离散制造企业生产管理中的若干关键技术研究

【摘要】随着制造业信息化的推进，各种制造信息系统在离散制造企业中得到了广泛的应用，技术也不断成熟。这些异构制造系统的成功实施也为企业的业务需求做出了重要贡献。然而，由于各种制造信息系统在设计和建模的时候更多的只是关注信息系统自身功能，功能的设计和建模偏向企业的业务需求，而对于模型之间的集成考虑较少，致使相互之间的模型理解存在障碍，从而给系统集成带来了很大难度，形成了一个个“信息孤岛”。另外，在生产管理中的生产计划编制过程中，由于产量和产品总完工时间设定不准确而引起的生产计划编制不合理问题也日益突显，因此在解决“信息孤岛”问题的基础上，从多种异构制造系统集成框架模型中获取影响产量和产品总完工时间预测的各项因素，实现产量与总完工时间的准确预测是非常必要的。由于许多能够反映生产管理决策的关键信息不仅仅存在于某一个制造系统中，且是来源于多个制造系统的集成框架模型，从集成框架中获取的数据还存在抽象、繁琐、不易理解等特点，需要对这些数据进行可视化处理，因此，“信息孤岛”的存在也使得企业级领导无法看到企业信息化的综合成果。针对上述问题，本文的研究主要分为以下几个部分：论文对离散制造企业生产管理的原理流程进行了分析，在此基础上，结合国内某航空制造企业的特点，对原理流程的每个节点进行了优化，得到了适合该航空制造企业的生产管理流程优化实例，并给出了该流程实例的优点。为后续的集成框架建模、产量预测、总完工时间预测、生产管理信息可视化奠定了基础。针对各种异构制造系统单一运行、不能柔性集成问题，在生产管理流程分析和优化的基础上，研究了异构制造系统集成框架建模技术。提出了一套基于语义网关的异构制造系统集成框架的建模体系，分别运用UML(UnifiedModelingLanguage)类图集成建模方法、IDEF0(ICAMDEFinitionmethod)功能集成建模方法、GRAI(GraphwithResultsandActivitiesInterrelated)功能建模方法建立了异构制造系统的集成框架模型，研究了IDEF0功能模型与GRAI网格映射方法。在异构制造系统集成框架下研究了零部件层面、产品装配层面的信息模型表达方式，提出了一种生产管理集成框架下的统一信息模型，异构制造系统综合集成较为刚性的问题得到了解决，提高了集成度，方便了各类信息的挖掘和获取。针对生产计划编制过程中的产量设定不合理问题，在生产管理集成框架模型的基础上，提出了一种基于动态多元线性回归模型的生产计划产量预测方法。多元线性回归模型在集成框架模型基础上提取信息，即将生产管理过程中的制造资源、人力投入、制造工艺、产品报废等生产全周期的影响因素作为建模变量，将影响产量的相关因素尽可能多地包含在预测模型中，从而使得模型的预测结果与实际产量更为接近。运用“后推法”将建立的初始多元线性回归模型进行显著性辨别，剔除了对产量影响不显著的变量，建立了产量预测的改进多元线性回归模型，在此基础上进一步建立了动态改进多元线性回归模型。将该方法运用到某航空制造企业的产量预测中，通过模型预测产量和实际产量的对比，证明了动态改进多元线性回归模型在产量预测方面的实用性。针对产品总完工时间设定不合理问题，在生产管理集成框架模型的基础上，提出了一种基于AIGA-DBP(AdaptiveImmuneGeneticAlgorithm-DynamicBackPropagation)模型的产品总完工时间预测方法。该方法将生产管理集成框架模型中的完工时间历史数据和影响其预测的因素进行了全面分析，在此基础上建立了基于BP神经网络的总完工时间预测模型。接下来对BP神经网络模型的权值和阈值进行了动态改进，进一步运用AIGA算法对动态BP神经网络模型进行了优化，得到了AIGA-DBP预测模型。最后将该预测模型应用于某航空制造企业的总完工时间预测，预测结果与实际完工时间的对比表明，此方法能够准确地对完工时间进行预测。针对企业决策者难以从众多的异构制造系统中获取决策支持信息及信息的表现形式较为抽象、复杂、不易理解等问题，建立了一套基于生产管理集成框架模型的决策信息获取和可视化体系结构。该体系结构首先将生产管理过程中所涉及的异构系统建立数据集市，并根据企业需求开发了一套信息获取API(ApplicationProgrammingInterface)。接下来研究了信息可视化技术中的抽象数据可视化、树状图可视化及动态流程图可视化，最后通过直方图、甘特图、折线图和动态流程图实现了企业领导层关心的生产管理决策信息的可视化。在某航空制造企业的应用表明，信息的传递效率和可视化程度得到了提高，并为企业领导的生产管理决策提供了有效的支持。
