صفحه محصول - ارائه چارچوب سرویس گرا برای سیستم های اجرایی تولید طبق رایانش ابری

توضیحات

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته فناوری اطلاعات

ارائه چارچوب سرویس گرا برای سیستم های اجرایی تولید طبق رایانش ابری

چکیده:

فرآیند تولید در سازمان های مختلف، دارای سبک های متفاوتی است که هدف هرکدام در نهایت تحویل محصول درست در زمان درست به مشتری است. ضمن اینکه با استقرار سیستم های اجرایی تولید مزایای افزونتری در اختیار مدیران میانی نیز قرار می دهد. در این تحقیق هدف از خلق چارچوب طرح ماژول ها، روابط آن ها و ملزومات پیاده سازی هرکدام بوده است. چیزی که تا کنون در محیط ابرصورت نگرفته است. در مهمترین بخش که همان شناسایی ماژول های این سیستم است، ماژول سفارش که در سیستم های اجرایی اولید سنتی قابل مشاهده بود، مبنای کار قرار گرفته و با رویکرد تحلیلی و با استفاده از متدولوژی SOMA ، سایر ماژول ها از مله مدیریت منابع، زمانبندی، پس گیری، مدیریت تعاریف و ... از آن استخراج شده است.

به عبارتی هدف هرچه کوچکتر کردن این ماژول بزرگ در سیستم اجرایی تولید سنتی است. با توجه به محدودیت های طرح عملی این چارچوب در محیط ابر، یک مطالعه موردی تحت عنوان شرکت جمساز نتیجه نهایی این تحقیق است، مطالعه ای که در آن فرآیند اصلی تولید جمساز با راه حل مطرح شده مورد مقایسه قرار گرفته و باتوجه به نظر خبرگان این حوزه و مصاحبه با مدیران تولید و پرسنل مرتبط نتایج نهایی حاصل شد. در مقایسه با سیستم های مشابه و سنتی و با در نظر گرفتن سبکتر کردن ماژول سفارش، انعطاف پذیری هرچه بیشتر و جامعیت و یکپارچگی بیشتر حاصل شد و مدل جدید کسب و کار ابری نیزدیدگاه های جدیدی را برای این سازمان ها فراهم آورده است.

کلمات کلیدی:

محاسبات ابری

فرآیند تولید در سازمان

ارائه چارچوبی راهبردی

سیستمهای توزیع شده اجرایی تولید

بیان مسئله

سیستم های اجرایی تولید ، سیستم های مبتنی بر فناوری اطلاعات هستند که عملیات تولید را در کارخانه ها مدیریت می کنند. در طول سالها استانداردها ومدلهای بسیاری برای چنین سیستمهایی پیشنهاد شده است که محدوده آن را مشخص می کنند. فعالیتهای کلیدی این سیستم ها عبارتند از:

• مدیریت تعریف محصول. این کار شامل ذخیره سازی، کنترل ورژن، تبادل با سایرسیستمها که حاوی داده های اصلی هستند، نظیرقوانین تولید، ، لیست منابع و همه داده هایی که حول محور اینکه یک محصول چگونه تولید می شود. مدیریت تعریف محصول به عبارتی بخشی از مدیریت چرخه حیات محصول است.

• مدیریت منابع. مدیریت منابع شامل ثبت، تبادل، و تحلیل اطلاعات منابع است . هدف این کار آماده سازی و اجرای سفارشات تولید با منابع درست است.

• زمانبندی فرآیند تولید. این فعالیت شامل زمانبندی تولید به عنوان مجموعه ای از سفارشات کاری است که بتوان نیازمندیهای محصول را پوشش داد. که اینها معمولاً ازبرنامه ریزی منابع سازمان و یا سیستمهای پیشرفته برنامه ریزی و زمانبندی نشات می گیرند تا بتوان استفاده بهینه از منابع محلی داشت.

• توزیع سفارشات محصول. براساس نوع فرآیند تولید این کار ممکن است شامل توزیع بسته های کاری بیشتر، ارسال آنها به مراکز کاری و انجام تنظیمات برای شرایط از پیش تعیین شده باشد.

• اجرای سفارشات محصول. اگرچه اجرای واقعی توسط سیستم های کنترل فرآیند انجام می شود سیستم مدیریت اجرایی تولید بازرسی هایی بر منابع و سایر سیستم ها برای پیگیری فرآیند تولید دارد.

• جمع آوری داده های محصول. این کارشامل ذخیره سازی و تبادل داده ها، وضعیت تجهیزات، اطلاعات منابع، گزارش گیری از محصولات به صورت داده های تاریخی و یا پایگاه داده های رابطه ای است.

