工具室信息化管理系統(tǒng)的開發(fā)研究

王紹偉　于躍　盛小波　賴歡

摘要：工具室的管理采用傳統(tǒng)的紙質臺賬形式，這種管理形式嚴重制約著制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。針對這一現(xiàn)狀，在多個部門的協(xié)助及詳細走訪與認真調研的基礎上，作者已開發(fā)出一套基于c/s模式的工具管理系統(tǒng)。系統(tǒng)使用前后的對比結果表明，工具管理系統(tǒng)明顯地提升了工具的流轉效率，并有效節(jié)約維護工裝設備的人力成本，對整體生產(chǎn)流程達到了降本增效的有益效果，從而實現(xiàn)了精益管理。

關鍵詞：工具管理系統(tǒng)；c/s模式；精益管理

工具室負責刀具、量具、夾具、輔具等工裝設備的管理，該部門運行效率直接關乎到車間生產(chǎn)效率的高低。據(jù)山特維克官方統(tǒng)計，在制造企業(yè)當中，間接的工具費用占制造成本的30%，其中：16%的計劃作業(yè)停止是由于缺乏工具造成的；49%的工具庫存不在控制之中；35%的機械師時間花費在查找工具上。目前的管理現(xiàn)狀卻使得工具成為部分制造企業(yè)加工能力的瓶頸，限制了企業(yè)的核心競爭力。在國內，某些公司的生產(chǎn)車間工具室依舊采用傳統(tǒng)的紙質臺賬管理方式，給庫管員、采購人員和整個生產(chǎn)過程帶來的不便主要表現(xiàn)在如下方面：

（1）工具室的各類型工具是分別用工具代號表示的，如果憑借庫管員的經(jīng)驗去準確解碼數(shù)千種工具代號所代表的工具類型，是相當困難的。

（2）對工具的使用、磨損、報廢等情況無法及時、準確地掌握，不利于工具的修磨、生產(chǎn)和采購預測。

（3）各個工具室的庫存信息彼此獨立，從而形成了信息孤島，不便于在生產(chǎn)中跨工具室借調工具。

鑒于此，公司亟須開發(fā)工具管理系統(tǒng)。采用信息化手段對工具室進行有效的管理，可以實現(xiàn)工具室的有效管理。

1.工具管理系統(tǒng)

系統(tǒng)開發(fā)之前，調研各個車間工具室的業(yè)務流程情況，庫管員的文化程度和對系統(tǒng)的要求。工具管理系統(tǒng)既要滿足可通用性、可擴展性、可移植性，也要具有很強的易用性和可維護性。其中，工具室的業(yè)務流程如圖1-2所示。

管理系統(tǒng)需要實現(xiàn)的基本功能有：（1）對工具日常的收入、發(fā)出、歸還和報廢情況進行記錄；（2）按照時間、班組或個人分別統(tǒng)計工具的歸還、報廢情況，對庫存、發(fā)出、報廢等進行盤點；（3）實現(xiàn)對工具庫存狀況進行預警，便于及時通知采購管理部門進行采購或進行維修，以免影響到車間生產(chǎn)。

1.1系統(tǒng)的結構與原理

1.1.1系統(tǒng)的結構

工具管理系統(tǒng)為了實現(xiàn)良好的維護性和擴展性，需要采用“高內聚、低耦合”的三層架構模式，可以實現(xiàn)各司其職、互不干涉。三層架構分別為表示層（User Interface，UI）、業(yè)務邏輯層（Business Logical Layer，BLL）和數(shù)據(jù)訪問層（Data Access Layer，DAL）。其中，表示層指系統(tǒng)的界面，直接負責跟用戶進行交互，用于數(shù)據(jù)的錄入與顯示；業(yè)務邏輯層作為表示層和數(shù)據(jù)訪問層的紐帶，主要負責系統(tǒng)的驗證性工作，比如工具代號是否符合公司標準等；數(shù)據(jù)訪問層專門負責和數(shù)據(jù)庫的交互，比如數(shù)據(jù)的增加、修改和刪除等。

1.1.2系統(tǒng)的原理

工具管理系統(tǒng)運行在Windows操作系統(tǒng)的平臺上，保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫為SQL Server 2008，管理系統(tǒng)的開發(fā)平臺為（Microsoft Visual Studio，MVS），采用客戶機服務器模式（C/S模式）?？蛻魴C界面是用戶與數(shù)據(jù)庫進行通信的窗口，用戶在該界面中輸入工具信息，通過業(yè)務邏輯層將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，用戶還可以在窗口中按照一定的權限級別訪問數(shù)據(jù)庫中的工具信息。