【作者】常建涛；
【导师】仇原鹰；
【作者基本信息】西安电子科技大学，机械电子工程，2014，博士
【关键词】信息孤岛；生产管理；统一信息模型；产量预测；总完工时间预测；

【参考文献】
[1]平国栋.统一音视频业务门户系统的设计与实现[D].郑州大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[2]荣峰华.基于TOPPERS的车载操作系统设计及其应用研究[D].湖南大学,计算机科学与技术,2011,硕士.
[3]李想.弧齿锥齿轮参数化建模与稳态本体温度场分析[D].东北大学,机械设计及理论,2009,硕士.
[4]MOSELEYRobertK,唐亚.云南干旱河谷150年来的植被变化研究及其对生态恢复的意义(英文)[J].植物生态学报,2006,05:713-722.
[5]张安全.中国居民预防性储蓄研究[D].西南财经大学,西方经济学,2014,博士.
[6]王娟.品牌电视媒体的商业运营模式分析[D].山东艺术学院,艺术学,2012,硕士.
[7]姜盛泽.社会主义新农村建设进程中农民篮球运动现状分析及对策研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[8]刘青.终身教育背景下我国成人高等教育管理体制改革研究[D].西南大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[9]张学强.论共有人优先购买权与承租人优先购买权的竞合[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[10]王茜.补肾活血法与益气补血法对骨髓抑制小鼠造血功能调控作用的比较[D].中国人民解放军医学院,中西医结合临床,2013,硕士.
[11]刘锫.基于专利许可限制的专利添附研究[D].西南交通大学,经济法学,2013,硕士.
[12]陈帅华.大长细比钢管混凝土拱长期静力性能分析[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[13]林馨馨.基于金属纳米颗粒的电化学传感器研究及应用[D].湖南大学,2012.
[14]刘娟.microRNA-129在晚期胃癌患者中的表达及临床意义[D].苏州大学,免疫学,2014,硕士.
[15]杨文川,黄涛,顾淑清.数据仓库中演化信息现象的研究[A].中国科学技术协会.第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C].中国科学技术协会:,2002:4.
[16]孙立涛.构建于透射电镜中的多功能原位纳米实验室[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C].中国化学会:,2012:1.
[17]马宏远.集中、分散、综合──工业控制计算机系统的发展过程[J].冶金自动化,1995,03:8-11+15.
[18]刘仁君.井下压裂施工经营管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[19]张远东,潘晓玲,顾峰雪,单延龙.阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究[J].植物生态学报,2001,06:741-745.
[20]夏百卉.赏识教育理论与实践反思[D].东北师范大学,教育学原理,2012,硕士.
[21]刘星.脑Ras同源蛋白与雷帕霉素哺乳动物靶蛋白在SOD1-G93A转基因小鼠中的研究[D].河北医科大学,神经病学,2013,硕士.
[22]刘吉鹏.绿色管理与我国金融业发展[D].合肥工业大学,产业经济学,2004,硕士.
