工廠級(jí)備件可視化管理的研究

劉平

（貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州貴陽，550008）

0 引言

在許多生產(chǎn)企業(yè)，特別是大中型生產(chǎn)企業(yè)中設(shè)備工程師大都比較頭痛備件的問題。根據(jù)筆者分析，主要原因體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一是備件管理方式落后，造成信息傳遞煩瑣；第二是沒有一種適合于設(shè)備工程師使用的備件管理軟件?；谝陨戏治龉P者認(rèn)為備件管理應(yīng)該建立在一個(gè)大框架下面：一個(gè)以內(nèi)部以太網(wǎng)為骨架、以設(shè)備主管部門為首腦、以生產(chǎn)車間為單元、以設(shè)備工程師為基礎(chǔ)的管理框架。很顯然，這種模式的關(guān)鍵在于人的因素，特別是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備工程師。作為生產(chǎn)備件的直接使用者，設(shè)備工程師是備件管理工作的基礎(chǔ)，調(diào)動(dòng)他們的積極性自然是關(guān)鍵中的關(guān)鍵[1]。和設(shè)備工程師對(duì)備件管理興趣不高形成鮮明對(duì)比的是許多人對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲卻情有獨(dú)鐘，所以筆者探索了將網(wǎng)絡(luò)游戲的某些特征引入到工廠備件管理當(dāng)中來的方法。經(jīng)過筆者的分析網(wǎng)絡(luò)游戲的主要特點(diǎn)是趣味性和操作簡(jiǎn)單，體現(xiàn)在能夠?qū)崒?shí)在在的看見操作對(duì)象即可視化，這個(gè)特征很有意義，因?yàn)楣こ處熥钍煜さ木褪乾F(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景和設(shè)備的樣式，而數(shù)量眾多的型號(hào)、生產(chǎn)廠家等繁瑣和枯燥的設(shè)備信息正是設(shè)備工程師對(duì)備件管理工作厭煩的主要原因。同時(shí)，設(shè)備點(diǎn)檢是設(shè)備工程師每天的例行工作，所以他們非常清楚什么區(qū)域的什么設(shè)備出現(xiàn)了問題，但是不一定知道其型號(hào)、生產(chǎn)廠家等信息。所以，如果能夠在備件信息平臺(tái)上引入可視化的元素（包括場(chǎng)景、對(duì)象等），讓設(shè)備工程師通過可視化的場(chǎng)景輕松地找到目標(biāo)對(duì)象，并查看庫存及其它信息，然后填寫備件申請(qǐng)發(fā)送到備件管理中心。這樣勢(shì)必能夠使備件管理在一種輕松而趣味的環(huán)境中完成，從而大大調(diào)動(dòng)人的因素，使備件管理工作差錯(cuò)減少、效率提高。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該可視化備件管理在結(jié)構(gòu)上具有較強(qiáng)的柔韌性，小到一個(gè)車間，大到一個(gè)企業(yè)都可以組織在其框架內(nèi)。其操作終端是分布在現(xiàn)場(chǎng)（或是辦公室）的裝有WINCC的計(jì)算機(jī)，它們通過內(nèi)部以太網(wǎng)連接到車間備件管理中心（庫房）的服務(wù)器上。這是車間級(jí)的管理模式；如果是企業(yè)級(jí)的備件管理，只需要將各個(gè)車間的服務(wù)器通過二級(jí)以太網(wǎng)連接到企業(yè)備件管理中心的服務(wù)器上，就可以實(shí)現(xiàn)該備件管理中心對(duì)各個(gè)車間備件的使用和庫存進(jìn)行查詢，以便對(duì)現(xiàn)有備件進(jìn)行綜合的調(diào)配和管理。本文僅以一個(gè)車間級(jí)的模式（如圖1所示，其中，小虛線框中的是車間內(nèi)某區(qū)域的控制室）。為重點(diǎn)介紹其構(gòu)成和功能。

圖1 工廠級(jí)設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)圖

2 軟件及功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 可視化的信息載體

目前，現(xiàn)代化工廠已經(jīng)廣泛使用的HMI（人機(jī)交互軟件）[2]，例如，西門子的WINCC 、的FIX 等主流的HMI工控軟件。但是遺憾的是這些軟件是為實(shí)時(shí)信號(hào)監(jiān)控設(shè)計(jì)的并沒有備件管理功能，以西門子的WINCC 為例，其提供的所有對(duì)象控件都沒有備件管理所需要的方法和屬性，更沒有和指定數(shù)據(jù)庫通訊的功能。但經(jīng)過筆者對(duì)西門子的WINCC軟件的進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)該軟件支持第三方控件[3]，即完全可以通過VC、VB等高級(jí)語言制作具有要求的屬性和方法的控件然后將其置入WINCC軟件的控件庫，使其具有完成備件管理的功能。在實(shí)踐過程中筆者發(fā)現(xiàn)要制作象WINCC 對(duì)象庫里面數(shù)量龐大而精美的可視控件工作量非常的大是非常困難的，一個(gè)折中而可行的辦法是只制作一個(gè)滿足需要的很小的按鈕控件，在畫面組態(tài)時(shí)將它布置在WINCC 庫對(duì)象的上面或是周圍，然后通過通過“自定義對(duì)象”將用戶自己創(chuàng)建的控件和WINCC上提供的可視化控件幫定，形成一個(gè)不但具有原先的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能還能夠?qū)崿F(xiàn)備件管理功能的可視化對(duì)象。