• تحلیل کارایی محصول. تهیه داده های مفید از داده های خام جمع آوری شده درباره وضعیت فعلی محصول، مرورکارهای در حال اجرا و ارزیابی کارایی محصول در برهه زمانی گذشته.

• دنبال کردن و پی گیری محصول. ثبت و احیای داده های مرتبط برای نمایش تاریخچه کاملی از لیست منابع، سفارشات و تجهیزات.

در سالهای اخیر در کنار مفهوم سیستم های اجرایی تولید، مفهوم سازمان های شبکه ای مطرح شده است، اجزای این سازمان ها موقتاً کنار هم جمع شده تا بتوانند مهارت ها و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. درسیستم های تولیدی چنین سازمانهایی با رویکرد توزیع شده روبرو هستیم، چیزی که به معنی تولید محصول درست، در مکان درست،هزینه درست، زمان درست، شرایط درست می باشد. زنجیره تامین از تامین مواد خام تا تولید و توزیع و حمل و نقل و انبارداری و فروش محصولات به صورت پراکنده و در نقاط جغرافیایی مختلف صورت می گیرد. ازآنجا که مسئولیت به سازمان های مختلف سپرده می شود در نتیجه کنترل مداوم و هماهنگی برای چنین چرخه حیاتی بسیار پیچیده می شود.کارهای صورت گرفته اغلب به صورت کنترل متمرکز بوده و کمتر کنترل به صورت غیرمتمرکز و توزیع شده صورت گرفته است.

هدف اصلی در چنین تولیدی کاهش هزینه ها ، کاهش زمان مدیریت، هرچه ساده تر شدن و یکپارچگی فرآیندها و زیرسیستم ها، تکنولوژی های جدید و به روز رسانی ها است. ضمناً کاهش اتلاف در تولید، سرعت در قابلیت پیکربندی مجدد در قبال رخدادهای منتظره و غیرمنتظره از دیگراهداف تولید توزیع شده محسوب می-شود.

حال برای تحقق واقعی و بهینه چنین سیستم های تولید توزیع شده ایی، نیازمند به کارگیری فناوری اطلاعات و پردازش توزیع شده هستیم چیزی که امروزه تحت عنوان پردازش ابری با ان آشنا هستیم. پردازش ابری به سرعت در حال تغییرصنایع و سازمان ها برای تحقق اهدافشان می باشد. صنایع تولیدی توسط فناوری اطلاعات و تکنولوژی های هوشمند در حال توانمند شدن هستند. قدرت اصلی پردازش ابری در فراهم آوردن سرویس محاسبات در لحظه با قابلیت اعتماد بالا، مقیاس پذیری و قابل دسترس بودن در محیطهای توزیع شده است.

درپردازش ابری همه چیزتحت عنوان سرویس در نظرگرفته می شود به عبارتی (Xaas) مانند نرم افزاربه عنوان سرویس، پلتفرم به عنوان سرویس، زیرساختاربه عنوان سرویس که این سرویس ها ساختارلایه ای را برای پردازش ابری فراهم می آورند. با توجه به فلسفه طراحی در همه جا تولید در همه جا، نیازمند تبادل اطلاعات در بین سایت های مختلف تولید هستیم لذا پردازش ابری نقش کلیدی در تحقق این فلسفه دارد .

به طور کلی دو نوع اتخاذ پردازش ابری در محیط های تولیدی وجود دارد. یکی اتخاذ مستقیم تکنولوژی های پردازش ابری و دیگری تولید ابری که همان ورژن تولیدی پردازش ابری است. در اکثر روشهای پیشنهادی در اتخاذ پردازش ابری مدیریت به صورت متمرکزصورت گرفته است. لذا هدف غیرمتمرکز و توزیع شدگی مدیریت این سیستم های تولیدی است.

در این پایان نامه هدف ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستم های تولیدی است در این چارچوب به ارائه مدل لایه ای با توجه به لایه های مدل پردازش ابری پرداخته ایم. در این مدل سعی می شود ماژول های اصلی سیستم های تولیدی اجرایی استخراج شده و با تطابق این ماژول ها با معماری سرویس گرا چارچوبی یکپارچه ارائه شود. این چارچوب به نحوی است که فرآیندها و رویه های انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری می کند و در محیط های توزیع شده ابری راه حلی برای مدیریت سیستم های تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه می دهد.

