貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)及應(yīng)用

摘要：本文在分析相關(guān)配置設(shè)計研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了將可拓理論的智能化配置設(shè)計原理與技術(shù)應(yīng)用于貨架設(shè)計之中的創(chuàng)新性設(shè)計。基于貨架層次化設(shè)計模型對貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)和功能進(jìn)行了劃分，采用當(dāng)前主流的軟件技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)功能并將成功應(yīng)用于設(shè)計實踐。實踐結(jié)果表明該系統(tǒng)可以有效提高架設(shè)計的效率與質(zhì)量，降低設(shè)計成本。

關(guān)鍵詞：貨架設(shè)計；配置設(shè)計；系統(tǒng)架構(gòu)；系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 24-0034-03

由于現(xiàn)代物流理念的引入，使得各行各業(yè)中的倉儲形式趨于多樣化，堆垛托盤、普通貨架、移動式貨架、重量貨架、駛?cè)胧截浖?、高層貨架、自動化立體倉庫等物流設(shè)備設(shè)施已普遍應(yīng)用于各個行業(yè)。

貨架作為各類倉庫的承重構(gòu)筑物，是其主要的組成部分，其投資約占整個倉庫設(shè)備投資的1/3-2/3，其設(shè)計的好壞直接影響到倉庫的性能和制造成本。貨架不僅需要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，還必須滿足所需存儲貨物的貨位數(shù)量和貨物尺寸要求，符合倉庫布局要物流策略的相關(guān)要求。設(shè)計貨架時，應(yīng)綜合考慮貨物存儲要求、物流策略、設(shè)備情況、荷載性質(zhì)、材料供應(yīng)及制作安裝條件等因素。因此在設(shè)計貨架時要根據(jù)客戶具體需求合理選擇貨架種類及其材料、倉庫結(jié)構(gòu)型式和貨架布局，最終達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和安全適用的目的。

作為一種大規(guī)模定制產(chǎn)品，貨架的設(shè)計完全是按照客戶的需求進(jìn)行設(shè)計，部分產(chǎn)品需要根據(jù)需求進(jìn)行重新設(shè)計，這給設(shè)計人員帶來了巨大的設(shè)計負(fù)擔(dān)，造成了設(shè)計周期長無法對市場和客戶需求快速響應(yīng)的困難；同時物流裝備企業(yè)在長期設(shè)計實踐中又積累了大量的設(shè)計數(shù)據(jù)，包括客戶定制信息、相關(guān)設(shè)計信息（包括相關(guān)設(shè)計圖檔等信息）、項目BOM信息等，但是由于這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)沒有得到有效管理，使其無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，不但增加了設(shè)計成本，還降低了設(shè)計效率。因此，如何提高設(shè)計效率和質(zhì)量，有效管理設(shè)計數(shù)據(jù)，從而敏捷快速的響應(yīng)客戶的需求，已成為當(dāng)前貨架設(shè)計領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。配置設(shè)計技術(shù)作為面向大規(guī)模定制產(chǎn)品的重要解決技術(shù)，幾經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，本文就采用了配置技術(shù)的相關(guān)技術(shù)與理論研究并開發(fā)了貨架智能化配置實際系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)和功能模型，給出了系統(tǒng)部分相關(guān)功能界面，并對系統(tǒng)的工程應(yīng)用效果進(jìn)行了評價。

1 貨架設(shè)計層次化設(shè)計流程

現(xiàn)行的貨架設(shè)計流程（如圖1所示）是直線型的，三個階段依次進(jìn)行，前一步的設(shè)計結(jié)果將作為下一步設(shè)計的參考。因此，在設(shè)計貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)時需嚴(yán)格按照上述流程來組織，以保證貨架設(shè)計的合理性與準(zhǔn)確性。

圖1 現(xiàn)行貨架設(shè)計流程

現(xiàn)有方法雖然保證了貨架設(shè)計的準(zhǔn)確性和有序性，但是也造成了貨架設(shè)計效率低，設(shè)計周期長等缺點(diǎn)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本文在貨架層次化設(shè)計模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合貨架產(chǎn)品族特點(diǎn)及其智能化配置設(shè)計技術(shù)與理論，采用目前主流的軟件實現(xiàn)技術(shù)，設(shè)計了貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)架構(gòu)主要由支撐平臺層、數(shù)據(jù)知識層、框架層、應(yīng)用功能層和可視化交互設(shè)計界面等組成，架構(gòu)中各部分的功能組成如下：

支撐平臺層：包括系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺，網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)與分布式硬件平臺等支撐系統(tǒng)工作的平臺，這部分是支撐整個系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)知識層：包括各種輔助貨架設(shè)計的各種知識。

框架層：系統(tǒng)采用.NET Framework 3.5及其運(yùn)行時保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在.NET框架上用戶能輕松地添加和修改功能，定制框架；使整個系統(tǒng)具有一定的開放性，便于用戶進(jìn)行二次開發(fā)。

應(yīng)用功能層：是整個系統(tǒng)的核心層，它的完善與否直接影響著整個系統(tǒng)的應(yīng)用性能，該層提供了系統(tǒng)功能的管理界面和應(yīng)用界面。

