چکیده:فرآیند تولید در سازمانهای مختلف، دارای سبکهای متفاوتی است که هدف هرکدام در نهایت تحویل محصول درست در زمان درست به مشتری است. ضمن اینکه با استقرار سیستمهای اجرایی تولید مزایای افزونتری در اختیار مدیران میانی نیز قرار میدهد. در این تحقیق هدف از خلق چارچوب طرح ماژولها، روابط آنها و ملزومات پیادهسازی هرکدام بوده است. چیزی که تا کنون در محیط ابرصورت نگرفته است. در مهمترین بخش که همان شناسایی ماژولهای این سیستم است، ماژول سفارش که در سیستمهای اجرایی اولید سنتی قابل مشاهده بود، مبنای کار قرار گرفته و با رویکرد تحلیلی و با استفاده از متدولوژی SOMA[1]، سایر ماژولها از مله مدیریت منابع، زمانبندی، پسگیری، 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 محدودیتهای طرح عملی این چارچوب در محیط ابر، یک مطالعه موردی تحت عنوان شرکت جمساز نتیجه نهایی این تحقیق است، مطالعهای که در آن فرآیند اصلی تولید جمساز با راهحل 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 سیستمهای مشابه و سنتی و با در نظر گرفتن سبکتر کردن ماژول سفارش، انعطافپذیری هرچه بیشتر و جامعیت و یکپارچگی بیشتر حاصل شد و مدل جدید کسب و کار ابری نیزدیدگاههای جدیدی را برای این سازمانها فراهم آورده است. فهرست رئوس مطالبعنوانصفحهفصل اول- کلیات تحقیق 11.1مقدمه21.2 بیان مسئله21.3 هدف از اجرا41.4 توجیه ضرورت انجام طرح41.5سابقه تحقیق51.6 روش پژوهش و تکنیکهای اجرایی61.7استفاده کنندگان از نتایج تحقیق61.8 ساختار فصول7فصل دوم- ادبیات موضوع 82.1 مقدمه92.2سیستمهای اجرایی تولید92.1.1 توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید92.2.2 توابع پشتیبان سیستمهای اجرایی تولید112.2.3 استاندارد95 ANSI/ISA112.3 تولید توزیع شده132.3.1چشماندازها ومفاهیم تولید توزیع شده142.3.2فناوری اطلاعات و تولید توزیع شده162.3.3 توسعه محصول همروند172.3.4 انعطافپذیری و قابلیت پیکربندی مجدد با استفاده از سیستمهای توزیع شده خودمختار192.4 سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده212.4.1راه حلهای فعلی سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده232.4.2الگوهای طراحی جامع برای سیستمهای اجرایی تولید232.4.3تحلیل و مقایسه رویکردهای توزیع شده262.5محاسبات ابری302.5.1نقشها در پردازش ابری322.6اصول معماري سرويس گرا332.6.1 کشف سرویس352.6.2 روش های کشف سرویس362.6.3 معماری های کشف سرویس382.7.جمع بندی39فصل سوم- مبانی راهکار پیشنهادی 403.1 مقدمه413.2 نگاهی کلی413.2.1 تشریح سیستم های اجرایی تولید و طرح مساله در محیط توزیع شده433.2.2 انتخاب الگوهای راه حل(Solution pattern) های SOMA443.2.3 الگوی راه حل های پیشنهادی توسط SOMA443.2.4 تعریف موجودیت های کلیدی با استفاده از الگوهای طراحی سیستم ها ی توزیع شده503.3 شناسایی سرویس ها513.4 تطابق رویکرد با مدل محاسباتی ابری533.4.1 مراحل چارچوب از دید محاسبات ابری533.4.2 شناسایی سرویسهای سیستمهای اجرایی تولید563.5 ماژولهای اصلی سیستمهای اجرایی تولید تحت عنوان برنامههای کاربردی سرویس گرا633.6 ارتباطات میان ماژولهای مختلف سیستمهای اجرایی تولید843.7 توابع سیستمهای اجرایی تولید به عنوان سرویس943.8 سبک معماری مناسب برای کنترل سیستم های اجرایی