فهرست رئوس مطالب

فصل اول- کلیات تحقیق

1.1مقدمه 2

1.2 بیان مسئله 2

1.3 هدف از اجرا 4

1.4 توجیه ضرورت انجام طرح 4

1.5سابقه تحقیق 5

1.6 روش پژوهش و تکنیک های اجرایی 6

1.7استفاده کنندگان از نتایج تحقیق 6

1.8 ساختار فصول 7

فصل دوم- ادبیات موضوع

2.1 مقدمه 9

2.2 سیستم های اجرایی تولید 9

2.1.1 توابع اصلی سیستم های اجرایی تولید 9

2.2.2 توابع پشتیبان سیستمهای اجرایی تولید 11

2.2.3 استاندارد95 ANSI/ISA 11

2.3 تولید توزیع شده 13

2.3.1چشماندازها ومفاهیم تولید توزیع شده 14

2.3.2فناوری اطلاعات و تولید توزیع شده 16

2.3.3 توسعه محصول همروند 17

2.3.4 انعطافپذیری و قابلیت پیکربندی مجدد با استفاده از سیستمهای توزیع شده خودمختار 19

2.4 سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده 21

2.4.1راه حلهای فعلی سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده 23

2.4.2الگوهای طراحی جامع برای سیستمهای اجرایی تولید 23

2.4.3تحلیل و مقایسه رویکردهای توزیع شده 26

2.5محاسبات ابری 30

2.5.1نقشها در پردازش ابری 32

2.6اصول معماری سرویس گرا 33

2.6.1 کشف سرویس 35

2.6.2 روش های کشف سرویس 36

2.6.3 معماری های کشف سرویس 38

2.7.جمع بندی 39

فصل سوم- مبانی راهکار پیشنهادی

3.1 مقدمه 41

3.2 نگاهی کلی 41

3.2.1 تشریح سیستم های اجرایی تولید و طرح مساله در محیط توزیع شده 43

3.2.2 انتخاب الگوهای راه حل(Solution pattern ) های SOMA 44

3.2.3 الگوی راه حل های پیشنهادی توسط SOMA 44

3.2.4 تعریف موجودیت های کلیدی با استفاده از الگوهای طراحی سیستم ها ی توزیع شده 50

