系统工程学科的发展做出重要贡献。
样章试读
目录
《信息化与工业化两化融合研究与应用》序
前言
第1章绪论1
1.1流程工业企业的信息化1
1.1.1工业化与信息化“两化”融合的需求1
1.1.2“两化”融合的技术路线2
1.2MES发展历程4
1.2.1MES的背景4
1.2.2MES的定义5
1.2.3ISA?95标准10
1.3MES的行业化应用11
1.3.1行业的需求差异12
1.3.2MES的行业应用特点14
1.4MES技术的现状16
1.4.1MES采用的信息化技术16
1.4.2MES采用的体系架构和数据模型17
1.4.3互联性和网络18
1.4.4数据处理19
1.4.5集成模型20
1.5当前MES的缺陷和挑战21
1.5.1架构21
1.5.2实时处理21
1.5.3集成21
1.5.4方法研究和技术开发的挑战22
1.6本书的组织23
第2章制造运营管理与过程优化25
2.1制造执行系统功能体系结构26
2.1.1MES功能层次的定位26
2.1.2制造执行层的主要活动27
2.1.3功能层次间的生产信息交互28
2.1.4MES功能体系结构30
2.2从MES到制造运行管理MOM36
2.2.1制造运行管理的提出与作用36
2.2.2制造运行管理的概念与功能层次定位36
2.2.3制造运行管理与制造执行系统的关系38
2.3制造运行管理系统构架39
2.3.1MOM整体框架合理性的分析39
2.3.2IEC/ISO 62264标准的主要贡献40
2.4制造运行管理系统体系结构及其实现方式41
2.4.1工厂资源信息管理平台42
2.4.2制造运行管理子系统43
2.5MES与过程系统工程理论47
2.5.1MES与PSE领域研究的关系49
2.5.2全局生产物流模型的关键作用53
2.6理论与实践结合的组件化MES55
2.6.1具备在线应用可行性的理论方法55
2.6.2面向全流程多功能集成与优化57
2.6.3兼具多种系统特征的系统设计方法论59
2.6.4流程工业组件化MES设计理念60
第3章工厂多层次模型62
3.1多分辨率层次建模理论的研究现状65
3.2模型形式化的基本方法68
3.2.1系统模型的形式化表达68
3.2.2系统模型特性的若干术语69
3.2.3系统模型的离散事件形式化表达70
3.3多节点结构模型的形式化71
3.3.1有向图结构模型72
3.3.2分布式结构模型的有向图描述72
3.3.3多节点结构模型形式化74
3.4MNSM的时间基75
3.4.1模型生命周期时间基75
3.4.2连续动态模型的时间基76
3.4.3离散动态模型的时间基76
3.4.4模型管控周期与时间基的关系77
3.5多分辨率层次结构模型78
3.5.1模型分辨率79
3.5.2多分辨率层次模型框架79
3.5.3多分辨率层次模型形式化表达80
3.5.4多分辨率层次模型的映射81
3.5.5几种形式化模型的比较84
3.6多分辨率层次模型的评价指标85
3.6.1多分辨率层次模型的一致性88
3.6.2多分辨率层次模型I/O一致88
3.6.3多分辨率层次模型状态一致89
3.6.4多分辨率层次模型结构一致90
3.6.5多分辨率层次模型描述一致90
3.7多分辨率层次模型的准确性91
3.7.1传统模型的准确性91
3.7.2多分辨率层次模型的准确度92
3.8多分辨率层次模型完备性93
3.8.1复杂系统模型的信息需求93
3.8.2模型静态属性的完备性94
3.8.3单层次模型状态可观测性95
3.8.4多层次模型状态可观测性95
第4章基于多层次工厂模型的MES设计97
4.1炼油生产过程及其建模需求98
4.1.1炼油生产物流过程98
4.1.2物流模型层次需求分析101
4.2层次物流模型架构及形式化描述103
4.3炼厂物流模型的建模策略107
4.3.1现有层次建模方法特点107
4.3.2需求扩展建模法108
4.3.3中间层优先建模方法108
4.4以物流加工为主线的MES模型设计109
4.4.1设备层物流模型110
4.4.2生产计划统计层物流模型119
4.4.3调度层物流模型120
4.5层次模型的一致化映射121
4.5.1模型的时间聚集121
4.5.2层次模型的空间映射122
4.6层次物流模型在组件化MES中的应用125
4.6.1MES对多层次物流模型的需求126
4.6.2石化MES工厂模型的设计和实现126
第5章组件化MES设计130
5.1问题的提出130
5.2组件化MES架构设计131