تولید توزیع شده در ابر963.9 زمانبندي جزئي تحت عنوان سرويس1013.9.1 ملزومات تامين كننده ابر1023.10 مديريت منابع به عنوان سرويس1053.10.1 ملزومات تعيين كننده سرويس1063.10.2 ملزومات سازمانها1083.11 نظارت به عنوان سرويس1093.12 جمع بندی110فصل چهارم- ارزیابی روش پیشنهادی 1114.1 مقدمه1124.2 مقايسه رويكرد هاي فعلي1124.3ارزيابي سيستم هاي اجرايي توليد در محيط ابر و عامل گرا1144.4 مطالعه موردی1164.4.1 حوزه مطالعه موردی1164.4.2 نمونه محصولات مطالعه موردی1174.5 سیستم اجرایی تولید جمساز با استفاده از مدل محاسبات ابری1244.5.1 مقدمات ابری کردن اجرای تولید1244.5.2 پایگاه داده جمساز در محیط ابر1244.5.3 زمانبندی و پیگیری به عنوان سرویسهای ابر1254.6 ارزیابی فاکتورهای تولید1264.6.1 فاکتورهای بهکارگیری فناوری اطلاعات1264.6.2 کمبودها و ضعفهای فعلی1274.7 سيستم هاي اجرايي توليدمبتني بر ابرفعلي1334.8 جمع بندی135فصل پنجم- جمع بندی و نتیجه گیری 1365.1 خلاصه تحقیق1375.2 نتایج تحقیق1385.3 مقایسه با سایر چارچوبها1385.4 محدودیتها و زوایای پوشش داده نشده1395.5 چالش هاي مس ابري1395.6 آينده سيستم هاي اجرايي توليد در ابر1415.7 اقدامات آتی142مراجع و منابع143چکیده انگلیسی147 فهرست جداولعنوانصفحهجدول 3.1 سرویس- هدف57جدول3.2 تجزیه دامنه61جدول 3.3 به كارگيري ابر زمانبندي105جدول 4.1 مقایسه چارچوبهای فعلی113جدول 4.2 ارزیابی پایگاه داده جمساز در محیط ابر125جدول 4.3 زمانبندی و پیگیری به عنوان سرویس126جدول 4.4 دید مشتریان و چارچوب پیشنهادی128جدول 4.5 دید مدیران و چارچوب پیشنهادی129جدول 4.6 دید بهرهوری و چارچوب پیشنهادی130جدول 4.7 تحلیل استراتژیک چارچوب فعلی131جدول 5.1 مقایسه با سایر چارچوبها139جدول 5.2 سیستمهای اجرایی تولید ابری هیبریدی142 فهرست تصاویر و نمودارصفحهعنوان11شکل2.1 توابع اصلی سیستمهای اجرایی تولید12شکل2.2 مدل لایهای سیستمهای اجرایی تولید13شکل2.3 مدل عام سیستمهای اجرایی تولید در استاندارد ANSI/ISA9516شکل2.4تولید هولونی21شکل2.5 چالشهای تولید توزیعشده25شکل2.6 الگوی سفارش-منبع35شکل 2.7مدل معماری وب سرویس43شکل3.1 نمایی کلی از رویکرد مورد استفاده46شکل3.2 ESB48شکل3.3 قالب ESB50شکل3.4 سرویس های ESB54شکل3.5 مدل محاسبات ابری و جایگاه سیستم55شکل 3.6 سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده56شکل3.7 ماژولهای سیستمهای اجرایی تولید60شکل3.8 زیر سیستمهای اصلی سیستمهای ابر64شکل 3.9 جستجوی سرویس65شکل 3.10 اطلاع رسانی از تغییر سرویس65شکل 3.11 ثبت سرویس66شکل 3.12 شبه کد ثبت سرویس67شکل 3.13 مقداردهی اولیه به منابع68شکل 3.14 تغییرات در منابع68شکل 3.15 شبه کد تغییر در منابع70شکل 3.16 نمودار فعالیت زمانبند71شکل 3.17 شبه کد زمانبند73شکل 3.18 مدیریت چرخه حیات سفارش74شکل 3.19 شبه کد توزیع کننده76شکل 3.20 بازرس77شکل 3.21 شبه کد بازرس79شکل 3.22 پی گیری کننده80شکل 3.23 پی گیری کننده82شکل 3.24 دریافت گزارش از تحلیلگر83شکل 3.25 شبه کد مدیریت دادههای سفارش84شکل 3.26 مدیریت سفارش85شکل 3.27 نقش میانجی86شکل 3.28 مدل اطلاعاتی واسطها87شکل 3.29 مذاکره میان مدیر منابع و مدیر سفارش88شکل 3.30 مذاکره میان مدیریت منابع مختلف89شکل 3.31 بخشی از مذاکرات کنترل فرآیند اجرای