3.3 شناسایی سرویس ها 51

3.4 تطابق رویکرد با مدل محاسباتی ابری 53

3.4.1 مراحل چارچوب از دید محاسبات ابری 53

3.4.2 شناسایی سرویسهای سیستمهای اجرایی تولید 56

3.5 ماژولهای اصلی سیستمهای اجرایی تولید تحت عنوان برنامههای کاربردی سرویس گرا 63

3.6 ارتباطات میان ماژولهای مختلف سیستمهای اجرایی تولید 84

3.7 توابع سیستم های اجرایی تولید به عنوان سرویس 94

3.8 سبک معماری مناسب برای کنترل سیستم های اجرایی تولید توزیع شده در ابر 96

3.9 زمانبندی جزئی تحت عنوان سرویس 101

3.9.1 ملزومات تامین كننده ابر 102

3.10 مدیریت منابع به عنوان سرویس 105

3.10.1 ملزومات تعیین كننده سرویس 106

3.10.2 ملزومات سازمانها 108

3.11 نظارت به عنوان سرویس 109

3.12 جمع بندی 110

فصل چهارم- ارزیابی روش پیشنهادی

111

4.1 مقدمه 112

4.2 مقایسه رویكرد های فعلی 112

4.3ارزیابی سیستم های اجرایی تولید در محیط ابر و عامل گرا 114

4.4 مطالعه موردی 116

4.4.1 حوزه مطالعه موردی 116

4.4.2 نمونه محصولات مطالعه موردی 117

4.5 سیستم اجرایی تولید جمساز با استفاده از مدل محاسبات ابری 124

4.5.1 مقدمات ابری کردن اجرای تولید 124

4.5.2 پایگاه داده جمساز در محیط ابر 124

4.5.3 زمانبندی و پیگیری به عنوان سرویسهای ابر 125

4.6 ارزیابی فاکتورهای تولید 126

4.6.1 فاکتورهای بهکارگیری فناوری اطلاعات 126

4.6.2 کمبودها و ضعفهای فعلی 127

4.7 سیستم های اجرایی تولیدمبتنی بر ابرفعلی 133

4.8 جمع بندی 135

فصل پنجم- جمع بندی و نتیجه گیری

136

5.1 خلاصه تحقیق 137

5.2 نتایج تحقیق 138

5.3 مقایسه با سایر چارچوبها 138

5.4 محدودیتها و زوایای پوشش داده نشده 139

5.5 چالش های مس ابری 139

5.6 آینده سیستم های اجرایی تولید در ابر 141

5.7 اقدامات آتی 142

مراجع و منابع 143

چکیده انگلیسی 147

فهرست جداول

جدول 3.1 سرویس- هدف 57

جدول3.2 تجزیه دامنه 61

جدول 3.3 به كارگیری ابر زمانبندی 105

جدول 4.1 مقایسه چارچوب های فعلی 113

جدول 4.2 ارزیابی پایگاه داده جمساز در محیط ابر 125

جدول 4.3 زمانبندی و پی گیری به عنوان سرویس 126

جدول 4.4 دید مشتریان و چارچوب پیشنهادی 128

جدول 4.5 دید مدیران و چارچوب پیشنهادی 129

جدول 4.6 دید بهره وری و چارچوب پیشنهادی 130

جدول 4.7 تحلیل استراتژیک چارچوب فعلی 131

جدول 5.1 مقایسه با سایر چارچوب ها 139

جدول 5.2 سیستم های اجرایی تولید ابری هیبریدی 142

فهرست تصاویر و نمودار

11 شکل2.1 توابع اصلی سیستم های اجرایی تولید

12 شکل2.2 مدل لایه ای سیستم های اجرایی تولید

13 شکل2.3 مدل عام سیستم های اجرایی تولید در استاندارد ANSI/ISA95

16 شکل2.4تولید هولونی

21 شکل2.5 چالش های تولید توزیع شده

25 شکل2.6 الگوی سفارش-منبع

35 شکل 2.7مدل معماری وب سرویس

43 شکل3.1 نمایی کلی از رویکرد مورد استفاده

46 شکل3.2 ESB

48 شکل3.3 قالب ESB

50 شکل3.4 سرویس های ESB

54 شکل3.5 مدل محاسبات ابری و جایگاه سیستم

55 شکل 3.6 سیستم های اجرایی تولید توزیع شده

56 شکل3.7 ماژول های سیستم های اجرایی تولید

60 شکل3.8 زیر سیستم های اصلی سیستم های ابر

64 شکل 3.9 جستجوی سرویس

65 شکل 3.10 اطلاع رسانی از تغییر سرویس

65 شکل 3.11 ثبت سرویس

66 شکل 3.12 شبه کد ثبت سرویس

67 شکل 3.13 مقداردهی اولیه به منابع

68 شکل 3.14 تغییرات در منابع

68 شکل 3.15 شبه کد تغییر در منابع

70 شکل 3.16 نمودار فعالیت زمانبند

71 شکل 3.17 شبه کد زمانبند

73 شکل 3.18 مدیریت چرخه حیات سفارش

74 شکل 3.19 شبه کد توزیع کننده

76 شکل 3.20 بازرس

77 شکل 3.21 شبه کد بازرس

79 شکل 3.22 پی گیری کننده

80 شکل 3.23 پی گیری کننده

82 شکل 3.24 دریافت گزارش از تحلیلگر

83 شکل 3.25 شبه کد مدیریت داده های سفارش

84 شکل 3.26 مدیریت سفارش

85 شکل 3.27 نقش میانجی

86 شکل 3.28 مدل اطلاعاتی واسط ها

87 شکل 3.29 مذاکره میان مدیر منابع و مدیر سفارش

88 شکل 3.30 مذاکره میان مدیریت منابع مختلف

89 شکل 3.31 بخشی از مذاکرات کنترل فرآیند اجرای سفارش

90 شکل 3.32 مذاکرات بین مدیر منابع و بازرس

91 شکل 3.33 مذاکره میان سرویس های سطح بالاتر و مدیر سفارش

91 شکل 3.34 ارائه گزارش

92 شکل 3.35 مذاکره بین بازرس و مدیر

93 شکل 3.36 مذاکراتی برای کنترل میان چندین مدیر منبع

95 شکل 3.37 همه چیز تحت عنوان سرویس

97 شکل 3.38 مدیریت چرخه حیات سفارش

98 شکل 3.39 ملزومات کاربران، سازمان ها و تامین کنندگان

99 شکل 3.40 ارکسترازیسون ماژول مدیریت سفارش

101 شکل3.41 چیروگرافی

102 شکل3.42توزیع سرویس ها در محیط ابر

104 شكل 3.43 مجازی سازی زمانبندی

106 شکل 3.44 مدیریت منابع تولید

110 شکل 3.45نظارت برتخصیص منابع

116 شکل 4.1 مقایسه رویکرد عامل گرا و محیط ابر

118 شکل4.2 مدل فرآیند سیستم های اجرایی تولید فعلی

119 شکل 4.3 سیستم اجرایی تولید ابری پیشنهادی

120 شکل 4.4 پروفایل تولید

121 شکل 4.5 مدیریت دستورالعمل تولید

122 شکل 4.6 ایجاد داشبورد دسترسی

123 شکل 4.7 توزیع

134 شکل4.8 شاخص OEE و سیستم اجرایی تولید ابری