圖視化交互設(shè)計界面，包括圖視化的窗體界面、菜單、對話框等。

本文提出的貨架設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)是在C/S架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計的。采用該種架構(gòu)的目的就是把界面表示和業(yè)務(wù)邏輯分開，把業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)訪問分開。這種設(shè)計架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是透明和封裝、高內(nèi)聚、低耦合、易擴(kuò)展和便于開發(fā)分工，可以使系統(tǒng)具有更大的可拓展性、可重構(gòu)性、更多的靈活性和很好的維護(hù)性。

3 系統(tǒng)功能劃分

圖3 系統(tǒng)功能模塊劃分

貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)樹模型如圖3所示，主要分為兩大部分，包括貨架輔助設(shè)計和設(shè)計管理兩大部分。貨架輔助設(shè)計主要由貨架總體布局設(shè)計和貨架配置選型兩大功能組成。其中基于貨架總體布局設(shè)計主要是針對貨架總體設(shè)計階段，在充分利用已有的設(shè)計知識和設(shè)計資源的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了從客戶需求到貨架布局方案設(shè)計的一鍵式敏捷設(shè)計。貨架配置選型是利用選型知識（包括抗震設(shè)計規(guī)范知識、構(gòu)件設(shè)計規(guī)則等），實現(xiàn)貨架的快速選型設(shè)計。

貨架設(shè)計管理部分包括圖檔管理功能模塊、簽審管理模塊、項目管理模塊和用戶角色與權(quán)限管理模塊，其中圖檔管理模塊實現(xiàn)了基于PDM技術(shù)的設(shè)計工作流管理，對已有的和新設(shè)計產(chǎn)生的全部圖紙進(jìn)行分類存儲，方便管理、查詢和調(diào)用，采用以項目為單位的管理方法并對同一項目下的所有圖紙進(jìn)行編碼，便于整理出對應(yīng)的項目BOM，方便進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，縮短生產(chǎn)周期；簽審管理模塊實現(xiàn)了電子圖檔審核，實現(xiàn)信息化管理，減少了設(shè)計人員的事務(wù)性工作，提高了管理效率；項目管理模塊，用來進(jìn)行貨架設(shè)計項目的新建，查詢和管控等功能；用戶角色與權(quán)限管理功能模塊，主要是對用戶的角色與權(quán)限進(jìn)行管理，以此來控制員工對系統(tǒng)的訪問，保證系統(tǒng)內(nèi)信息的安全性，防止企業(yè)機(jī)密的泄露。

綜上所述，系統(tǒng)主要以計算機(jī)輔助設(shè)計和設(shè)計流程管理為主，面向貨架設(shè)計全周期，在提高設(shè)計效率的同時，也能夠有效的管理相關(guān)的設(shè)計知識和設(shè)計資源，方便企業(yè)的管理，提升企業(yè)的競爭力。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)工作流程主要分為三大模塊，分別為：項目管理流程模塊、貨架配置選型與設(shè)計流程模塊及其簽審管理流程模塊。幾個流程模塊依次進(jìn)行同時功能互相支持，逐步由最初的客戶需求分解到最終完成貨架設(shè)計。

本系統(tǒng)是在Microsof公司的.NET Framework 3.5 SP1下開發(fā)完成，使用的集成開發(fā)環(huán)境為VS2008。開發(fā)語言選用C#，其具有全能、健壯、設(shè)計極佳的特點(diǎn)，是理想的用于開發(fā)以組件為基礎(chǔ)的、多層次分布式Winform應(yīng)用程序的全新語言。同時該系統(tǒng)采用Microsoft的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SQL2008R2作為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，選用目前主流的Windows 7操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。系統(tǒng)的部分界面如圖4、圖5所示。

圖4 貨架設(shè)計管理部分相關(guān)功能界面

圖5 配置設(shè)計與選型功能界面

5 工程應(yīng)用

本文開發(fā)的軟件“貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)”已在上海市某物流設(shè)備企業(yè)得到推廣和應(yīng)用。該系統(tǒng)在實踐中切實提高了貨架設(shè)計知識的可移植性和可維護(hù)性，能夠輔助設(shè)計人員快速地進(jìn)行貨架選型與設(shè)計，設(shè)計中的智能化功能的參數(shù)化設(shè)計功能極大地提高了貨架的設(shè)計效率和質(zhì)量，縮短了貨架設(shè)計周期，傳統(tǒng)設(shè)計模式下較為復(fù)雜的貨架項目的設(shè)計周期由2-3個月縮短至1-2個月，加快了貨架產(chǎn)品的交貨速度。對相關(guān)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化管理，形成了完善的零部件和產(chǎn)品族，不但提高了設(shè)計的效率，同時也降低了企業(yè)采購周期和成本，減少了因零部件選型不當(dāng)而造成的采購和生產(chǎn)延誤時間，總體上提高了企業(yè)的設(shè)計管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等方面的能力。應(yīng)用效果顯著。同時該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可維護(hù)性和可拓展性，這些都利于該系統(tǒng)在其它的物流裝備企業(yè)推廣和使用。

6 結(jié)論

貨架智能化配置設(shè)計系統(tǒng)是在對當(dāng)前貨架設(shè)計現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上提出的，該系統(tǒng)廣泛地吸收了大規(guī)模定制產(chǎn)品設(shè)計的相關(guān)技術(shù)和理論，同時根據(jù)貨架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計流程，融合PDM技術(shù)、智能推理技術(shù)和配置

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