面向精益生產(chǎn)的集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)

曾鵬飛,任凱斌,張 星,史春景,郝永平

(1.沈陽理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 沈陽 110159；2.萊克電氣股份有限公司 江蘇 蘇州 215011； 3.沈陽理工大學(xué) CAD/CAM技術(shù)研究與開發(fā)中心 沈陽 110159)

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，客戶需求的個(gè)性化和多樣化，迫使制造企業(yè)不得不采用精益化、集成化等手段來響應(yīng)市場(chǎng)變化，降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)時(shí)間，從而提升核心競(jìng)爭(zhēng)力[1]。精益生產(chǎn)方式的應(yīng)用改變了企業(yè)原有的生產(chǎn)和管理方式[2-3]，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)柔性；但是，企業(yè)要想進(jìn)一步提高快速響應(yīng)制造能力，必須協(xié)調(diào)車間生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和集成化的管理模式，整合、優(yōu)化車間生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)外部的集成[4-5]。

Feng Shaw C.等提出了把制造資源庫、數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫和CAD等產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成的Agent系統(tǒng)，集成各項(xiàng)信息資源，不僅能支持計(jì)劃預(yù)測(cè)、產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)，而且能夠支持車間生產(chǎn)管理一系列活動(dòng)[6]。李麗等基于C#.NET平臺(tái)開發(fā)了基于工藝流程圖的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以工藝流程圖為核心的信息集成管理與應(yīng)用模式[7]。昌飛公司通過綜合應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、管理機(jī)制的變革等手段提高了數(shù)控車間的生產(chǎn)效率和計(jì)劃執(zhí)行力，基本構(gòu)建了數(shù)控車間數(shù)字化平臺(tái)工具、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和集成框架，為型號(hào)的批產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。

本文針對(duì)某制造型企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需求，結(jié)合精益生產(chǎn)基本理論，重組車間生產(chǎn)的管理和運(yùn)作方式，研究面向精益生產(chǎn)的集成化車間生產(chǎn)管理體系結(jié)構(gòu)，建立集成化的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程的內(nèi)外部集成，解決生產(chǎn)過程中的信息共享和交互問題，提供企業(yè)的快速響應(yīng)能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 精益生產(chǎn)方式

1.1 準(zhǔn)時(shí)制(JIT)

在離散型制造業(yè)中，機(jī)加和裝配是必不可少的環(huán)節(jié)，精益生產(chǎn)對(duì)于這種生產(chǎn)方式效率的提高有著很大的促進(jìn)作用。精益生產(chǎn)起源于準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)方式JIT，JIT又稱豐田生產(chǎn)方式，是一種拉式生產(chǎn)方式，由日本豐田汽車公司的大野耐一從美國的超市得到啟發(fā)而推出，JIT生產(chǎn)方式有以下幾個(gè)特征[9]：

(1)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，就是在需要的時(shí)間，按照需要的數(shù)量生產(chǎn)需要的產(chǎn)品，其生產(chǎn)指令主要通過看板來實(shí)現(xiàn)。

(2)拉式生產(chǎn)方式，生產(chǎn)指令只下達(dá)到最后一道工序，用看板進(jìn)行信息拉動(dòng)，信息流從最后一道工序逆流而上到第一道工序。實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)量與計(jì)劃完全一致，既不多生產(chǎn)也不少生產(chǎn)。

(3)合理配置各生產(chǎn)線和生產(chǎn)單元的作業(yè)人數(shù)，根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整，達(dá)到“少人化”生產(chǎn)。

(4)優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少無價(jià)值的活動(dòng)，消除生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)。減少半成品和在制品的數(shù)量，壓縮庫存。

(5)進(jìn)行多品種混流生產(chǎn)，培養(yǎng)多技能工，采用小組工作模式和并行工程方式。

1.2 精益生產(chǎn)主要技術(shù)手段

精益是從顧客的角度來研究?jī)r(jià)值流的增值，致力于降低成本并滿足顧客的需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，消除生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)造成的浪費(fèi)。把精益生產(chǎn)理論融入到集成化系統(tǒng)中，減少信息的無用傳遞，提高信息的利用率，合理制定生產(chǎn)計(jì)劃，以達(dá)到按需生產(chǎn)。精益生產(chǎn)包含多種管理方法，主要手段包括[10]：