2.2 控件的創(chuàng)建

正如前面提到，實(shí)現(xiàn)可視化備件管理的關(guān)鍵是創(chuàng)建具有特定屬性和方法的可視化控件。在當(dāng)前較為主流的高級(jí)語言平臺(tái)中VisualBasic在控件制作方面較為簡(jiǎn)便。在其中的ACTIVEX開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建一個(gè)按鈕控件，其應(yīng)該具有 名稱（string類型）、型號(hào)（string類型）、當(dāng)前數(shù)量（integral類型）、下限數(shù)量（integral類型）、生產(chǎn)廠家（string類型）、擺放位置（string類型）、備注（string類型）七個(gè)屬主對(duì)象的基本屬性（要對(duì)用戶開放）和一個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)擊（on click）事件，然后在 鼠標(biāo)點(diǎn)擊（on click）事件中編寫代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)小窗體（form）的打開。在該窗體中建立和上面七個(gè)備件屬性對(duì)應(yīng)的七個(gè)文本框以及對(duì)備件記錄進(jìn)行創(chuàng)建、修改和保存的功能按鈕。這些功能按鈕實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)和車間備件管理中心數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接，在VB環(huán)境中提供的數(shù)據(jù)庫連接方式有多種，筆者選用了其中較為常用的ADODC數(shù)據(jù)庫連接方式，在其中需要申明并創(chuàng)建一個(gè)ADODC對(duì)象，并用其“Connection”方法和“ConnectionString”指定其連接的方式以及連接的數(shù)據(jù)庫（包含服務(wù)器名稱以及數(shù)據(jù)源）等目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)信息和功能按鈕對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）操作指令。最后用ADODC的“open”方法和“excute”來打開連接 和執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)庫的SQL操作[4]。在正確地完成了以上程序編寫工作以后，通過VB的向?qū)е敢涂梢陨梢粋€(gè)通用的ActiveX控件。

2.3 在WINCC 上實(shí)現(xiàn)備件管理可視化功能

在安裝有SIEMENS WINCC的設(shè)備工程師終端上，首先要根據(jù)實(shí)際需要在WINCC畫面編輯器中虛擬一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備場(chǎng)景，然后在其“組件”選項(xiàng)中根據(jù)向?qū)Ь涂梢詫⑾惹皠?chuàng)建的ActiveX控件導(dǎo)入WINCC的控件庫中，至此就可以象使用WINCC的控件庫中其它控件一樣使用它：在控件庫中找到該控件并將其拖放到屬主對(duì)象（例如畫面中一臺(tái)虛擬的電機(jī) ）上面并且在該控件屬性表內(nèi)填寫對(duì)應(yīng)的名稱、型號(hào)等屬性，然后通過 “自定義對(duì)象”將該控件與畫面上的屬主對(duì)象綁定成為一個(gè)既能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)設(shè)備對(duì)象進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行備件管理的可視化對(duì)象。用同樣的方法改造畫面上需要納入備件管理的設(shè)備虛擬對(duì)象，不需要任何真正意義上的編程，便可得到一個(gè)在現(xiàn)場(chǎng)模擬場(chǎng)景中進(jìn)行可視化備件管理的操作平臺(tái)。

3 操作方式和功能

3.1 設(shè)備工程師終端的功能

在WINCC畫面編輯器中做了以上工作并進(jìn)入到WINCC運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)后，設(shè)備工程師將可以利用它實(shí)現(xiàn)以下功能：第一，備件信息查閱：如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需要更換備件，設(shè)備工程師點(diǎn)擊可視畫面上設(shè)備對(duì)象就可以顯示備件信息窗口查閱到其當(dāng)前備件狀況：即 名稱、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、現(xiàn)有備件數(shù)量以及備件的位置；第二，備件申請(qǐng)：如果發(fā)現(xiàn)備件有問題需要更換，設(shè)備工程師只需要通過對(duì)話框輸入數(shù)量（名稱、信號(hào)等信息已經(jīng)和點(diǎn)擊的圖標(biāo)綁定），然后點(diǎn)擊備件信息畫面上的“備件請(qǐng)求”按鈕，一條包含完備信息的備件申請(qǐng)信息將立即提交到備件管理服務(wù)器上以等待備件管理人員的審核。

3.2 備件管理中心的功能實(shí)現(xiàn)

在該模式下所有備件信息都保存在備件管理中心的服務(wù)器上，所以需要在該計(jì)算機(jī)上建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和表格并通過ODBC 作為數(shù)據(jù)源向外開放[5]。其中需要建立以下幾個(gè)表格：一個(gè)備匯總件表格，用于保存車間所有備件信息；一個(gè)備件申請(qǐng)匯總表格，用于收集并保存來自各現(xiàn)場(chǎng)終端報(bào)告的備件申請(qǐng)情況，包括“設(shè)備名稱”、“型號(hào)”、“廠家”、“申請(qǐng)車間”等信息。備件管理中心管理人員根據(jù)實(shí)際情況，向工程師終端發(fā)送“等待”或是“來取”等信息。另一個(gè)表格式備件取用：到設(shè)備管理中心取備件的設(shè)備工程師簽字后，通過自己的用戶名和密碼登陸到數(shù)據(jù)庫確認(rèn)，此時(shí)，相應(yīng)備件的數(shù)目就被刷新。考慮到WINCC這類工控軟件的價(jià)格較高以及備件人員對(duì)備件的認(rèn)知特點(diǎn)，筆者認(rèn)為用文本式的人機(jī)交流方式更為適合。鑒于此要求，在備件管理中心的服務(wù)器上用一般的高級(jí)語言編程軟件（例如VB）進(jìn)行編程就可以實(shí)現(xiàn)要求的功能。VB、VC對(duì)數(shù)據(jù)庫操作的方式非常成熟，類似的范例也很多，限于篇幅本文就不再累述。