離散數(shù)控車間刀具信息管理系統(tǒng)研究

路婷婷 周麗娟

【摘 要】分析離散數(shù)控車間傳統(tǒng)刀具管理存在的問題，梳理刀具信息管理流程，基于C/S架構(gòu)研究和開發(fā)了一套車間刀具信息管理系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)主要功能模塊、業(yè)務(wù)流程、后臺數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及與其他系統(tǒng)集成集成接口。

【關(guān)鍵詞】離散車間;刀具信息管理;C/S結(jié)構(gòu);數(shù)據(jù)庫

中圖分類號： TP315文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）02-0206-002

刀具是制造企業(yè)不可或缺的重要生產(chǎn)資源。隨著數(shù)控加工設(shè)備在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，與之配套使用的刀具數(shù)量不斷增加，種類也不斷增多。庫存數(shù)量的愈加龐大，逐漸反映出傳統(tǒng)人工管理的效率低下，刀具查找，刀具選配以及借用、歸還等都會消耗大量的時間。因刀具缺乏造成的停工成為現(xiàn)代數(shù)控車間的生產(chǎn)瓶頸，影響車間加工效率提升，造成生產(chǎn)成本增加。為了更好地對車間刀具進行管理，開發(fā)相應(yīng)的刀具管理系統(tǒng)軟件勢在必行。

根據(jù)生產(chǎn)需要，大量刀具頻繁地在刀具庫房、機床及刃磨間之間流動和交換。刀具流程管理不夠完善，在刀具借用和庫房轉(zhuǎn)移等環(huán)節(jié)上，不能夠?qū)⒇?zé)任落實給每個人，如出現(xiàn)刀具丟失等問題時，企業(yè)無法追回損失。刀具信息管理的目的就是對基于刀具流通使用流程進行有效管控，保證各流程刀具信息準確、交互順暢，減少刀具準備時間，提升有限刀具資源的利用率。因此，本文提出一種基于流程控制的刀具信息管理系統(tǒng)設(shè)計方案。

基于流程控制的刀具信息管理可劃分為刀具靜態(tài)信息管理及刀具動態(tài)信息管理。刀具靜態(tài)信息的管理主要是刀具參數(shù)的管理，在刀具入庫之初就能確定，刀具參數(shù)是工藝人員制定選刀方案的參考，參數(shù)的不準確會導(dǎo)致刀具采購需求增加，不僅造成刀具庫存的積壓，采購周期延長還會直接影響生產(chǎn)進度。刀具動態(tài)信息的管理主要對刀具入出庫、刃磨、報廢等流通使用過程不斷變化的信息進行管理。準確的刀具動態(tài)信息管理對于追溯刀具生命周期，統(tǒng)計分析刀具EVA等提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)是兩種常用的軟件架構(gòu)。C/S架構(gòu)（Client/Server，客戶機/服務(wù)器），與B/Sjia構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）相比，通過在客戶端和服務(wù)器端科學(xué)合理地分別分配任務(wù)，從而降低了系統(tǒng)通訊開銷，且操作簡便，開發(fā)難度小?？紤]到刀具管理系統(tǒng)只面向企業(yè)內(nèi)部用戶，應(yīng)用部署范圍有限，從安全性和系統(tǒng)性能方面選擇C/S架構(gòu)。