(1)目視化管理：為了使問題直觀化，操作人員和管理人員能夠明確出現(xiàn)的問題和改進(jìn)的目標(biāo)，通過可以發(fā)出視覺信號(hào)的工具，使信息迅速而準(zhǔn)確的傳遞，有利于提高工作效率。目視化管理的工具有信號(hào)燈、區(qū)域規(guī)劃、標(biāo)識(shí)、儀器圖示和看板等，其中看板系統(tǒng)是目視化管理的主要工具。

(2)防錯(cuò)設(shè)計(jì)：通過控制方法可以進(jìn)行糾錯(cuò)，即通過使用指示錯(cuò)誤的報(bào)警機(jī)制防止人為錯(cuò)誤，可以通過工具或夾具保證產(chǎn)品不會(huì)被裝錯(cuò)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要保證其不會(huì)被錯(cuò)誤的使用。防錯(cuò)設(shè)計(jì)需要使用能檢測(cè)錯(cuò)誤零件的機(jī)械裝置，當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)或自動(dòng)停機(jī)。

(3)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化：作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化追求的是準(zhǔn)確、高效、流暢的完成生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是達(dá)到完美過程最重要的技術(shù)。在生產(chǎn)過程中如何能夠達(dá)到JIT所要求的準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)，重點(diǎn)就在于作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定和完善。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、制作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)順序及其方法的標(biāo)準(zhǔn)、檢查方法和判定基準(zhǔn)、包裝及前后工序的銜接等廣泛的范圍。

(4)快速換模：設(shè)備生產(chǎn)不同產(chǎn)品所需要的調(diào)整時(shí)間過長(zhǎng)是多品種小批量生產(chǎn)需要解決的主要問題。換模主要分為內(nèi)部換模和外部換模，內(nèi)部換模是在機(jī)器停止后才能進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整，它是影響換模時(shí)間的主要原因。外部換模是在機(jī)器運(yùn)行時(shí)就對(duì)下一種產(chǎn)品的加工做準(zhǔn)備。要減少換模時(shí)間就要分清楚哪些是外部換模，哪些是內(nèi)部換模，把更多的內(nèi)部換模調(diào)整到外部換模。

(5)生產(chǎn)線合理布局：生產(chǎn)線布局的不合理將會(huì)直接影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)周期，精益目標(biāo)下的布局是為了使作業(yè)流水化，縮短搬運(yùn)距離，各工序有機(jī)結(jié)合并把相關(guān)工序集中放置。

2 企業(yè)車間生產(chǎn)管理分析

2.1 企業(yè)車間管理信息化現(xiàn)狀

通過對(duì)某制造型企業(yè)的調(diào)研得知，該企業(yè)屬于離散型制造業(yè)，在生產(chǎn)管理信息傳遞、快速響應(yīng)方面存在較多問題。企業(yè)從上到下各部門之間信息傳遞不夠順暢。企業(yè)的車間管理和生產(chǎn)計(jì)劃之間的信息交流不暢通。裝配車間和機(jī)加車間之間的數(shù)據(jù)傳遞以及傳遞方式有待重新解決，主要問題有以下幾個(gè)方面：

(1)車間信息化建設(shè)滯后，車間生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)還是手工記錄，很難使數(shù)據(jù)及時(shí)有效地傳遞給管理層，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也得不到保證。生產(chǎn)部等部門不能及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，很難及時(shí)處理，造成大量浪費(fèi)。