5.2.1系统设计理念131
5.2.2系统设计原则131
5.2.3系统设计目标132
5.2.4系统设计架构132
5.2.5MES组件定义133
5.2.6组件化MES平台功能设计136
5.3组件化MES应用场景搭建157
5.4组件化MES工程应用实践162
第6章MES质量跟踪与管理167
6.1质量跟踪和管理的研究现状167
6.2质量跟踪和管理的工作流168
6.3质量跟踪和管理的方法和应用169
6.3.1支持质量计划决策的优化169
6.3.2支持质量计划决策的模拟仿真170
6.3.3支持质量检测标识的工具171
6.3.4支持质量管理的信息化系统172
6.4石化企业油品质量跟踪模型172
6.4.1过程单元的质量传递模型172
6.4.2原油调和和原油的物性传递174
6.4.3常减压切割原理和模型178
6.4.4二次加工装置的工艺原理182
6.4.5催化裂化装置的物性传递模型182
6.4.6其他二次加工装置的物性建模183
6.4.7油品调和的质量跟踪与物性传递模型184
6.5石化企业MES质量跟踪和管理组件186
6.5.1组件功能设计189
6.5.2优化组件的设计和开发189
6.6带质量约束的生产计划组件设计和实现191
6.6.1生产计划优化模型设计191
6.6.2运算功能模块设计及实现193
6.6.3优化求解器194
6.6.4Access数据库模块196
6.7本章符号说明197
第7章产率评估组件与生产计划优化组件的集成199
7.1生产计划优化和MES产率评估组件199
7.1.1石化企业的生产计划优化199
7.1.2MES的生产计划优化199
7.1.3MES产率评估组件200
7.2MES生产优化的工作流201
7.3结合产率评估的生产计划优化研究203
7.3.1产率评估的生产计划模型和调度模型203
7.3.2调度仿真模型的建立204
7.3.3产率及其波动性的评估方法206
7.3.4调度仿真系统的配置208
7.3.5实验案例210
7.4利用MES产率评估组件的生产计划优化215
7.4.1产率评估的需求分析215
7.4.2产率评估组件的应用216
第8章流程工业信息可视化组件219
8.1信息可视化主要理论和技术成果220
8.1.1数据向可视化形式的映射220
8.1.2可视化结构组成221
8.1.3视图变换221
8.1.4交互和变换控制222
8.2信息可视化的研究热点和发展现状222
8.3可视化任务的分类225
8.3.1分类定义介绍226
8.3.2用于生产管理的信息可视化228
8.3.3用于经营决策的信息可视化230
8.4可视化任务的解决方案232
8.4.1物流关系呈现232
8.4.2实现原理及效果展示 234
8.5生产过程呈现及指令处理237
8.5.1任务定义237
8.5.2实现原理及效果展示237
8.5.3生产报表的多层次可视化241
8.6MES平台信息综合展示244
8.6.1综合展示可视化设计器244
8.6.2 综合展示关键技术246
8.6.3综合展示应用效果248
8.7装置数据校正组件信息可视化实例251
8.7.1装置数据校正组件功能252
8.7.2工程应用实践254
第9章MES业务培训组件258
9.1仿真培训系统的发展历程258
9.2MES培训系统的需求分析260
9.2.1基础培训262
9.2.2操作培训263
9.2.3石化MES培训的特点264
9.3石化MES培训组件的总体设计265
9.3.1培训组件设计原则265
9.3.2培训组件的运行方式265
9.3.3培训组件的软件结构266
9.4生产调度仿真平台与实际工厂的匹配270
9.4.1生产调度仿真平台的仿真策略270
9.4.2调度仿真结果与工厂数据的匹配271
9.5培训测评系统的设计与实现273
9.5.1培训测评原理274
9.5.2装置校正培训测评274
9.5.3调度平衡培训测评281
9.5.4统计平衡培训测评285
9.6操作培训实例289
9.6.1装置校正培训实例289
9.6.2调度平衡培训实例290
9.6.3统计平衡培训实例291
9.7培训系统应用效果292
9.7.1本科生应用效果292
9.7.2研究生应用效果294
9.7.3MES工程师应用效果296
参考文献298
缩略语一览表310
索引314]]>
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