2 刀具信息管理流程分析

數(shù)控車間的刀具由上級采購部門進行統(tǒng)一采購，下發(fā)到車間后由保管人員接收并存放在總庫房。根據(jù)各部門的需求情況，保管人員將調(diào)撥部分刀具到各分庫房。航空制造企業(yè)多為離散型生產(chǎn)模式，因此在刀具借用時采用配送方式進行。工人根據(jù)自己的實際生產(chǎn)，提出配刀申請，寫明配送地點及需求時間。根據(jù)工藝規(guī)程勾選刀具列表。配送人員接收配送申請信息后，按照刀具列表信息到各分庫房借用刀具。刀具領(lǐng)用齊全，配送人員將刀具送往調(diào)刀室進行調(diào)刀，在調(diào)刀過程中對刀具附件進行關(guān)聯(lián)出庫。調(diào)刀完成，進行刀具測量，填寫測刀數(shù)據(jù)。測刀完成后由配送人員按時將刀具配送到指定工作地點，由工人接收確認。刀具入庫工作流程同樣，由工人發(fā)起歸還申請，配送人員接收確認并送調(diào)刀室拆解后，送庫房入庫。配送申請信息至此關(guān)閉。需要刃磨及報廢的刀具，由庫房保管人員統(tǒng)一進行操作。

3 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)刀具信息管理流程可將系統(tǒng)劃分為如圖所示功能模塊。

系統(tǒng)管理模塊主要進行系統(tǒng)用戶的增刪改查、用戶數(shù)據(jù)權(quán)限及菜單權(quán)限的劃分。對于有多個庫房的車間，不同的保管人員賦予不同的庫房權(quán)限，僅能對有權(quán)限的庫房進行刀具信息的管理，互不干涉，互不影響。對于不同部門的用戶賦予不同的菜單權(quán)限，僅可操作本職能下的業(yè)務(wù)流程。

基礎(chǔ)信息維護模塊，即刀具靜態(tài)信息管理模塊，包括工具類別管理、刀具參數(shù)信息管理、借用數(shù)量限定、安全庫存設(shè)定及預(yù)警及出入庫類型維護四大功能。工具類別維護不僅是對種類的簡單劃分，還包含每個種類刀具規(guī)格參數(shù)的定義，不同供應(yīng)商提供的規(guī)格信息不統(tǒng)一，導(dǎo)致參數(shù)管理混亂，規(guī)范化的規(guī)格定義將有效提高刀具查找效率。借用數(shù)量及安全庫存的設(shè)定，使得庫存和在用的刀具得到有效控制，降低刀具成本。出入庫類型管理功能將流程涉及的刀具出入庫類型統(tǒng)一管理，根據(jù)實際要求，可設(shè)定每種出庫流程類型下刀具限定的使用時間。對即將達到限定使用期限的刀具進行特殊標注并提醒借用人;一旦超過限定時間，管理者將根據(jù)管理規(guī)定進行處罰。這一功能有效促進刀具流通使用，提高利用率。

庫房庫位管理模塊，可根據(jù)實際需要進行庫房庫位的增刪。刀具庫存管理模塊和配送信息管理模塊，即刀具動態(tài)信息管理模塊。出庫管理和入庫管理功能包括刀具的配送出入庫、刃磨出入庫、報廢出庫等操作。配送卡片查詢及處理功能下，不同角色的人員查詢和處理不同狀態(tài)的配送卡片，流程變化配送卡片狀態(tài)隨之發(fā)生變化。工人查詢功能下，工人可查看自己當(dāng)前借用的配送卡片及刀具信息列表，可進行歸還申請，也可進行換刀申請，即在加工同一零件時因刀具無法滿足加工要求時，直接進行刀具更換，無需再重新提交配送申請，簡化流程，提高效率。配送關(guān)系維護是將配送工與不同設(shè)備進行綁定，每臺設(shè)備的刀具由專人負責(zé)配送，保證配送的時效性。

統(tǒng)計信息查詢模塊給用戶提供刀具信息流水記錄及庫房定期清點盤點功能，對刀具歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析對比。

4 后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行存儲。以刀具靜態(tài)信息和刀具動態(tài)信息為分類原則建立數(shù)據(jù)表，每個數(shù)據(jù)表設(shè)定唯一主鍵，通過主鍵各數(shù)據(jù)表相互關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程在操作后臺數(shù)據(jù)庫時盡可能減少靜態(tài)信息數(shù)據(jù)改動，而動態(tài)信息數(shù)據(jù)記錄完整。