سفارش90شکل 3.32 مذاکرات بین مدیر منابع و بازرس91شکل 3.33 مذاکره میان سرویسهای سطح بالاتر و مدیر سفارش91شکل 3.34 ارائه گزارش92شکل 3.35 مذاکره بین بازرس و مدیر93شکل 3.36 مذاکراتی برای کنترل میان چندین مدیر منبع95شکل 3.37 همه چیز تحت عنوان سرویس97شکل 3.38 مدیریت چرخه حیات سفارش98شکل 3.39 ملزومات کاربران، سازمانها و تامین کنندگان99شکل 3.40 ارکسترازیسون ماژول مدیریت سفارش101شکل3.41 چیروگرافی102شکل3.42توزیع سرویسها در محیط ابر104شكل 3.43 مجازي سازي زمانبندي106شکل 3.44 مدیریت منابع تولید110شکل 3.45نظارت برتخصیص منابع116شکل 4.1 مقایسه رویکرد عاملگرا و محیط ابر118شکل4.2 مدل فرآیند سیستمهای اجرایی تولید فعلی119شکل 4.3 سیستم اجرایی تولید ابری پیشنهادی120شکل 4.4 پروفایل تولید121شکل 4.5 مدیریت دستورالعمل تولید122شکل 4.6 ایجاد داشبورد دسترسی123شکل 4.7 توزیع134شکل4.8 شاخص OEE و سیستم اجرایی تولید ابری 1.1 مقدمهدر این بخش به شرح کلیات تحقیق پرداخته میشود تا ایجاد ذهنیتی درست از موضوع تحقیق و چارچوب مورد نظر، اهمیت آن و روش تحقیق ایجاد شود. از این رو در ادامه، ابتدا به بیان مسئله تحقیق میپردازیم و اهداف پیش رو را مشخص خواهیم کرد. سپس به توجیه ضرورت انجام طرح و سابقه تحقیق خواهیم پرداخت. معرفی روش پژوهش و تکنیکهای اجرایی بخش بعدی این فصل خواهد بود و نهایتاَ به شرح مراحلی که در فصول آتی طی خواهیم کرد میپردازیم.1.2 بیان مسئلهسیستم 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 سیستمها عبارتند از:در سالهای اخیر در کنار مفهوم سیستمهایاجرایی تولید، مفهوم سازمانهای شبکهای مطرح شده است، اجزای این سازمانها موقتاً کنار هم جمع شده تا بتوانند مهارتها و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. درسیستم های تولیدی چنین سازمانهایی با رویکرد توزیعشده 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 سازمانهای مختلف سپرده میشود در نتیجه کنترل مداوم و هماهنگی برای چنین چرخه حیاتی بسیار پیچیده میشود.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 زیرسیستمها، تکنولوژیهای جدید و به روز رسانیها است. ضمناً کاهش اتلاف در تولید، سرعت در قابلیت پیکربندی مجدد در قبال رخدادهای منتظره و غیرمنتظره از دیگراهداف تولید توزیع شده محسوب میشود.حال برای تحقق واقعی و بهینه چنین سیستمهای 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 سازمانها 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 میشود به عبارتی (Xaas)مانند نرمافزاربه عنوان سرویس، پلتفرم به عنوان سرویس، زیرساختاربه عنوان سرویس که این سرویسها ساختارلایه ای را برای پردازش ابری فراهم میآورند. با توجه به فلسفه طراحی در همه جا تولید در همه جا، نیازمند تبادل اطلاعات در بین سایتهای مختلف تولید هستیم لذا پردازش ابری نقش کلیدی در تحقق این فلسفه دارد .به طور کلی دو نوع اتخاذ پردازش ابری در محیطهای تولیدی وجود دارد. یکی اتخاذ مستقیم تکنولوژیهای 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 سیستمهای تولیدی است.