1.2工具管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)

依照工具室的業(yè)務流程和要實現(xiàn)的基本功能，建立相應的模塊，實現(xiàn)具體的功能。工具管理系統(tǒng)功能結構如圖3所示。

基礎數(shù)據(jù)模塊中的工具類型標準參考公司的刀具目錄（標準號為：Q/PR201-2006）、量具目錄（Q/PR221-2006）、通用刀具目錄（Q/PR927-2008）、通用量具目錄（Q/PR928-2008）、數(shù)控刀具目錄（Q/PR929-2008）和數(shù)控輔具目錄（Q/PR930-2008）。基礎數(shù)據(jù)模塊為管理系統(tǒng)的核心，在本系統(tǒng)主要起到數(shù)據(jù)字典的作用，為工具代號的解碼和記錄工具的周轉信息以及庫存預警打下基礎。

1.2.1數(shù)據(jù)庫結構設計

數(shù)據(jù)庫設計的合理與否直接關乎工具管理系統(tǒng)開發(fā)的難易程度以及后期的可擴展性的優(yōu)劣。因此，首先按照工具管理系統(tǒng)的具體功能，設計出用于記錄工具周轉信息的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫ToolRoom中包含有7張數(shù)據(jù)表，各數(shù)據(jù)表所包含的字段以及表與表之間的聯(lián)系如圖4所示。

通過數(shù)據(jù)庫ToolRoom的關系圖，可以一目了然地看出數(shù)據(jù)表之間的聯(lián)系。在數(shù)據(jù)表最上面的是表名，下面是其對應的字段。在表之間有個線連著就說明這兩個表之間存在主鍵和外鍵的關系，其中帶有鑰匙的一端為主鍵，一個無窮大的符號表示的外鍵。以“db”開頭的數(shù)據(jù)表都表示基礎數(shù)據(jù)表，用于記錄數(shù)據(jù)字典中的相關數(shù)據(jù)；以“MAI”開頭的數(shù)據(jù)表代表主表，主要用于記錄各工具室的工具庫存信息；以“HIS”開頭的數(shù)據(jù)表屬于歷史表，用于記錄歷史數(shù)據(jù)。

1.2.2系統(tǒng)操作模塊

公司的局域網(wǎng)采用3層星狀拓撲結構的網(wǎng)絡架構，將數(shù)據(jù)庫安裝于網(wǎng)絡的核心層服務器上，實現(xiàn)了各個部門對工具信息的共享。

按照工具管理系統(tǒng)功能分析的內容，運用MicrosoftVisual Studio軟件作為開發(fā)平臺，開發(fā)出一套基于C/S模式的工具管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)對應的功能模塊實現(xiàn)的具體內容如下：

（1）基礎數(shù)據(jù)模塊作為系統(tǒng)的核心部分，只有超級管理員和管理員才有操作該部分的權限。該模塊中包含的子模塊有部門信息、個人信息、通用工具、專用工具和預警設置。

“部門信息”子模塊中保存的是公司各部門的相關信息，該子模塊可以實現(xiàn)對部門信息的添加、修改和刪除等。如果一旦刪除某一部門的信息，從而導致相應部門下的個人信息以及該部門的操作記錄統(tǒng)統(tǒng)刪除，因此在進行部門刪除操作時，應該慎重。

“個人信息”子模塊也具有添加、修改、刪除等功能。如果刪除某一員工信息，則同時將該員工的所有領用、報廢工具的歷史記錄全部刪除。在用戶資料的添加或者編輯中，設置用戶權限。在用戶基礎資料添加/修改界面中，系統(tǒng)自動識別員工卡號、電話號碼、郵箱等信息輸入的正確與否。用戶的密碼采用MD5的加密方式保存到數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了用戶的信息安全。

“通用工具”包含通用刀具、通用量具和五金工具。通用刀具的類別編號規(guī)則為：D+四位數(shù)字；通用量具的類別編號規(guī)則為：L+四位數(shù)字；五金工具的類別編號規(guī)則為：兩位大寫英文字母+三位數(shù)字。工具代號文本框中自動判斷輸入的工具類別代號是否符合規(guī)范，并可以將文本框中的英文字符自動轉化成相應的大寫字母。在“刪除”這項功能中，一旦刪除某種類型的工裝類別代號，則所有該類型的工裝信息均被刪除。

