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博碩士論文 etd-0504113-142358 詳細資訊
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論文名稱
Title
架構導向鋼廠製程控制EUC模式之研究
Study on Architecture-oriented Steel-plant process control End User Computing Model
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
103
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-05-19
繳交日期
Date of Submission
2013-06-04
關鍵字
Keywords
行為觀點、鋼廠EUC模型、結構觀點、結構與行為合一架構、使用者自建系統
End User Computing, Steel Plant EUC Model, Structure View, Structure-Behavior Coalescence (SBC) Architecture, Behavior View
統計
Statistics
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中文摘要
製程資訊系統是依ANSI/ISA-88標準定義Level-2階層的工廠自動化系統,在現代鋼廠中被大量使用。製程資訊系統因考量其高度要求系統的可靠性及製程資訊處理的即時性,故傳統上都是交由製程資訊專業人員進行客製化設計,少有直接採用標準套裝軟體者。資訊專業人員以正規軟體工程方法論,固然可以開發出客製化的製程資訊應用系統以滿足生產單位的需求,但都需要花相當前置時間進行需求分析,而且進入程式設計階段就不允許使用者提出太多或太大的需求修改,這不符合鋼廠推行全面品管不斷進行生產製程改良改善的特性,使得使用者滿意度難以提昇。
使用者自建系統(EUC)也是軟體開發方法論中的一種,優點是可以獲得高使用者滿意度,而且隨著軟硬體的效能及可用性提昇,使得EUC在電腦整合製造領域的使用實績日益增多,但一直無法在Level-2階層實際應用,關鍵因素就是現有EUC方法論模型都沒有清楚定義出該如何支援使用者設計以保證應用軟體的即時性。所以要建立一個適用於鋼廠Level-2的EUC模型,必需先能整理出鋼廠在設計團隊及軟硬體平台等面向所需的構件,並且研究開發製程控制應用軟體所需的互動行為,以結構與行為合一架構方法將設計團隊及軟硬體平台以「結構觀點」和「行為觀點」分解出的「構件」及彼此間互動的「操作」,才可以完整描述,構成「鋼廠製程控制EUC」模型。
這種塑模方式首先定義一套「鋼廠EUC架構描述語言」,然後利用這套塑模語言建立了「鋼廠EUC模型」。「鋼廠EUC模型」是由「架構階層圖」、「框架圖」、「構件操作圖」、「構件連結圖」、「結構行為合一圖」及「互動流程圖」所構成,達到結構與行為合一,並且在一個鋼廠中實做以驗證其有效性。
Abstract
The process information systems are also called 'Level-2' defined by ANSI/ISA-88 physical model, and have been implemented widely in modern steel plant as key role in factory automation. To fulfill the availability and real-time requirements, the process information systems are traditionally designed by professional information technology people. Traditional software development methodologies require much leading time for function clarification before starting the coding, and do not allow significant or frequent function changes during the coding stage. Since people running steel plant wants to accomplish Total Quality Management (TQM) to pursue excellence, and improve the processes continuously. That is why steel plant operation people always try to develop the software for themselves.
The End User Computing (EUC) is a kind of software developing methodology that the operation people gain high user satisfaction from it. Even though the performance and stability of now-a-day hardware and software have already met the requirements in Computer Integrated Manufacturing (CIM) field, and more and more successful EUC records are found in steel plant, there is still not any Level-2 system developed via EUC. The key reason is the EUC models so far have not defined clearly the way to ensure that end users develop truly real-time application software. The Structure-Behavior Coalescence (SBC) architecture was introduced in this research as the solution. The necessary components are constructed from the design team and software/hardware platform in steel plant as the first step, and interactive behaviors among them are derived as the second step. Components and operations were decomposed and described from the 'design-team' and 'software/hardware platform' via structure view and behavior view. The Architecture-oriented Steel-plant process control End User Computing Model is then built with fully and clearly description.
This thesis defines 'Steel Plant EUC Architecture Description Language' in the beginning, and fabricates 'Steel Plant EUC Model' then. 'Steel Plant EUC Model' includes: Architecture Hierarchy Diagram, Framework Diagram, Component Operation Diagram, Component Connection Diagram, Structure-Behavior Coalescence Diagram, and Interaction Flow Diagram. This model has been realized and validated in a steel plant.
