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第1章 绪论1

1.1物联网技术概述1

1.1.1物联网的起源与发展1

1.1.2物联网的概念及核心技术2

1.1.3物联网在制造业的应用5

1.2制造执行系统6

1.2.1制造执行系统概述6

1.2.2制造执行系统研究现状与发展趋势7

1.2.3工业4.08

1.3物联制造执行系统概述10

1.3.1物联制造执行系统的需求分析10

1.3.2物联制造执行系统12

1.3.3物联制造技术的发展历程13

1.3.4物联制造执行系统的特点14

1.4生产过程主动感知与动态调度的体系构架16

1.4.1体系构架16

1.4.2工作逻辑17

1.5生产过程主动感知与动态调度的关键技术18

1.6本书的主要内容20

第2章 实时多源制造信息感知装置与方法21

2.1车间制造执行过程的信息源来源分析21

2.1.1与设备运行工况相关的信息源22

2.1.2与工件加工质量相关的信息源22

2.1.3与物料/人员相关的信息源23

2.1.4与生产环境相关的信息源24

2.2一种实时多源制造信息感知装置的体系构架24

2.2.1需求分析24

2.2.2硬件设计26

2.2.3软件设计28

2.3多源制造信息的主动获取技术与传输方法29

2.3.1基于Web Service的异构传感器管理29

2.3.2事件驱动的实时多源制造信息获取方法30

2.3.3基于B2MML的多源制造信息标准化31

2.3.4实时多源制造信息与现有系统的共享与集成34

2.4一种多源制造信息感知器原型系统36

2.4.1硬件原型36

2.4.2系统界面36

第3章 具有感知交互能力的加工设备智能化建模技术38

3.1加工制造资源智能化建模需求分析38

3.2实时信息驱动的装配活动智能导航服务理念39

3.2.1实时信息驱动的装配活动智能导航服务的设计理念39

3.2.2实时信息驱动的装配活动智能导航服务的体系构架39

3.3实时信息采集方法40

3.4设备端制造活动智能导航的应用服务41

3.4.1实时操作引导服务41

3.4.2工序间协作生产信息服务43

3.4.3任务队列优化服务44

3.5基于云计算信息构架的加工资源制造服务的云端化接入方法47

3.5.1加工资源制造服务云端化接入需求分析47

3.5.2一种云制造设备的服务化封装与云端化接入模型47

3.5.3制造服务能力描述模型48

3.5.4设备端制造服务封装49

3.5.5制造服务云端化接入51

3.6运行实例52

第4章 任务驱动的制造服务主动发现与配置方法54

4.1任务驱动的制造服务主动发现与配置方法体系构架54

4.2加工资源制造服务UDDI55

4.2.1 UDDI基本概念55

4.2.2 UDDI支持的信息类型56

4.2.3加工资源制造服务在UDDI中的描述模型57

4.2.4加工资源制造服务的注册与发布59

4.3加工资源制造服务主动发现策略与技术60

4.3.1制造任务分解与建模过程60

4.3.2任务驱动的加工资源制造服务主动发现方法63

4.3.3加工资源制造服务与制造任务的语义匹配64

4.4任务驱动的制造执行系统动态配置方法65

4.4.1灰色关联度的基本概念65

4.4.2加工资源制造服务动态配置流程66

4.4.3加工资源制造服务评价指标体系67

4.4.4基于灰色关联度的制造服务配置方法70

4.4.5应用案例分析72

第5章 实时信息驱动的制造任务动态调度77

5.1基于多Agent技术的制造任务动态调度模型77

5.1.1多Agent系统及其结构77

5.1.2基于多Agent系统的制造任务动态调度体系构架78

5.2多Agent系统的通信与交互79

5.2.1 Agent间的通信模式80

5.2.2 Agent间的通信语言81

5.2.3多Agent系统中Agent的交互81

5.3设备Agent82

5.4任务分配Agent84

5.4.1博弈论84

5.4.2基于非合作博弈的任务分配问题85

5.4.3模型概述86

5.4.4效益函数86

5.5实时调度Agent87

5.5.1遗传算法简介87

5.5.2基于遗传算法的实时调度88

5.6生产监控Agent91

5.7基于JADE的多Agent制造任务动态调度系统93

5.7.1 JADE概述93

5.7.2 JADE上的Agent平台93

5.7.3 Agent之间的交互94

5.7.4仿真实例95

第6章 基于过程感知的物料配送任务动态分配方法98

6.1物料配送介绍98

6.1.1物料任务动态配送的需求分析98

6.1.2物料配送过程中的“资源-任务”描述99

6.1.3物料配送任务动态分配过程中的优化目标102

6.2以智能搬运载体为核心的配送方法103

6.2.1配送策略103

6.2.2解决方案105

6.2.3数学模型106

6.3智能搬运载体的构建方法108

6.3.1实时多源配送信息的采集和封装109

6.3.2实时配送信息的交互机制110

6.3.3搬运载体端的实时配送导航111

6.4物料配送任务两阶段动态分配方法113

6.4.1物料配送任务的描述方法114

6.4.2实时需求信息驱动的配送任务预优化116

6.4.3基于层次分析法的配送任务组合优化117

6.5实例分析124

6.5.1应用场景设置124

6.5.2搬运载体和配送任务信息描述124

6.5.3方法实施125

6.5.4结果分析127

第7章 生产过程的主动感知与性能分析129

7.1生产过程的主动感知与性能分析的体系构架129

7.1.1基于关键事件的实时生产性能分析130

7.1.2基于决策树的生产过程异常动态识别131

7.2制造执行过程中的关键事件131

7.2.1生产成本管理132

7.2.2生产质量管理134

7.2.3维护管理134

7.2.4库存管理135

7.2.5交货期管理135

7.3基于分层着色Petri网的关键事件建模137

7.3.1分层着色Petri网模型简介137

7.3.2基本事件建模方法138

7.3.3复杂事件建模方法143

7.3.4关键事件建模方法144

7.4基于决策树的生产过程实时性能分析146

7.4.1基于决策树的生产过程实时性能分析的体系构架147

7.4.2基于历史生产信息的决策树构建148

7.4.3基于决策树的生产异常提取150

7.4.4基于模糊决策树的异常原因定位方法151

第8章 原型系统157

8.1需求分析157

8.2基于SOA的原型系统设计157

8.2.1原型系统体系构架157

8.2.2信息模型158

8.3仿真验证159

8.3.1原型环境的构建159

8.3.2车间布局162

8.3.3制造任务分配163

8.3.4物料配送164

8.3.5生产过程主动感知166

8.3.6事件驱动的动态调度167

8.3.7车间生产过程实时状态监控与追溯167

参考文献172