(2)生產(chǎn)計(jì)劃管理和調(diào)度方面，仍然停留在簡(jiǎn)單的推式計(jì)劃，而且生產(chǎn)計(jì)劃不均衡，波動(dòng)性大，有時(shí)候產(chǎn)品需要生產(chǎn)的數(shù)量很少，員工大多數(shù)時(shí)間沒有工作，設(shè)備也處于閑置狀態(tài)。有時(shí)產(chǎn)品需要生產(chǎn)的數(shù)量又非常的多，為保證產(chǎn)品能夠及時(shí)交貨，又需要通過加班來保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，在交貨期前完成生產(chǎn)，也使得生產(chǎn)設(shè)備、員工超負(fù)荷工作。當(dāng)產(chǎn)品需求有變化時(shí)，不能及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，導(dǎo)致生產(chǎn)不能及時(shí)、有效的進(jìn)行。

(3)車間布局不夠合理，噪音較大，而且工具、材料等的擺放雜亂無章，半成品和在制品數(shù)量較多。無用的工裝夾具、物料都堆放在生產(chǎn)線上，工具的擺放無序，工人們對(duì)于工具的拿取不夠方便，增加了尋找的時(shí)間，而且有可能造成工具的丟失。

(4)缺乏有效地?cái)?shù)據(jù)管理工具，采用Excel表格等來保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容易丟失，不方便進(jìn)行處理和分析。沒有專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理軟件，增加了數(shù)據(jù)的保存、處理和管理的難度。

(5)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析水平有待提高，質(zhì)量數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)工作仍需要人工處理，質(zhì)量數(shù)據(jù)繁多，工作量大，不能及時(shí)的反應(yīng)出生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題。出現(xiàn)了不良品或廢品，不能準(zhǔn)確的找出原因并及時(shí)改正，使產(chǎn)品質(zhì)量很難得以保證。

2.2 企業(yè)車間生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程

企業(yè)根據(jù)任務(wù)計(jì)劃或生產(chǎn)訂單由計(jì)劃部制定本年度的生產(chǎn)計(jì)劃大綱，生產(chǎn)部根據(jù)生產(chǎn)能力制定年度、季度和月份生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)送給各個(gè)分廠，分廠生產(chǎn)科計(jì)劃人員分解分廠的生產(chǎn)計(jì)劃，為每個(gè)車間制定出能夠執(zhí)行的、符合實(shí)際情況的每周、每日生產(chǎn)計(jì)劃。與此同時(shí)，生產(chǎn)計(jì)劃也會(huì)下發(fā)到各分廠材料室，材料人員根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃準(zhǔn)備生產(chǎn)所需要的物料，發(fā)放到各生產(chǎn)班組。如果各分廠材料不足就需要向采購部門申請(qǐng)領(lǐng)取物料，采購部根據(jù)庫存實(shí)際情況進(jìn)行物料發(fā)放或材料不足進(jìn)行外購。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，技術(shù)部把相應(yīng)的圖紙，加工工藝信息等發(fā)放到分廠相應(yīng)單位。同時(shí)分廠根據(jù)加工工藝信息準(zhǔn)備相應(yīng)的工具工裝。如果需要的是已經(jīng)有的工裝夾具，按需求直接準(zhǔn)備就可以。如果是需要新的工具工裝，就需要判斷是否能自制，如果能自制就委派相應(yīng)分廠制造。如果不能自制，就需要向采購部門申請(qǐng)采購。當(dāng)物料、工具工裝、設(shè)備都準(zhǔn)備齊全，工人按照派工單去相應(yīng)科室領(lǐng)取工藝圖紙和相關(guān)的工具工裝、材料，然后進(jìn)行加工。企業(yè)車間生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程，如圖1所示。

圖1 車間生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程

2.3 精益生產(chǎn)集成化系統(tǒng)模型

通過調(diào)研企業(yè)車間生產(chǎn)的各管理業(yè)務(wù)功能并根據(jù)離散型制造業(yè)的特點(diǎn)，把精益管理思想融入到各模塊之中，建立了基于精益生產(chǎn)的集成化系統(tǒng)模型[11]，如圖2所示。

