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离散制造车间作业管理系统研究与开发

离散制造车间作业管理系统研究与开发

作者：王沿明沈阳工业大学

学位级别：硕士

车间作业管理系统是实现制造企业数字化转型的一种重要工具,它打通了车间层面的信息化管理障碍,对企业精细化管理和提质增效起到了积极作用。离散制造业是国家的基础和战略性产业,生产过程的动态性不断提高,生产过程需要更有效的动态调... 详细信息

车间作业管理系统是实现制造企业数字化转型的一种重要工具,它打通了车间层面的信息化管理障碍,对企业精细化管理和提质增效起到了积极作用。离散制造业是国家的基础和战略性产业,生产过程的动态性不断提高,生产过程需要更有效的动态调度算法,从而达到更优生产过程,提高生产速率。为了解决这个问题,本文选择了国内中小型离散制造企业为研究的对象,并以轴承企业为实例,开发了以生产调度为核心的离散制造车间作业管理系统。本文结合中小型离散制造企业实际情况和生产特点,进行了车间作业管理系统的需求分析和整体设计。从制造企业生产工作流程出发,建立了以动态调度算法为核心的离散制造车间作业管理系统的功能模型,并使用UML建模语言对基础数据管理、生产管理、生产调度、仓库物料管理、设备管理、协同办公管理、系统管理七个模块完成了功能的分析、建模。采用B/S三层架构,使用SpringBoot+MybatisPlus+AntDesignVue+Vite等技术搭建了该车间作业管理系统的系统框架。针对离散制造企业实际生产过程中出现的设备故障、设备维护和紧急插单等动态调度问题,结合车间作业管理系统在生产管理和动态处理方面的能力,着重实现了生产调度功能模块的调度策略和相关算法。系统设计了基于连接系树的周期性和事件驱动重调度策略,并建立了以加工最小化最大完工时间、最小化变动系数为性能指标的数学模型。设计了一类车间调度遗传算法,结合了禁忌搜索、自适应算法的优化能力;对设备故障、设备维护、紧急插单三种动态事件进行了仿真研究,验证了该算法求解速度快,具有较好的收敛性,表明该算法能够有效地处理设备故障、设备维护和紧急插单的动态调度问题,很好的适应车间生产。本文用时序图、原型示例图等方法,对所设计的系统各模块的功能、交互过程等进行详细设计,并设计了数据库的E-R图、定义了各个模块的数据表内容字段。进一步,采用 IntelliJ IDEA 2020.3、WebStorm 2021.2、Navicat Premium 15.0.28 开发工具,在SpringBoot框架下,采用Java 1.8语言、Vue 2.0前端框架、MySql 8.0数据库,完成系统软件开发。使用黑盒测试方法,对所开发软件系统的七大模块进行了功能测试,结果表明,系统能稳定运行,达到预期的设计目标。

关键词：作业管理系统动态调度车间调度遗传算法中小型离散制造企业

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作者：樊龙西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理系统是一种建立于操作系统之上,对连接在群集中的工作站或PC机进行管理的中间软件。其目标是在通过网络连接起来的地理上分布、异构、自治的各种计算机和专用设备上建立有效的分布资源管理模式,形成一种高吞吐量和高性能的计算... 详细信息

作业管理系统是一种建立于操作系统之上,对连接在群集中的工作站或PC机进行管理的中间软件。其目标是在通过网络连接起来的地理上分布、异构、自治的各种计算机和专用设备上建立有效的分布资源管理模式,形成一种高吞吐量和高性能的计算环境。笔者于2004年8月进入西北工业大学软件工程中心,参与了一个国际合作项目——作业管理系统（JMS）服务器端系统软件的设计与开发,在一年多的实践基础上,笔者对作业管理系统的框架体系结构和实现方法有了一个比较深入的理解和认识。主要的研究工作及成果有: （1）总结了作业管理系统的发展历史和应用领域;对作业管理系统的体系结构进行了全面分析,对结构的各个框架构成部分进行了详细的功能描述。提炼出了作业管理系统服务器的三层体系模型。（2）介绍了JMS系统的作业模型和作业的图形化描述及实现;并实现了“Sap BW”新型作业类型。（3）研究分析了JMS作业管理系统中作业网络和请求两级调度的过程和策略;提出了一种改进的轮询调度算法,该算法考虑到机器的差异,采用动态加权的机制实现负载均衡、提高系统的调度效率。（4）开发和部署可运行于64位操作系统,支持基于Intel的IA-64构架的IPF系列处理器的作业管理系统,扩大了作业管理系统的应用平台。

