博碩士論文 etd-0610108-215229 詳細資訊


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姓名 洪敏鴻(Minn-horng Horng) 電子郵件信箱 E-mail 資料不公開
畢業系所 資訊管理學系研究所(Information Management)
畢業學位 碩士(Master) 畢業時期 96學年第2學期
論文名稱(中) 一貫作業鋼廠MES架構模式之研究
論文名稱(英) Study on Steel-plant Manufacturing Execution System
檔案
  • etd-0610108-215229.pdf
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    論文語文/頁數 中文/81
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    摘要(中) 一貫作業鋼廠一般至少包括煉鐵、煉鋼、軋鋼等工廠。在大型一貫作業鋼廠甚至會延伸生產線,將軋鋼再區分成熱軋、冷軋兩種工廠,工廠間具有上下游的關係。一貫作業鋼廠為了提昇作業效率及追求生產最佳化,依ANSI/ISA-88實體模型的層級觀念,建立了複雜龐大的電腦整合製造(CIM)體系,上自企業下至各製程都大量設置自動化控制系統或製程資訊系統,使得製造執行系統(MES)的功能不能以一套獨立的資訊系統去完成。適用於一貫作業鋼廠的MES不但要考慮和其他資訊系統無間隙連接,更因為部份MES功能已屬於其他資訊系統的基本功能,不需重複投資設計。
    所以要建立一個適用於一貫作業鋼廠的MES模型,必需先能整理出一貫作業鋼廠各層級資訊系統中和MES有關的既有結構元素,爾後才能規劃MES功能中和既有結構元素不重複而需增設的部份,這和設計一套獨立的資訊系統所使用的方法不同。本論文使用架構導向的塑模方法,利用將系統由「結構觀點」和「行為觀點」分解出的「結構元素」及彼此間互動的「行為」,可以完整描述構成整個系統。這種塑模方式首先定義一套「一貫作業鋼廠MES架構描述語言」,然後利用這套塑模語言建立了「一貫作業鋼廠MES參考模型」。
    「一貫作業鋼廠MES參考模型」是由「架構層次圖」、「結構元素圖」、「結構元素服務圖」、「結構元素連結圖」、「結構行為合一圖」及「順序圖」所構成,達到結構與行為合一,並且在一個新建的一貫作業鋼廠中實做以驗證其有效性。
    摘要(英) A typical steel plant includes iron-making, steel-making and rolling mills from the upstream to the downstream. The rolling mill can be extended and segmented as hot strip mill and cold strip mill in a large scale steel plant. A steel plant contains lots of automation control systems and process information systems to pursuit process efficiency and production optimization. The control systems and information systems are segmented based on physical model in ANSI/ISA-88 standard, and ranged up the enterprise-wide and down to each process. It is impossible to construct only a stand-alone Manufacturing Execution System (MES) to cope with the very complicated Computer Integrated Manufacturing (CIM) environment. An adequate MES should interface information systems in the plant seamlessly, and eliminate the duplicated pattern functions which exist elsewhere.
    To build up an MES model for a steel plant, it is essential to gather all MES-related structure elements in the information systems as the first step, and conceive additional MES’ structure elements as the second step. The first step makes our approach different from the traditional stand-alone MES system development methodology. In this thesis, the MES is decomposed from the view points of ‘Structure View’ and ‘Behavior View’ to obtain Structure Elements and Behaviors. The MES can be fully described based on Structure Elements and Behaviors. Our modeling approach defines a ‘Steel Plant MES Architecture Description Language’ in the beginning, and fabricates a ‘Steel Plant MES Reference Model’ then.
    ‘Steel Plant MES Reference Model’ includes a set of Architecture Hierarchy Diagram, Structure Element Diagram, Structure Element Service Diagram, Structure Element Link Diagram, Structure Behavior Coalescence Diagram, and Sequence Diagram. This reference model has been introduced to set up a companywide integrated MES in a brand new steel plant to validate the model.