目次 Table of Contents
1. 緒論 1
1.1. 研究背景 1
1.2. 研究動機 3
1.3. 研究目的 4
1.4. 研究限制 4
1.5. 重要名詞解釋 4
1.5.1. Level-1 4
1.5.2. Level-2 5
1.5.3. Level-3 5
1.5.4. Level-4 5
1.5.5. 軟體工具 6
1.5.6. 使用者自建系統(EUC) 6
1.5.7. 鋼廠製程控制電腦使用者自建系統(SEUC) 6
2. 文獻探討 7
2.1. 製程控制用資訊系統發展模型 7
2.1.1. ISA-88模型 7
2.1.2. 「購買層級」產品演進模型 9
2.1.3. 破壞性創新模型 11
2.1.4. 使用者自建系統(EUC)模型 13
2.1.5. 工廠資訊管理系統(PIMS)模型 15
2.2. 現有鋼廠製程控制用使用者自建系統研究 17
2.2.1. 中國鋼鐵公司煉鐵廠 17
2.2.2. 中龍鋼鐵公司煉鐵廠 18
2.2.3. 中龍鋼鐵公司生管中心 19
2.3. 企業架構在資訊科技領域的演進趨勢 21
3. SEUC模型建構與描述 24
3.1. SEUCADL架構描述語言介紹 24
3.2. SEUCADL塑模步驟 25
3.2.1. 架構階層圖 25
3.2.2. 框架圖 26
3.2.3. 構件操作圖 27
3.2.4. 構件連結圖 28
3.2.5. 結構行為合一圖 29
3.2.6. 互動流程圖 31
3.3. SEUC架構模型設計 33
3.3.1. 背景說明 33
3.3.2. 「SEUC」架構階層圖 35
3.3.3. 「SEUC」框架圖 36
3.3.4. 「SEUC」構件操作圖 37
3.3.5. 「SEUC」構件連結圖 40
3.3.6. 「SEUC」結構行為合一圖 41
3.3.7. 「SEUC」互動流程圖 48
4. 非架構化SEUC模型與架構化SEUC模型之比較 56
4.1. 符合ANSI/ISA-88標準的比較 56
4.1.1. 比較以PIMS模型塑模的SEUC 56
4.1.2. 比較以EUC模型塑模的SEUC 57
4.1.3. 比較架構化塑模的SEUC 58
4.2. 即時性比較 59
4.2.1. 比較以PIMS模型塑模的SEUC 60
4.2.2. 比較以EUC模型塑模的SEUC 60
4.2.3. 比較架構化塑模的SEUC 60
4.3. 使用者自建能力比較 62
4.3.1. 比較以PIMS模型塑模的SEUC 62
4.3.2. 比較以EUC模型塑模的SEUC 62
4.3.3. 比較架構化塑模的SEUC 63
4.4. 比較各種SEUC塑模的總結 64
5. 架構化SEUC模型之實作 65
5.1. 背景說明 65
5.2. 能源中心SEUC架構 66
5.2.1. 「能源中心SEUC」架構階層圖 66
5.2.2. 「能源中心SEUC」框架圖 68
5.2.3. 「能源中心SEUC」構件操作圖 70
5.2.4. 「能源中心SEUC」構件連結圖 74
5.2.5. 「能源中心SEUC」結構行為合一圖 76
5.3. 成效評估 87
5.3.1. 測量 87
5.3.2. 討論 87
6. 結論與建議 88
6.1. 研究結論 88
6.2. 研究建議 92
7. 參考文獻 93
7.1. 中文部份 93
7.2. 英文部份 93
7.3. 網站部份 94
參考文獻 References
7.1. 中文部份
Claton M. Christensen, Michael E. Raynor著,李芳齡、李田樹譯,創新者的解答,天下雜誌,2010,P62。
Claton M. Christensen著,吳凱琳譯,創新的兩難,商周出版,2007,P255。
林東清,資訊管理,智勝,2005,P608。
洪敏鴻,一貫作業鋼廠MES架構模式之研究,國立中山大學資訊管理學系碩士論文,2008。
趙善中,孫述平著,系統架構:體用不二論的科學入口,阜盛文教事業有限公司出版,2012。
趙善中,孫述平,韓孟麒著,系統學2.0:使用SBC架構描述語言,阜盛文教事業有限公司出版,2013。
7.2. 英文部份
AMR Research Staff. 2000. Process industry outlook: How and why you will buy e-manufacturing systems. AMR report 12992.
Chao, William S., & Chung, Leo S. 2011. Enterprise architecture of purchasing management -- SBC architecture description language in practice. Amazon Digital Services, Inc.
Chao, William S. 2012. Systems Architecture-- SBC Architecture at Work. LAP Lambert Academic Publishing.
ISA. 1995. ANSI/ISA-88.01-1995, Batch Control Part 1: Models and Terminology. ISA Standards Department,
MESA International. 1997. MES explained: A high level vision. MESA International White Paper, 6.
7.3. 網站部份
http://www.mhi.co.jp/en/products/pdf/b0115.pdf.
http://www.zifa.com/framework.html
http://pubs.opengroup.org/architecture/togaf9-doc/arch/index.html
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