在系統(tǒng)完成刀具信息管理業(yè)務(wù)流程將數(shù)據(jù)寫入輸入數(shù)據(jù)庫的過程中，有時會因為網(wǎng)絡(luò)故障等原因產(chǎn)生無效數(shù)據(jù)或?qū)﹃P(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表的修改不一致的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫發(fā)生紊亂，破壞數(shù)據(jù)的完整性。保證數(shù)據(jù)存儲的正確和完整，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中必須考慮的重要因素之一。在完成數(shù)據(jù)庫需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，通過定義索引、約束、標識、規(guī)則、默認值、允許空、觸發(fā)器等數(shù)據(jù)屬性來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的完整。以刀具出庫流程為例，當(dāng)?shù)毒叱鰩鞎r，刀具庫存數(shù)量減少，記錄一條刀具出庫流水賬等，此時需要操作刀具庫存總表，刀具詳細庫存表，刀具出庫流水記錄表以及在外刀具列表等多個數(shù)據(jù)表。為保證每一個表中數(shù)據(jù)記錄準確和完整，可通過定義存儲過程，利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自帶的事務(wù)回滾機制，多表聯(lián)動，提高數(shù)據(jù)庫操作的安全性和執(zhí)行效率。

5 與其他系統(tǒng)集成

刀具信息管理系統(tǒng)是數(shù)控車間信息化系統(tǒng)的重要組成部分?；谄髽I(yè)局域網(wǎng)，將刀具管理系統(tǒng)與工藝管理系統(tǒng)（CAPP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、分布式數(shù)控系統(tǒng)（DNC）系統(tǒng)以及企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）建立數(shù)據(jù)接口及業(yè)務(wù)接口，在刀具選擇、參數(shù)傳遞、物流配送、成本統(tǒng)計等業(yè)務(wù)上，實現(xiàn)刀具管理與上下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及車間內(nèi)部業(yè)務(wù)的集成。建立覆蓋刀具應(yīng)用信息和工藝信息、計劃信息、加工信息、經(jīng)營信息等相互融合的綜合信息化系統(tǒng)集成環(huán)境，

6 結(jié)束語

本文根據(jù)離散數(shù)控車間生產(chǎn)特點，梳理刀具信息管理流程，設(shè)計并開發(fā)了一套基于流程控制的刀具信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)功能涵蓋刀具基礎(chǔ)信息管理、刀具庫存管理、刀具配送管理、刀具成本統(tǒng)計等，幫助車間實現(xiàn)刀具管理流程再造和標準化，實現(xiàn)了刀具管理信息化、無紙化。提出將該系統(tǒng)與其他企業(yè)信息管理系統(tǒng)集成，使得計劃生產(chǎn)管理信息更流暢，更有利于制造資源的集成和共享，從而降低因缺少刀具而造成的生產(chǎn)停滯，進一步提高生產(chǎn)效率，提升企業(yè)信息化水平。

【參考文獻】

[1]方柏鑫，房志亮.面向離散制造業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化.2013，4：24-26.

[2]孫增明，葉伯生.數(shù)控車間刀具信息集成管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].工具技術(shù)，2007，41：54-57.

[3]周勇，劉金山，陳世英，何杰.面向MES的航天機加車間刀具集成管理系統(tǒng)設(shè)計[J].制造業(yè)自動化2015-09（下）：48-52.

[4]唐競，鄧清偉，張濤，等.加強數(shù)控刀具管理促進數(shù)控機床增效[J].航空制造技術(shù)，2010（22）：64-68.

[5]劉志忠，孫怡曉，楊永茂，楊濤.刀具信息管理系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造工程，2014，3：45-48.

[6]李隆昌（導(dǎo)師：宋豫川;雷琦）.數(shù)字化車間刀具管理系統(tǒng)研究與開發(fā).重慶大學(xué)碩士論文.