    關鍵字(中)
  • 行為觀點
  • 一貫作業鋼廠MES參考模型
  • 結構觀點
  • 關鍵字(英)
  • Structure View
  • Steel Plant MES Reference Model
  • Behavior View
  • 論文目次 謝詞
    摘要
    Abstract
    目錄
    圖次
    表次
    1. 緒論
    1.1. 研究背景
    1.2. 研究動機
    1.3. 研究目的
    1.4. 研究限制
    1.5. 重要名詞解釋
    1.5.1. 製程(Process Cell)
    1.5.2. 生產線(Area)
    1.5.3. 工廠(Site)
    1.5.4. 企業(Enterprise)
    1.5.5. Level-1
    1.5.6. Level-2
    1.5.7. Level-3
    1.5.8. Level-4
    1.5.9. SMES
    2. 文獻探討
    2.1. MES模型
    2.1.1. ISA-88及ISA-95模型
    2.1.2. 鋼鐵廠E化三層結構模型
    2.1.3. 整合式MES系統模型
    2.1.4. MES功能模型
    2.2. 現有一貫作業鋼廠MES研究
    2.2.1. 江陰興澄鋼鐵公司煉鋼廠MES
    2.2.2. 寶鋼鋼管廠調質區MES
    3. SMES模型建構與描述
    3.1. SMESADL架構描述語言介紹
    3.2. SMESADL繪製步驟
    3.2.1. 架構層次圖
    3.2.2. 結構元素圖
    3.2.3. 結構元素服務圖
    3.2.4. 結構元素連結圖
    3.2.5. 結構行為合一圖
    3.2.6. 順序圖
    3.3. SMES架構模型設計
    3.3.1. 背景說明
    3.3.2. 「SMES」架構層次圖
    3.3.3. 「SMES」結構元素圖
    3.3.4. 「SMES」結構元素服務圖
    3.3.5. 「SMES」結構元素連結圖
    3.3.6. 「SMES」結構行為合一圖
    3.3.6.1. 「生產調度管理」行為
    3.3.6.2. 「生產作業管理」行為
    3.3.6.3. 「品質管理」行為
    3.3.6.4. 「製程管理」行為
    3.3.6.5. 「產品批追蹤」行為
    3.3.6.6. 「維護管理」行為
    3.3.7. 「SMES」行為順序圖
    3.3.7.1. 「生產調度管理」行為順序圖
    3.3.7.2. 「生產作業管理」行為順序圖
    3.3.7.3. 「品質管理」行為順序圖
    3.3.7.4. 「製程管理」行為順序圖
    3.3.7.5. 「產品批追蹤」行為順序圖
    3.3.7.6. 「維護管理」行為順序圖
    4. 非架構MES模型與架構化SMES模型之比較
    4.1. 符合ANSI/ISA-95標準的比較
    4.1.1. 比較以功能模型塑模的MES
    4.1.2. 比較以DFD塑模的MES
    4.1.3. 比較架構化塑模的SMES
    4.2. 整合性比較
    4.2.1. 比較以功能塑模的MES
    4.2.2. 比較以DFD塑模的MES
    4.2.3. 比較架構化塑模的SMES
    4.3. 比較各種MES塑模的總結
    5. 架構化SMES模型之實作
    5.1. 背景說明
    5.2. A鋼鐵公司SMES架構
    5.2.1. 「A鋼鐵公司SMES」架構層次圖
    5.2.2. 「A鋼鐵公司SMES」結構元素圖
    5.2.3. 「A鋼鐵公司SMES」結構元素服務圖
    5.2.4. 「A鋼鐵公司SMES」結構元素連結圖
    6. 結論與建議
    6.1. 研究結論
    6.2. 研究建議
    7. 參考文獻
    7.1. 中文部份
    7.2. 英文部份
    參考文獻 [1]李鐵克,製造執行系統模型綜述與分析,冶金自動化,2003(4),2003,13-17。
    [2]李鐵克、張文新、崔健雙,鋼鐵企業製造執行系統的體系結構,冶金自動化,2003(4),2003,18-21。
    [3]毛漢平、姚江紅、張鑫、高克偉、李心智,江陰興澄鋼鐵公司煉鋼生產製造執行系統,冶金自動化,2004(2),2004,11-25。
    [4]方蓉、徐朝暉、張智勇,寶鋼鋼管調質區製造執行系統,冶金自動化,2004(3),2004,22-26。
    [5]AMR Research Staff, “Process industry outlook: How and why you will buy e-manufacturing systems”, AMR report 12992, 2000.
    [6]ISA, “ANSI/ISA-88.01-1995, Batch Control Part 1: Models and Terminology”, ISA Standards Department, 1995.
    [7]MESA International, “MES explained: A high level vision”, MESA International White Paper Number 6, 1997.
    [8]Robert Mick, S95 Enables RPM, ARC Insights #2003-23M&E, 2003.
    口試委員
  • 李若愚 - 召集委員
  • 莊一仁 - 委員
  • 趙善中 - 指導教授
  • 口試日期 2008-05-31 繳交日期 2008-06-10

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