در این پایان نامه هدف ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستمهای تولیدی است در این چارچوب به ارائه مدل لایهای با توجه به لایههای مدل پردازش ابری پرداختهایم. در این مدل سعی میشود ماژولهای اصلی سیستمهای تولیدی اجرایی استخراج شده و با تطابق این ماژولها با معماری سرویسگرا چارچوبی یکپارچه ارائه شود. این چارچوب به نحوی است که فرآیندها و رویههای انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری میکند و در محیطهای توزیعشده ابری راهحلی برای مدیریت سیستمهای تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه می دهد.پردازش ابری محیطی کاملاًمتفاوت به صورت مجازی و مقیاس پذیرتر برای سازمانها به وجود آورده است،مزایای این محیط ازطریق سرویس و از راه اینترنت در اختیار کاربران قرارمیگیرد. مصرف کنندگان ازابربه عنوان پلتفرم استفاده می کنند، پشتیبانی کنندگان ابر پردازش ابری را به عنوان یکی ازتوانمندسازهای صنایع تولیدی درنظرمی گیرند لذا هدف تعمیم این ایده به محیطهای تولیدی میباشد تا با خلاقیت ایجاد شده توسط ابر بتوان استراتژی های کسب و کاررا جهت دهی کرد.هدف در تولید ابری هرچه توانمندترکردن تولید، ایجاد کارخانههای کارا که همکاری موثر با یکدیگر دارند می باشد و اشتراک منابع با به کارگیری محیط ابرتسهیل و تسریع شود. یکپارچه تر کردن محیطهای تولید توزیع شده هدف دیگر تولید ابری است که با مقیاس پذیرشدن منابع و مدلهای جدید کسب و کار پیشنهاد شده با ابر، محقق میشود. .با توجه به تلاش سازمانها برای کوچکتر شدن و به کارگیری ساختارهای شبکه ای، همواره این سوال مطرح میشود که چگونه سیستمهای اطلاعاتی تولیدی این شرکتها در محیطهای توزیعشده مدیریت میشوند تا کارایی در چنین شرکتهایی به حداکثر برسد، لذا بر آن شدیم تا با ارائه چارچوبی کلان برای سیستمهای تولیدی توزیعشده با استفاده از مدل محاسبات ابری به مدلسازی این مفهوم بپردازیم. مدلی که ماهیت آن ظهورنوآوری در مدیریت بوده و مدیریت محیطهای توزیع شده تولیدی را تسهیل میکند.1.5 سابقه تحقیقبروچر و سایرین در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که در یک محیط تولیدی با اطلاعات بسیارزیاد ، برنامههای کاربردی میتوانند سرویسگرا باشند. آنها یک پلتفرم مبتنی بر ماژول و قابل پیکربندی برای تولید ارائه کردند. هدف تقابل با مشکل یکنواختی برنامههای کاربردی موجود در زنجیره تامین کد-کم-سی ان سیاست. رویکرد پیشنهادی تحت عنوان تولید مبتنی بر کامپیوترآزاد یا اوپن سی بی ام( open CBM )مطرح شد تا بتوان با آن تولید مشارکتی را تقویت کرد. ایده پیشنهادی مشابه یاس( Aaas)است در حالیکه در اینجا برنامههای کاربردی تحت عنوان برنامه های کاربردی یکپارچه در نظر گرفته نمیشوند ولی به صورت مجموعهای از سرویسها که ارتباط سستی با یکدیگر دارند و ماژولاریتی و قابلیت استفاده مجدد از یک سیستم را تضمین میکنند، لحاظ میگردند.برای افزایش سرویس گرایی و کاهش پیوستگی وان در ولد یک چارچوب نصب و اجرا (pug andplay)برای ایجاد نرمافزار شبیهسازی ماژولار عنوان کرد. در این چارچوب کاربر در لایه برنامهکاربردی در سیستم تولید ابری این امکان را دارد تا هدف شبیهسازی را انتخاب کند و اجرای شبیه سازی را تحت عنوان مولفه (کامپوننت) انتساب دهد. این مولفه ها در عمل موجودیتهای نرمافزاری هستند ( و اینکه تحت عنوان ساس-Saas -در تولید ابری و محاسبات ابری شناخته میشوند) وماژولهای خودشمولی میشوند که قابل جابهجایی و پلاگ شدن بعد از شبیه سازی را داشته و خروجی از طریق کامپوننتها پس پردازش میشوند. در چنین معماری، ماژولهای نرم افزاری شناسایی و بارگیری شده و در حین اجرای چارچوب مورد استفاده قرار میگیرند.