圖2 精益集成化生產(chǎn)管理模型

(1)精益計(jì)劃：根據(jù)客戶需求的不斷變化制定，通過實(shí)時(shí)的訂單和銷售情況制定滾動(dòng)生產(chǎn)計(jì)劃。零件的需求計(jì)劃基于物料清單BOM(Bill of Material)，可以通過不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來減少BOM的層級(jí)，達(dá)到減少中間在制品庫存的目的。通過采購訂單與供應(yīng)商通信，采用生產(chǎn)看板來傳遞生產(chǎn)計(jì)劃并指導(dǎo)生產(chǎn)。優(yōu)化計(jì)劃排程，可以根據(jù)需求變化來適當(dāng)變更，以達(dá)到準(zhǔn)時(shí)交貨。

(2)精益采購：與供應(yīng)商建立良好的合作關(guān)系，通過滾動(dòng)采購計(jì)劃來制定相應(yīng)的采購訂單。生產(chǎn)周期較短并且易于得到的物料基于看板來采購，利用物料需求計(jì)劃MRP(Material Requirement Planning)等來支持具有較長(zhǎng)提前期的物料需求。采購看板可以分為按單看板和補(bǔ)充看板，當(dāng)物料達(dá)到需要補(bǔ)充的條件，相應(yīng)的看板就發(fā)出，通知供應(yīng)商供應(yīng)物料。

(3)精益生產(chǎn)：綜合大量生產(chǎn)與單件生產(chǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多品種小批量的生產(chǎn)，提高庫存周轉(zhuǎn)率，以便更好的適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。通過看板來控制生產(chǎn)，當(dāng)有生產(chǎn)看板時(shí)才觸發(fā)生產(chǎn)活動(dòng)。在生產(chǎn)車間通過全面設(shè)備維護(hù)和低成本自動(dòng)化等手段改善生產(chǎn)條件。在生產(chǎn)過程中要保證生產(chǎn)的均衡化，各工序間的同步化，縮短換模時(shí)間，進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

(4)精益銷售：基于客戶的實(shí)際需求，通過訂單來觸發(fā)產(chǎn)品的生產(chǎn)。通過接受的訂單，當(dāng)同類商品達(dá)到生產(chǎn)條件時(shí)形成一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃。需要和生產(chǎn)部門、采購部門進(jìn)行溝通，對(duì)生產(chǎn)能力和原材料做評(píng)估和準(zhǔn)備。對(duì)于生產(chǎn)周期較長(zhǎng)的產(chǎn)品，如不能滿足交貨期，可以適當(dāng)臨時(shí)建立一定的成品庫存，用看板來控制成品的發(fā)貨。

2.4 車間生產(chǎn)管理信息集成

車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)內(nèi)部集成主要包括車間計(jì)劃調(diào)度管理，工藝工裝管理，車間設(shè)備管理，車間工具管理、人員管理，車間質(zhì)量管理，異常信息管理，車間物料管理，車間報(bào)表管理等子功能模塊之間的信息流集成，如圖3所示。

圖3 車間生產(chǎn)管理信息流集成

車間管理系統(tǒng)功能集成，以車間計(jì)劃調(diào)度管理為核心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理過程的精益化，減少信息的浪費(fèi)傳遞，使生產(chǎn)信息能夠快速準(zhǔn)確的交互。通過各子系統(tǒng)的集成，車間生產(chǎn)所需要的工具、物料、設(shè)備、人員可以根據(jù)車間生產(chǎn)計(jì)劃信息及時(shí)配備齊全，同時(shí)各子系統(tǒng)產(chǎn)生的庫存狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、工具使用狀態(tài)以及人員的信息能夠及時(shí)反饋給生產(chǎn)調(diào)度，為其更變調(diào)整提供支持。通過車間質(zhì)量管理能夠嚴(yán)格監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)半成品、成品及廢品情況，形成質(zhì)量報(bào)表，方便檢驗(yàn)生產(chǎn)計(jì)劃完成情況。通過車間成本管理與車間計(jì)劃信息、返工返修、人員工時(shí)、工具和物料消耗等信息的集成，實(shí)現(xiàn)車間成本的精益化管理。