关键词：作业管理系统作业网络请求队列负载均衡动态加权轮询调度策略 64位

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作者：余敏西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理的概念非常重要，目的在于强化操作系统的批处理功能，提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制，从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载，提高系统的整体性能。自1986年网络队列系统NQS面世以来，作业管理系统取得... 详细信息

作业管理的概念非常重要，目的在于强化操作系统的批处理功能，提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制，从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载，提高系统的整体性能。自1986年网络队列系统NQS面世以来，作业管理系统取得了长足的发展。国外一些大型的研究机构和公司都将作业管理系统作为提高生产效率和资源利用率的一项重要技术保证，并面向实际需求进行了大量的研究和开发工作。但国内该领域的研究尚未深入展开。作者借参加西北工业大学计算机软件与理论系的国际合作项目之契机，对作业管理系统进行了系统的深入研究。本文总结了作者参加该项目的三年间的主要研究成果，包括如下内容： 1)根据作业管理的普遍原理，勾勒出作业管理系统MTZJMS的体系结构框架。在此基础上，重点研究了MTZJMS系统中作业的图形化描述方法及实现;强化了作业网络的自动提交（也称日程表驱动调度）机制，从而，尽可能的自动化并且更有效率的完成诸如收集每日的业务数据、创建日报、月报等周期性的任务，充分利用企业宝贵的人力资源;设计了多机器作业网络轨迹跟踪监视机制;实现了作业网络轨迹的控制和同步，从而实现分布式环境中对作业网络轨迹的集中管理。 2)对作业调度特别是请求调度算法及其实现进行了深入的研究，在对一些影响和制约负载平衡的因素进行了讨论和分析的基础上，设计了加权批量作业按比例调度算法，实现了作业管理系统MTJZJMS的负载平衡机制，该系统可以通过改变管道队列属性的方法，灵活的选取负载平衡算法。 3)探讨国际化作业管理系统中的多时区问题，提出并实现了作业管理系统MTZJMS的多时区模型，并对该模型进行简要的评价。这是国内对相关问题的首次尝试，MTZJMS系统成功的运行，验证了该模型的实用性。

关键词：作业管理系统作业网络作业网络轨迹作业网络自动提交作业网络轨迹的监视请求队列请求的调度多时区模型

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作业管理系统中一种作业语言的设计和实现

作业管理系统中一种作业语言的设计和实现

作者：谢立华西北工业大学

学位级别：硕士

计算机集群系统的广泛应用，对作业管理系统产生了迫切的需求。国外一些大型研究机构和公司都将作业管理系统作为提高生产效率和资源利用率的一项技术保证，并面向实际需求开展了大量的研究与开发工作。但国内对该领域的研究工作尚未展... 详细信息