با کاهش پیوستگی مشکل عدم سازگاری بروزمی کند.ناش چارچوبی برای حل مشکل عدم سازگاری سیستمهای سی آ( CA )مطرح کرد. این چارچوب بسیارشبیه یک سیستم یاس( Iaas )است. پلتفرم اینترفیسهای منحصر به فرد برای سیستمهای متفاوت کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) فراهم می کند. یک انبار داده بسیار پیچیده تجهیز شده است تا اطلاعات تولید را به عنوان پایه ای برای نشان دادن دانش تولید که با استفاده از شمایXMLافزوده شده است، تجهیز کند. سیستم متشکل از انبار دادههای تولیدی، دانش تولیدی، باس تبادل اطلاعات و اینترفیسهای مختلف است که به عنوان ساختار اصلی عامل (agent) به کاررفته است تا باس تبادل دادهها و اینترفیس ها را پشتیبانی کند. در این سیستم کامپوننتهای مختلفی اززنجیره کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) می تواند اطلاعات را تبادل کنددر همین راستااخیراً مختار و هوشمند پلتفرمی را ارائه داده اند که تئوری طراحی بدیهی را برای پی بردن به قابلیت کار کردن بین زنجیره سی آ (CA) نشان میدهد. متدولوژی طراحی بدیهی با این هدف مطرح شده است که یک نقشه راه سیستماتیک از ترکیب بهینه تبادل دادهها از طریق راهحلهای مستقیم و غیر مستقیم در محیطCAپیشنهاد میکند. این رویکرد به اینکه چگونه یک منبع، طراحی ،تولید و کپسوله میشود و اینکه چگونه لایه سرویس جهانی ایجاد می شود فراهم میآورد، پرداخته است .وانگ و زو یک پلتفرم توزیع شده تولیدی دیمپ (DIMP) را پیشنهاد کردند. این پلتفرم یک محیط یکپارچه بین برنامههای کاربردی کد-کم-سی ان سی( cad-cam-cnc ) فراهم می سازد. این یک ساختار مبتنی بر ماژول است که برای یکپارچه کردن پلتفرم از همان معماری سرویس گرا استفاده کرده است. در این پلتفرم درخواست-های کاربران جمع آوری شده و به صورت الگويي از سرویسهای نرمافزاری سازماندهی شده است. در دیدگاه سرویس گرا، ابزارهای نرمافزاری متجانس به صورت ترکیبکنندههای سرویس مجازی یکپارچه میشوند و برای کاربر فراهم میشوند، در این روش، نرم افزارها در فرآیندهای عملیاتی جایگذاری میشوند.با توجه به شکاف موجود در ادبيات هدف اين تحقيق ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستمهای تولیدی است. این چارچوب به ارائه مدل لایهای با توجه به لایههای مدل پردازش ابری می پردازد. و به نحوی سازماندهی خواهد شد که فرآیندها و رویههای انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری کند و در محیطهای توزیعشده ابری راهحلی برای مدیریت سیستمهای تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه دهد.یک روش پژوهش راهبردی صورت خواهد گرفت . طی مطالعات کتابخانه ای و مطالعه مقالات به مضمون ارائه شده میپردازیم. 1.7استفاده کنندگان از نتایج تحقیق نتایج حاصل از این تحقیق در حقیقت چارچوبی است که حاوی ماژولهای مختلف بخش تولید است، هرسازمان تولیدی برحسب شرایط ممکن است در یکی از این بخشها قوی و یا ضعیف باشد. این ماژولهای توزیعشده در ابر و مدل اقتصادی آن میتواند راهحلی مناسب برای هر یک از این شرکتها باشد.