3 精益集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)集成化系統(tǒng)各子系統(tǒng)的不同功能特點(diǎn)，利用上述章節(jié)討論的相關(guān)技術(shù)，為使系統(tǒng)用戶操作方便，系統(tǒng)便于開發(fā)和維護(hù)，增強(qiáng)可移植性和可擴(kuò)展性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)體系結(jié)構(gòu)，采用三層結(jié)構(gòu)模式，即用戶界面層、邏輯功能層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。系統(tǒng)的體系架構(gòu)如圖4所示。

圖4 車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)用戶界面：系統(tǒng)與外界溝通的橋梁，通過JSP等動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)使系統(tǒng)功能界面操作簡(jiǎn)單，用戶只需要使用瀏覽器就可以向相關(guān)功能發(fā)送請(qǐng)求指令并傳遞到服務(wù)器，輸出從功能邏輯層返回的各類數(shù)據(jù)，顯示用戶的請(qǐng)求信息。

(2)邏輯功能：包含集成化系統(tǒng)各功能模塊，部署在Web服務(wù)器上，提供各項(xiàng)業(yè)務(wù)邏輯的處理方法。通過Servlet等控制從用戶發(fā)送過來的請(qǐng)求，并將業(yè)務(wù)處理結(jié)果以動(dòng)態(tài)的形式返回到用戶層，并且結(jié)合JSP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的處理。提供系統(tǒng)安全機(jī)制，授權(quán)系統(tǒng)用戶的權(quán)限，符合權(quán)限才可以調(diào)用相關(guān)組件進(jìn)行業(yè)務(wù)查詢和處理。

(3)數(shù)據(jù)服務(wù)：存儲(chǔ)集成系統(tǒng)不同種類的數(shù)據(jù)，并對(duì)信息進(jìn)行管理，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，減少數(shù)據(jù)冗余。通過數(shù)據(jù)庫訪問組件JDBC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)功能邏輯層對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的處理所需要數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。并且可以通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)和其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息的訪問，這可以通過把數(shù)據(jù)庫訪問接口程序封裝在JavaBean代碼中實(shí)現(xiàn)，這也可以使數(shù)據(jù)訪問和操作簡(jiǎn)單，并且增強(qiáng)代碼的復(fù)用性。

3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述離散型制造企業(yè)的現(xiàn)狀調(diào)查和問題分析，根據(jù)生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求，結(jié)合精益生產(chǎn)理論，將集成化系統(tǒng)分為八個(gè)功能模塊，分別是計(jì)劃管理、工藝設(shè)計(jì)管理、采購管理、質(zhì)量管理、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理、庫存管理、銷售管理和系統(tǒng)管理；集成化功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。

(1)計(jì)劃管理：計(jì)劃是指導(dǎo)生產(chǎn)的核心，根據(jù)企業(yè)制定的年度生產(chǎn)計(jì)劃大綱，結(jié)合訂單來制定主生產(chǎn)計(jì)劃，并根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃制定好各分廠的零件計(jì)劃和裝配計(jì)劃。計(jì)劃管理還包括物料需求計(jì)劃、滾動(dòng)周計(jì)劃和生產(chǎn)看板管理，在系統(tǒng)中要保證各類計(jì)劃的透明度和實(shí)時(shí)性，計(jì)劃有變動(dòng)要能快速反應(yīng)，并通過生產(chǎn)看板實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的拉動(dòng)。

(2)工藝設(shè)計(jì)管理：對(duì)產(chǎn)品的加工工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行制定和管理，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)BOM管理，產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理、加工工藝標(biāo)準(zhǔn)管理、工時(shí)定額等數(shù)據(jù)的制定和管理。優(yōu)化產(chǎn)品的加工工序，改進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝，并配套好各工序需要的工具和設(shè)備，向著均衡化生產(chǎn)和單元生產(chǎn)邁進(jìn)。

(3)采購管理：根據(jù)庫存和生產(chǎn)需要情況，采購管理功能包括采購訂單和計(jì)劃管理、采購估算、采購看板管理等，和以往的采購模式不同，精益生產(chǎn)的采購要遵循小批量、根據(jù)生產(chǎn)需求多次采購原則，避免采購多余的物料來形成不必要的庫存，采用小批量采購看板模式。