计算机集群系统的广泛应用，对作业管理系统产生了迫切的需求。国外一些大型研究机构和公司都将作业管理系统作为提高生产效率和资源利用率的一项技术保证，并面向实际需求开展了大量的研究与开发工作。但国内对该领域的研究工作尚未展开，更没有产品出现。针对这种现状，作者对作业管理系统，尤其是作业定义和作业调度功能进行了研究，希望对开发新型的作业管理系统有一定的借鉴价值。本文就是对作者研究工作的总结，主要包括以下内容： 1．阐述了作业管理系统的概念、发展、应用背景和几种产品，分析了作业管理系统中作业语言的发展和作业功能，分析了现有作业管理系统中存在的问题，并在此基础上提出了一种解决方案，即在作业管理系统中引入一种作业定义语言JDL(Job Definition Language)。 2．定义了JDL语言并实现了JDL解释器。JDL是一种解释型语言系统，既有一般命令式语言所具有的数据类型、表达式、控制流语句和用户自定义函数等要素，也另有作业管理系统所特有的数据类型、作业控制语句、任务控制语句、等待语句、并行语句和监听语句等。在作业管理系统中引入JDL语言的优点有：(1)方便地定义了作业网络和单元作业的属性以及单元作业间复杂的依赖关系，为作业管理系统提供了处理复杂业务逻辑的能力;(2)定义了作业调度规则，为作业管理系统提供了灵活、强大的作业调度能力;(3)JDL语言具有平台无关的特性，基于JDL语言开发的作业管理系统可以容易地实现跨平台运行。 3．论述了如何用JDL语言实现现有作业管理系统中的作业定义和作业调度功能，并对该语言在未来的作业管理系统中的应用以及由此带来的优点进行了论述。

关键词：作业管理系统作业作业定义语言解释器

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作者：孙芳西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理的目的主要在于强化操作系统的批处理功能,提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制,从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载,提高系统的整体性能。自网络队列系统(NQS)出现以来,作业管理系统取得了长足的发展。国外... 详细信息

作业管理的目的主要在于强化操作系统的批处理功能,提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制,从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载,提高系统的整体性能。自网络队列系统(NQS)出现以来,作业管理系统取得了长足的发展。国外一些大型的研究机构和公司都将作业管理系统作为提高生产效率和资源利用率的一项重要技术保证,并面向实际需求进行了大量的研究和开发工作。但国内该领域的研究尚未深入展开。作者参与了一个国际间的合作项目——作业管理系统服务器端系统软件的设计与开发,在近两年的实践基础上,作者对作业管理系统的框架体系结构和实现方法有了一个比较深入的理解和认识。本文总结了作者参加该项目的两年间获得的主要研究成果,包括如下内容: 1) 对作业管理系统的体系结构进行了全面分析,对框架结构的各个构成部分进行了详细的功能描述。提出了作业管理系统的三层体系模型。并对系统中各模块进行了认真分析,对某些某块进行了功能改善。 2) 强化了作业网络的自动提交机制,从而尽可能的自动化并且更有效率的完成诸如收集每日的业务数据、创建日报、月报等周期性的任务,充分利用企业宝贵的人力资源;设计了多机器作业网络轨迹跟踪监视机制:并开发了作业网络文件的导入与导出功能,实现作业网络的一次定义多处使用。还解决了几个主要的service服务的内存泄漏问题。 3) 对作业分散和作业调度算法及其实现进行了深入的研究,在对一些影响和制约负载平衡的因素进行了讨论和分析的基础上,提出了基于动态规划的作业快速均衡调度算法;并讨论了几种动态作业分散方法。

关键词：作业管理系统作业网络作业网络轨迹请求队列

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作者：宋家亮西北工业大学

学位级别：硕士

当前,基于网络的计算机技术,促进了集群系统的发展和广泛应用。用高速网络将高性能工作站或高档PC按某种结构连接成集群,进行作业的统一调度、协调处理,只用很小的花费,就可以得到大型机或并行机的性能;而对这些工作站或PC进行管理的软... 详细信息