“專用工具”子模塊中，其類別代號是由兩部分組成的，如WA712.0101-01（Z）中，“.”號前面的部分代表該工具所加工、測量的產(chǎn)品代號，后一部分代表所加工、測量的零部件代號。

“工具預警設置”中需要設置本部門工具室中某種型號工具庫存量的最小值和最大值

（2）在“庫存管理”模塊中，記錄著本部門庫存的工具信息，該模塊實現(xiàn)的功能包括工具的收入、發(fā)出、編輯、對庫存工具進行模糊查詢、跨庫借調、導出和打印等功能。在工具“收入”中，根據(jù)基礎數(shù)據(jù)模塊的標準，自動解碼工具代號所代表的工具名稱；工具的“發(fā)出”中，系統(tǒng)可以判定哪些工具在發(fā)出后默認為報廢（比如砂輪類、銼刀類、油石類、砂紙類和紗布類等），哪些工具發(fā)出后需要歸還，可以適量減少庫管員對系統(tǒng)的操作量；工具信息的“編輯”中，可以對工具室已經(jīng)錄入的錯誤信息進行編輯；在“查詢”功能中，可以對庫存工具可以采用工具名稱或者工具代號兩種方式進行模糊查詢，從數(shù)千條工具庫存記錄中找到相關的工具信息；“跨庫借調”可以實現(xiàn)工具的跨工具室借用功能；工具庫存信息可以保存成Word文檔或者Excel文檔類型。其中，工具庫存管理界面如圖5所示。

（3）“出庫管理”模塊中，主要實現(xiàn)對己出庫的工具進行歸還、報廢操作，同時還有工具出庫的詳細信息、模糊查詢、導出、打印等功能。在對己領取的工具進行歸還或者報廢操作時，如果領取的數(shù)量超過一件，默認的歸還或者報廢的工具是最先領用的那件；在“歸還”功能中，系統(tǒng)會提醒該工具需要放置的位置；在“詳細信息”子功能中，可以顯示出當時哪位庫管員把何種工具何時發(fā)出給哪位用戶等信息；在“模糊查詢”子功能中可以通過領用者姓名、工具代號和工具名稱這3種方式進行模糊匹配查詢。

（4）在“盤點”模塊中，可以實現(xiàn)對工具進行發(fā)出、歸還和報廢的統(tǒng)計，并且可以實現(xiàn)工段工位的領取工具情況的歷史記錄查詢和工具預警信息的匯總。“報廢統(tǒng)計”模塊中可以分別按照時間、班組和個人進行工具耗費情況的統(tǒng)計。在這5個子功能中均包含導出，打印、詳細信息等操作。其中，庫存預警界面如圖6所示。

（5）“系統(tǒng)管理”模塊中實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫恢復和交接班功能。定期對數(shù)據(jù)庫進行備份，可以防止數(shù)據(jù)丟失；一旦系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，可以采用數(shù)據(jù)庫恢復功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復；“交接班”子功能在不退出系統(tǒng)的情況下，實現(xiàn)庫管員之間的換班。

2.系統(tǒng)使用效果

通過應用工具管理系統(tǒng)，可以明顯地提Y+I裝設備的流轉效率，并有效節(jié)約維護工裝設備的人力成本，對整體生產(chǎn)流程達到了降本增效的有益效果。對此工具管理系統(tǒng)使用效果的評估情況統(tǒng)計與分析，所涉數(shù)據(jù)皆通過現(xiàn)場調研與記錄的方式得出。將隨機抽查20次記錄的工裝借出和歸還耗時數(shù)據(jù)繪制成柱狀圖，如圖7所示。

通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計整理可以發(fā)現(xiàn)：

（1）工裝設備的借出流程平均耗時減少1.2小時，改進率為56.3%。

（2）工裝設備的歸還流程平均耗時減少了1.1小時，改進率為50.2%。

由此可見，在應用工具室信息管理系統(tǒng)之后，工裝設備的流轉速率大幅提高，有效改進了工裝設備的管理流程，從生產(chǎn)輔助的角度對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行了有效的精益優(yōu)化，降低了生產(chǎn)有關成本，從現(xiàn)場到組織，從方法到思想，從個體到整體地對整個生產(chǎn)流程進行了優(yōu)化改進。工具室管理信息系統(tǒng)的成功應用，成了在整個企業(yè)范圍內推廣精益管理的有效促進與支持。