[23]赵琼.TLR-1，TLR-2在大鼠呼吸机相关性肺损伤肺组织中的表达及其作用的实验研究[D].广西医科大学,麻醉学,2013,硕士.
[24]吴巧英.元坝气藏须二段储层综合评价[D].成都理工大学,油气田开发地质,2013,硕士.
[25]戴丽.基于柔性多体动力学的混凝土泵车臂架系统的建模与仿真[D].东北大学,2008.
[26]王松柏.加权Morrey空间上的多线性算子及其交换子[D].新疆大学,应用数学,2014,博士.
[27]谢颖洁.商务谈判口译实践报告[D].广东外语外贸大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[28]李耘.储藏期金华火腿中优势霉菌生长预测模型的建立及其应用[D].中国农业大学,食品科学,2004,硕士.
[29]侯利伟.基于可控多层级自组装酶纳米复合物的高灵敏免疫分析[D].华中农业大学,微生物学,2014,硕士.
[30]聂其艳.志愿者组织中的交换与权力[D].吉林大学,社会学,2014,硕士.
[31]张军涛.Nb对缸体用灰铸铁材料组织和性能的影响[D].河南科技大学,材料学,2014,硕士.
[32]魏轶婷.嵌入式纸币号码识别系统[D].沈阳工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[33]王晓丽.连续春化繁殖导致大白菜冬性减弱的分子机理初探[D].东北农业大学,蔬菜学,2013,硕士.
[34]李宏毅,施正荣.太阳能光伏发电技术(17)[J].建筑创作.2005(07)
[35]郑静.基于生命周期理论的物流企业物流能力提升研究[D].安徽工程大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[36]李英.贾平凹作品后记研究[D].西北大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[37]刘敦楠,武亚光,姜晓亮,何光宇,张化清,邵滨,陈雪青,周双喜.安全约束对区域电力市场的影响[J].电力系统自动化,2005,21:9-13.
[38]官文华.Wnt、Wnt3a在胃癌组织中的表达及意义[D].青岛大学,内科学,2013,硕士.
[39]马聪.钢铁酸洗废液制备显影剂用Fe_3O_4磁粉的研究[D].天津大学,化学,2013,硕士.
[40]朱玉奎.学习理论中正则化算法若干问题的研究[D].济南大学,应用数学,2012,硕士.
[41]雷威,丁沭沂,张晓兵,王保平.基于碳纳米管冷阴极的全封装X射线管[A].中国电子学会真空电子学分会、大功率微波电真空器件技术国家级重点实验室.中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集（下册）[C].中国电子学会真空电子学分会、大功率微波电真空器件技术国家级重点实验室:,2013:5.
[42]王灵伦,赵亚南.试论海德格尔的有限性思想及其现代意义[J].濮阳职业技术学院学报,2014,01:33-35+38.
[43]苏婉雅.论灾难社会工作对防灾减灾的介入方法[D].华中师范大学,社会工作,2013,硕士.
[44]李蕴芸.重压下的迷失与觉醒[D].华中师范大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[45]雷帅.基于VB平台的铁路桥墩计算分析及应用程序开发[D].北京交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[46]金林辉.中小民营企业的营运资金管理研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[47]韩冰.儒家仁爱思想在高校辅导员工作中的应用研究[D].郑州大学,思想政治教育,2013,硕士.
[48]谌红漾.不同婚姻形式下摩梭人的父母教养方式与摩梭青少年的社会适应性关系研究[D].西北大学,应用心理学,2014,硕士.
[49]贺宏勇.胃癌组织中Snail和MGAT5的表达与患者临床病理因素及预后的相关性研究[D].复旦大学,普通外科学（专业学位）,2013,博士.
[50]方思聪.机械合金化AlCoFeNiCu系高熵合金组织与性能研究[D].华南理工大学,材料加工工程,2014,硕士.