当前,基于网络的计算机技术,促进了集群系统的发展和广泛应用。用高速网络将高性能工作站或高档PC按某种结构连接成集群,进行作业的统一调度、协调处理,只用很小的花费,就可以得到大型机或并行机的性能;而对这些工作站或PC进行管理的软件系统就是本文要研究的作业管理系统。新一代的作业管理系统的研究与实现技术是近年来作业管理领域的主流研究方向,国外许多大公司和研究机构对作业管理的研究工作一直很活跃,并推出了许多公用的或商业化的作业管理系统;然而,国内的科研机构对作业管理的研究却很少。本文作者在参与JMS作业管理系统的研发过程中,对作业管理系统的理论及实现做了较深入的研究,本文主要涉及以下内容: 1.详细分析了传统作业管理系统体系结构的优缺点,作者提出了一种三层C/S体系结构,这种结构把通讯任务交给代理层,不但使服务层从繁重的数据通讯中解脱出来,而且使Client和Server交互更具有灵活性。 2.引入了作业网络的概念,用来描述作业间复杂的逻辑依赖关系,也可表达作业网络间的层次和嵌套关系。 3.作业调度是作业管理系统的核心功能之一,本文对作业调度进行了详细的介绍,主要从作业调度协议的设计、作业执行信息的查找以及日历调度功能的实现这三个方面进行阐述。 4.针对传统作业管理系统在安全性上的问题,结合Windows NT操作系统,文中对JMS作业管理系统的安全性进行了详细的分析,并对进程的安全性提出了两种不同的实现策略。

关键词：作业管理系统 C/S体系结构作业作业网络(JNW) 作业调度安全性

作业管理系统的研究与实现——通讯协议的实现与研究

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作业管理系统的研究与实现——通讯协议的实现与研究

作者：钱玉文西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理系统（JMS）是建立在基本操作系统之上的一类系统软件。它的主要用途是强化操作系统的作业管理功能，通过作业在网络上的分配，更加有效地利用系统资源、平衡网络负载、提高系统的整体利用率。本文主要工作包括... 详细信息

作业管理系统（JMS）是建立在基本操作系统之上的一类系统软件。它的主要用途是强化操作系统的作业管理功能，通过作业在网络上的分配，更加有效地利用系统资源、平衡网络负载、提高系统的整体利用率。本文主要工作包括建立作业管理系统的通讯机制，参与设计、开发了作业管理系统的通讯代理，改进了作业管理系统底层支持系统网络队列系统的通讯模块，扩展了网络队列系统的负载平衡的策略，实现了作业管理系统中不同结点、不同进程之间的通讯以及负载迁移，优化了作业管理系统对作业的管理，控制的方案。在系统的研究、开发过程中，取得如下结果：一．提出了通讯代理的方案。此方案使得通讯的效率得到大幅度的提高，使得通讯包经过的协议栈减短。同时，此方案的实现更有专用性，它使得用户可以直接操作作业管理系统的资源，提高了作业管理系统的可用性。二．引入了基于事务的通讯机制—两阶段通讯协议。解决了网络通讯中通讯不稳定的问题。一切通讯的数据都被事务系统保护起来，杜绝了丢失数据的情况。同时，而阶段通讯协议提高了通讯的效率，减少了无效数据在网络上传输。从而，也提高了作业管理系统的总体效率。三．改进了网络负载迁移的机制，传统作业管理系统网络负载迁移是单向的迁移。改进后的负载迁移的机制，使得接受负载的结点可以将负载头信息临时存储，等待空闲时，到发送负载的机器上主动获得。四．统一了作业管理系统的同步机制。作业管理系统中引入很多的通讯方法（Socket，管道，邮槽，信号等），但是这些通讯方法都地采用了各种不同的同步机制。作者采用生产者消费者通讯模型，统一了所有的同步机制。实现通讯方法与同步机制无关性。最后，研究了网络队列系统的原理与机制。网络队列系统将用户投入的作业，根据用户的要求（要求转送，要求立即执行，要求负载平衡，要求等待），以及操作系统的状况，提供各种用户需要的队列，服务器等资源。并结合请求的特性，给出了作业在本地执行，到远程执行的策略

关键词：作业管理系统网络队列事务请求网络队列系统两阶段通讯协议通讯代理

作业管理系统的研究与实现——作业调度和通讯代理模块的研究与实现

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作业管理系统的研究与实现——作业调度和通讯代理模块的研究与实...