(4)質(zhì)量管理：在生產(chǎn)過程中，不管是零件還是成品裝配，都要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，車間檢驗(yàn)人員根據(jù)工序工藝要求檢驗(yàn)重要工序，如有異常情況需通知技術(shù)人員及時(shí)處理，并對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行記錄，包括不合格品、超差品、工廢、料廢等情況的分類，上報(bào)給質(zhì)量部門，分析其產(chǎn)生原因，生成質(zhì)量完成情況統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

(5)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理：包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋、看板控制、調(diào)度管理、工人工時(shí)統(tǒng)計(jì)、工藝圖紙查看和工具設(shè)備管理等功能。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃組織好生產(chǎn)調(diào)度和具體的作業(yè)計(jì)劃，平衡各工序生產(chǎn)能力，采集底層數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)完成情況等報(bào)表提供數(shù)據(jù)。根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況可以組成生產(chǎn)單元，實(shí)現(xiàn)單元化生產(chǎn)。

(6)庫存管理：包括設(shè)備備件管理、產(chǎn)品出庫管理、外協(xié)件和自制件的入庫管理、庫號(hào)庫位管理等。生產(chǎn)計(jì)劃和采購計(jì)劃的制定對(duì)庫存的影響很重要，庫存是精益生產(chǎn)最大的浪費(fèi)之一，通過管理技術(shù)手段減少庫存量，通過均衡化生產(chǎn)來減少成品庫存，通過準(zhǔn)時(shí)采購和小批量多次采購減少原材料和外購件庫存。

圖5 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

(7)銷售管理：客戶需求是拉動(dòng)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的動(dòng)力，可以通過系統(tǒng)建立自己的需求訂單，接受客戶的需求訂單，并把需求訂單記錄在銷售訂單管理模塊里進(jìn)行歸類整理。當(dāng)同一類的產(chǎn)品達(dá)到發(fā)貨標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，并且與客戶的需求日期一致時(shí)，就可以建立一個(gè)發(fā)貨計(jì)劃。主要包括客戶管理、銷售訂單管理、成品發(fā)貨管理和客戶賬單查詢等功能。

(8)系統(tǒng)管理：包括用戶信息管理、角色權(quán)限管理、日志記錄管理和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件等功能。對(duì)系統(tǒng)的用戶進(jìn)行授權(quán)管理，將用戶劃分為不同角色，并賦予其不同操作權(quán)限，確保系統(tǒng)為授權(quán)人員所登錄使用，防止系統(tǒng)因非法操作而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改或破壞，尤其是軍工制造類企業(yè)，系統(tǒng)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)和信息必須加以嚴(yán)格控制。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件列表了一些相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)管理、產(chǎn)品制造等相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，供系統(tǒng)用戶查閱和參考。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系，如圖6所示。各數(shù)據(jù)庫表格在數(shù)據(jù)庫中建立好之后，要找到有數(shù)據(jù)交互的表之間的聯(lián)系，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)的集成，主要包括用戶基本信息表、權(quán)限表、部門角色表、主生產(chǎn)計(jì)劃表、月份生產(chǎn)計(jì)劃表、月份計(jì)劃完成情況表、質(zhì)量指標(biāo)完成情況表、不合格品通知單、質(zhì)量檢驗(yàn)記錄表、生產(chǎn)異常信息表、設(shè)備故障信息表、設(shè)備維修計(jì)劃表等。數(shù)據(jù)之間關(guān)系的清晰和明確，有利于增進(jìn)業(yè)務(wù)流程的順暢，有業(yè)務(wù)聯(lián)系和信息交互的功能通過各表之間的聯(lián)系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

