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制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)作为连接上层计划管理系统和底层过程控制系统之间的纽带，能够有效提高企业生产过程监控与管理水平。论文以装配生产过程为研究对象，研究了面向装配过程的可视化制造执行系统及其关键技术。制造执行系统的过程建模是面向装配过程的可视化MES开发的一个重要环节。论文在分析了传统的建模技术的基础上，将层次时间着色Petri网(Hybrid Timed Colored Petri Net，HTCPN)用于装配过程的建模与分析中，构建了基于HTCPN的仿真与分析模型，并通过实例验证了该模型能够有效实现对装配过程的优化与分析。面向装配过程的可视化MES的调度问题是一个典型的多目标优化问题。论文针对分布式制造环境下装配过程的MES提出了一种基于生产联盟模式的分层调度优化理论。从联盟企业的组建、盟主企业装配过程的优化以及供应商优化调度这三个层次对装配过程的调度理论进行了研究，构建了相应问题的优化模型与目标函数，设计了基于AHP(Analytic HierarchyProcess)方法与改进PSO(Particle Swarm Optimization)算法的求解过程，并通过具体实例验证算法的有效性。在分析柔性装配线MES组成BOM(产品BOM、计划BOM、资源BOM、工艺BOM以及制造BOM)体系结构的基础上，提出了基于工艺BOM的多BOM映射机制，最后给出了基于多BOM体系结构的信息统计方法。在研究面向装配过程的可视化MES的关键技术的基础上，提出了面向变速箱装配生产线的可视化制造执行系统，给出面向变速箱装配生产线的可视化制造执行系统的整体规划，包括系统的网络布局，功能模型、数据库模型以及实现类模型，并针对具体的变速箱生产企业，构建了面向变速箱装配生产线的可视化制造执行系统。