作者：张延钊西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理系统(JMS)是建立在操作系统之上的一类中间件软件。它的主要用途是强化操作系统的作业管理功能，形成有效的分布资源管理模式，建立一种高吞吐量和高性能的分布式计算环境。本文是笔者参加西北工业大学软件工程中心的国际合作... 详细信息

作业管理系统(JMS)是建立在操作系统之上的一类中间件软件。它的主要用途是强化操作系统的作业管理功能，形成有效的分布资源管理模式，建立一种高吞吐量和高性能的分布式计算环境。本文是笔者参加西北工业大学软件工程中心的国际合作项目的基础上完成的，文中详细的分析和论述了以网络队列系统(NQS)为基础的集群作业管理系统(CJMS)的体系结构和实现方法。主要工作包括1)对集中管理的仲裁调度机制进行了论述，提出了两级调度模型，设计并实现了作业在工作组集群中的分散算法，该调度机制和分散算法提供了单一系统映像，以支持异构计算节点之间的透明操作和多个工作组集群之间的资源共享;2)设计并实现了专用的通讯代理，使得通讯效率有大幅度提高，且使得通讯包经过的协议栈层数减少;3)改进了通讯代理对多码制客户端的自动识别机制，使得服务器端对多码制客户端的识别更加准确，通讯更加稳定。该论文所涉及的技术已经在某产品中实际应用。

关键词：集群作业网络作业管理系统作业调度通讯代理中间件网络队列系统

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作者：陈琳西北工业大学

学位级别：硕士

作业管理的目的在于强化操作系统的批处理功能,提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制,从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载,提高系统的整体性能。作者于2003年10月进入西北工业大学软件工程中心,参与了一个国际间的合作... 详细信息

作业管理的目的在于强化操作系统的批处理功能,提供对作业的提交、调度、执行及控制等机制,从而能够更加有效地利用系统资源、平衡网络负载,提高系统的整体性能。作者于2003年10月进入西北工业大学软件工程中心,参与了一个国际间的合作项目——作业管理系统服务器端系统软件的设计与开发,在一年多的实践基础上,作者对作业管理系统的框架体系结构和实现方法有了一个比较深入的理解和认识。作业管理系统具有典型的客户/服务器模型结构,由客户、通讯代理Agent、服务器三层体系结构实现。客户端提供完全的GUI用户界面,完成用户对作业流的管理及对系统的管理功能;通讯代理采用TCP/IP网络通信协议以及与平台无关的数据通讯协议来实现客户与服务器之间的完全通讯;服务器端提供对作业流的全面支持,上层由作业网络定义子系统和作业引擎负责完成对作业流的定义与执行,底层使用网络队列系统(NQS)来实现对作业的调度与执行,使用户能够最大限度地利用计算机网络系统中的各种资源,以提高执行效率、降低作业成本。本文主要介绍了基于作业网络的作业管理系统的设计及实现的关键技术,并重点对作业流的定义方法、作业流的控制与执行方面做了深入研究。主要的研究工作及成果有: ● 对作业管理系统的体系结构进行了全面分析,对结构的各个框架构成部分进行了详细的功能描述。并且从作业流的观点,提出了作业管理系统服务器的三层体系模型。分析了通讯代理的结构和特征,强化了作业网络自动提交的功能。 ● 对作业调度特别是请求调度算法及其实现进行了深入的研究,在对一些影响和制约负载平衡的因素进行了讨论和分析的基础上,设计了加权批量作业按比例调度算法,实现了作业管理系统JMS的负载平衡机制,该系统可以通过改变管道队列属性的方法,灵活的选取负载平衡算法。 ● 完善了进程同步机制;总结了客户机/服务器结构下软件测试的特点以及测试用例的设计方法。

关键词：作业管理系统作业网络通讯代理进程同步网络队列系统请求调度软件测试