基于UML的MES设备管理构件化研究的开题报告

基于UML的MES设备管理构件化研究的开题报告
一、选题背景及意义
制造业在经济发展中具有重要的地位，而MES（制造执行系统）作
为制造业信息化的重要组成部分，其作用越来越被重视。

MES主要面向
生产现场，负责生产计划的制定、生产调度、生产进度跟踪、质量管理、物料管理等生产过程的集成和控制，但MES系统往往庞大而复杂，对于
设备管理的支持也不够充分。

因此对MES设备管理进行构件化研究，不
仅有助于优化MES系统的功能，提高生产效率和质量，也有助于提高MES系统的可维护性和可拓展性。

二、研究内容和主要任务
1. 基于UML建立MES设备管理模型
在研究过程中，首先需要建立MES设备管理系统的模型，而基于UML的建模方法可以为后续的研究提供依据。

在建立模型时，需要考虑MES设备管理的功能、数据抽象、关系结构等方面，以及设备管理与其
他MES系统功能的交互。

2. 设备管理构件的定义与设计
在定义设备管理构件时，需要对其进行抽象和统一处理，使其具有
较强的通用性和拓展性。

同时，在构件设计上要考虑到构件的复用和组合，以便于构建灵活而高效的设备管理系统。

3. 设备管理构件实现与测试
在最后的研究任务中，需要根据设备管理构件的定义与设计，进行
实现和测试。

需要注意的是，在实现过程中应注重构件的复用性和组合性，以及满足MES设备管理系统的实际应用需要。

三、研究方法
本研究的主要方法为理论研究和实践研究的结合，具体包括以下几
个方面：
1. 文献调研
对MES设备管理的相关文献进行调研，了解MES设备管理的功能、特点、应用场景等方面的知识，为建立MES设备管理模型提供依据。

2. 基于UML的建模方法
利用UML建立MES设备管理模型，定义和抽象设备管理构件的相关概念，为后续构件设计提供基础。

3. 设备管理构件设计
根据设备管理模型和设备管理的实际应用需求，进行设备管理构件
的设计，包括构件的接口定义、构件的复用性和组合性等方面的考虑。

4. 设备管理构件实现
在进行设备管理构件的实现时，需要注意构件的可重用性和组合性。

同时，需要考虑构件实现与MES系统的集成问题，包括接口的定义、数
据交换方式等方面。

5. 测试与验证
在构件实现后，需要进行测试验证，验证构件的正确性、可用性和
可维护性等方面。

四、预期成果及应用价值
1. 设备管理模型的建立与构件化研究
通过基于UML的建模方法和构件化思想，建立MES设备管理模型和设备管理构件。

为MES系统的设备管理提供新的思路和方法，也为工业
设备管理领域的模块化设计提供参考。

2. 设备管理构件实现和应用示例
通过构建MES设备管理系统的实例，验证设备管理构件在MES系统中的可用性和有效性，为MES设备管理系统的实现提供技术支持和实践
基础。

3. 提高MES设备管理系统的可维护性和拓展性
构件化的研究思路和方法可以提高MES设备管理系统的可维护性和可拓展性。

通过对设备管理构件的定义和设计，大幅度提高构件的复用
性和组合性，使得MES系统的维护和升级更加简单高效。

五、研究计划和进度安排
第一部分：文献调研和分析（2个月）
1. 查阅相关文献，明确MES设备管理的研究现状和热点问题；
2. 学习UML建模等相关技术，为后续研究提供技术基础；
3. 总结文献调研过程中的问题和短板，为后续研究提供基础。

第二部分：基于UML建立MES设备管理模型（2个月）
1. 基于UML建立MES设备管理模型，明确系统的组成、功能和数
据流结构；
2. 分析系统模型中设备管理功能的原理和流程；
3. 明确设备管理与MES系统中其他模块之间的交互关系。

第三部分：设备管理构件定义与设计（3个月）
1. 设备管理构件定义和抽象，明确构件的功能和接口定义；
2. 考虑构件复用和组合，使得构件具有较强的适应性和灵活性；
3. 设计构件的数据交换方式和通信协议，为后续构件实现做好准备。

第四部分：设备管理构件实现与测试（3个月）
1. 设备管理构件的实现和集成，开发构件的实现代码；
2. 设备管理构件的测试和验收，验证构件的可用性和可维护性；
3. 设备管理构件应用示例，展示构件在MES系统中的应用场景和效果。

第五部分：论文撰写与总结（2个月）
1. 撰写论文，总结研究成果、经验和教训；
2. 完成论文的修改、说明、评审等各项程序；
3. 准备论文答辩PPT，答辩和评审。

六、参考文献
1. 张石.制造执行系统[M].中国:同济大学出版社, 2013.
2. 吕娜.基于MES的设备管理方法研究[J].中国电机工程学报, 2010(08): 70-74.
3. 张建军,廖红林,王斯琴,等.基于组件技术的MES系统架构[J].工业控制计算机英文版, 2014, 27(10):125-127.
4. 郑征,蒋晓冰.设备管理的MES系统设计与实现研究[J].机械科学与技术, 2012, 31(07): 1113-1117.
5. 郝树丹,卢剑波.MES设备管理软件构件化设计方法研究[J].机械设计与制造, 2014(05): 94-97.。