4 系統(tǒng)實(shí)施

基于精益生產(chǎn)相關(guān)理論和技術(shù)，完成了集成化系統(tǒng)的模型和各功能模塊、業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)；在考慮滿足系統(tǒng)的使用條件和運(yùn)行環(huán)境需遵循的原則下，實(shí)現(xiàn)了精益集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)施。選用Windows 7操作系統(tǒng)，基于J2EE框架和MVC模式開發(fā)，采用B/S模式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用服務(wù)器選用Tomcat 6.0及以上版本，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用Microsoft SQL Server 2008，瀏覽器采用Mozilla Firefox、IE 8.0及以上版本。

如圖7所示為系統(tǒng)成功登錄后顯示的相關(guān)功能界面截圖。用戶根據(jù)登錄ID和密碼登錄系統(tǒng)，后臺(tái)服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行驗(yàn)證，登錄ID根據(jù)人員所在的部門和個(gè)人編號(hào)組成，不同用戶被系統(tǒng)分配了不同的角色，系統(tǒng)根據(jù)ID自動(dòng)識(shí)別不同的角色來使用戶進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。主界面包括公共信息查看，事務(wù)處理面板，用戶可以看到已經(jīng)發(fā)布的公共信息，并通過需辦事項(xiàng)來進(jìn)行相應(yīng)事務(wù)的處理。如圖8所示為車間生產(chǎn)計(jì)劃的查看功能，系統(tǒng)中生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊可以制定企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃，如年度計(jì)劃、季度計(jì)劃，各分廠月份生產(chǎn)計(jì)劃等，各分廠接到計(jì)劃系統(tǒng)傳遞過來的廠級(jí)計(jì)劃再制定相應(yīng)的車間生產(chǎn)計(jì)劃和具體的生產(chǎn)調(diào)度，審核通過后的車間計(jì)劃就會(huì)通過本系統(tǒng)發(fā)送到各個(gè)車間，以供查詢和瀏覽。

圖8 車間生產(chǎn)計(jì)劃查看

5 結(jié)束語

本文針對(duì)離散型制造企業(yè)在生產(chǎn)車間管理的需求，通過系統(tǒng)需求分析和業(yè)務(wù)流程建模，基于精益生產(chǎn)構(gòu)建了集成化的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等，基于J2EE平臺(tái)和采用Java Web編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫訪問組件和集成化系統(tǒng)的開發(fā)。通過信息的有效集成和傳遞，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)異常信息、設(shè)備工具、質(zhì)量等生產(chǎn)過程中相關(guān)信息進(jìn)行了有效的集成，能夠更好的整合生產(chǎn)過程中所用到的資源，優(yōu)化資源配置，提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

[1] 史春景,郝永平.面向制造企業(yè)的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)[J].沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(3):32-35.

[2] Nunes F,Vaccaro G,Junior J.The development of the Hyundai Production System:the historical evolution[J].Journal of Manufacturing Systems,2017 (43):47-57.

[3] 李月,李明穎,王德權(quán),等.精益生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線看板管理研究與應(yīng)用[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2017(3):154-157.

[4] 王軍強(qiáng),孫樹棟,司書賓,等.組件化和集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2006,12(2):231-239.

[5] 蔣研川,龔小容,尹超.摩托車零部件企業(yè)集成化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成框架及實(shí)現(xiàn)技術(shù)[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(8):71-79.

[6] Feng Shaw C,Stouffer Keith A,Jurrens Kevin K.Manufacturing planning and predictive process model integration using software agents[J].Advanced Engineering Informatics,2005,19(2):135-142.

[7] 李麗,吉武俊,武照云,等.基于工藝流程圖的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2017(1):148-151.

[8] 蔣啟梅.數(shù)控車間生產(chǎn)管理集成系統(tǒng)應(yīng)用[J].航空制造技術(shù),2011(7):52-55.

[9] 呂建中,王玉,曹留峰.精益管理-21世紀(jì)的主流管理模式[M].青島:青島出版社,2009.

[10] 劉勝軍.精益管理與現(xiàn)代IE[M].深圳:海天出版社,2013.

[11] 張星,曾鵬飛,郝永平.面向離散型制造業(yè)精益生產(chǎn)管理集成化系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2015,37(17):18-21.