機(jī)械制造車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)研究

朱知法 鄭獻(xiàn)輝

摘? 要：根據(jù)生產(chǎn)、生產(chǎn)流程特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)管理體系的整體架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì) CAD模型、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)任務(wù)分配等技術(shù)進(jìn)行了探討。通過(guò)實(shí)踐證明，本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地更新各種產(chǎn)品，并能使生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)

引言：車(chē)間生產(chǎn)信息化是實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化與工業(yè)化深度融合的重要標(biāo)志。目前我國(guó)的車(chē)間信息化系統(tǒng)主要集中在 ERP、設(shè)備自動(dòng)化等方面，缺乏信息化、實(shí)時(shí)的管理，在決策層面和設(shè)備控制層面上往往會(huì)發(fā)生信息的傳遞中斷。

1.車(chē)間生產(chǎn)業(yè)務(wù)分析

在進(jìn)行這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)車(chē)間的生產(chǎn)操作和工藝特性進(jìn)行分析。在中小型機(jī)械制造企業(yè)，車(chē)間人員由車(chē)間主任、班組長(zhǎng)和職工構(gòu)成，由三個(gè)層次的縱向管理構(gòu)成。車(chē)間的作業(yè)具有三個(gè)主要特征：一是在制造過(guò)程中，必須同時(shí)進(jìn)行多道工序，每道工序都是平行的或連續(xù)的;其次是全面檢驗(yàn)產(chǎn)品的全流程;最后是要根據(jù)員工的熟練程度、生產(chǎn)時(shí)間等因素來(lái)安排工作。本文針對(duì)車(chē)間的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以流程圖描述了產(chǎn)品的加工流程;設(shè)計(jì)多階段、自檢、他檢交互的品質(zhì)檢查系統(tǒng);針對(duì)員工所完成的產(chǎn)品質(zhì)量，為每一項(xiàng)工作流程制定技術(shù)文檔，便于任務(wù)分配與優(yōu)化。

2.機(jī)械制造車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)信息化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，在對(duì)離散制造企業(yè)的加工車(chē)間進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了研究。

2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，指出了車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中最大、最復(fù)雜的信息系統(tǒng)，是對(duì)生產(chǎn)全流程進(jìn)行整體設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)，涵蓋的領(lǐng)域非常廣，是多個(gè)環(huán)節(jié)、多個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)合。首先，要實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的運(yùn)作，必須對(duì)流程進(jìn)行模塊化，從而提高整體的工作效率，提高企業(yè)的業(yè)務(wù)能力。其次，要保證各個(gè)工序之間緊密聯(lián)系，循序漸進(jìn)，以避免出現(xiàn)不必要的問(wèn)題。最后，一個(gè)企業(yè)的建立涉及到生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、銷(xiāo)售、采購(gòu)、技術(shù)管理等多個(gè)層面，ERP在保證生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、銷(xiāo)售、采購(gòu)、技術(shù)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用，其影響是無(wú)法估計(jì)的?；举Y料管理是指相關(guān)主管對(duì)基本資料的搜集與整理，這是一個(gè)初步的工作。其次就是生產(chǎn)計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃的主要作用就是圍繞著生產(chǎn)，對(duì)于工廠(chǎng)的生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，并且提出相應(yīng)的解決辦法。接下來(lái)就是最關(guān)鍵的一步了，也就是監(jiān)控，可以讓工廠(chǎng)的生產(chǎn)更加高效。只有掌握了工廠(chǎng)的基本情況，政府才能更好地利用和管理信息系統(tǒng)。在最后的經(jīng)營(yíng)階段，要針對(duì)前面提出的問(wèn)題，確定未來(lái)的發(fā)展方向，選擇更為合理的方案，以提升整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。

2.2信息模型設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

本文所要介紹的信息模型，包括兩個(gè)部分：概念部分和邏輯部分。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，概念設(shè)計(jì)是為了給邏輯設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將新的信息理念融入到新的發(fā)展中，而邏輯設(shè)計(jì)就是概念設(shè)計(jì)的一部分，將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，讓整個(gè)流程變得更加流暢。

3.機(jī)械制造車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1功能分析

首先是工藝分工及更改子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)按總廠(chǎng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)圖紙，按不同型號(hào)，生成零件配套表、工藝分工表、通用零件分工表、專(zhuān)用零件分工表，并可按機(jī)型查詢(xún)、打印各類(lèi)表格;當(dāng)工藝信息發(fā)生變化時(shí)，該系統(tǒng)可對(duì)批、散計(jì)劃進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整，對(duì)進(jìn)、出、車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)有關(guān)變動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入。其次是生產(chǎn)計(jì)劃管理子系統(tǒng)，按照工藝分工和配合表格的信息，按照不同型號(hào)和數(shù)量，產(chǎn)生計(jì)劃匯總;其次，對(duì)存貨不足的零配件進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，并編制車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)度表;記錄進(jìn)度和編制進(jìn)度進(jìn)度表，根據(jù)不同時(shí)期或其它需要的查詢(xún)，打印出相應(yīng)的表格。在規(guī)劃和管理中，最重要的問(wèn)題是存貨的均衡。同時(shí)是技術(shù)管理子系統(tǒng)，

根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙和材料定額計(jì)算參數(shù)，按型號(hào)編制材料定額參數(shù)表、材料定額和材料定額匯總;按圖紙編號(hào)添加、刪除、修改工件模具、工量具，并可隨時(shí)查看工量具及模具的詳細(xì)信息。此外是倉(cāng)儲(chǔ)管理子系統(tǒng)，系統(tǒng)可劃分為六大職能，分別是：中心倉(cāng)庫(kù)（成品庫(kù)）管理、自用庫(kù)（半成品庫(kù)）、調(diào)劑庫(kù)、工具庫(kù)、工量庫(kù)、設(shè)備庫(kù)管理六大類(lèi)，管理入庫(kù)的零件、標(biāo)準(zhǔn)件的圖號(hào)、數(shù)量等基本信息。

最后是經(jīng)營(yíng)管理子系統(tǒng)，本系統(tǒng)由工時(shí)定額管理、工時(shí)統(tǒng)計(jì)管理、成本定價(jià)管理、內(nèi)部銀行管理、獎(jiǎng)金管理六大功能模塊組成;按工時(shí)、工時(shí)變動(dòng)、市場(chǎng)情況調(diào)整員工時(shí)，按月進(jìn)行工時(shí)統(tǒng)計(jì)，按機(jī)型、工種或其他要求生成、查詢(xún)、打印各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表;根據(jù)工作時(shí)間，根據(jù)不同的機(jī)型生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品，并根據(jù)市場(chǎng)狀況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。此外是系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)利用代碼表格的形式，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加、刪除、修改、查詢(xún)、打印等操作，大大減少了系統(tǒng)的冗余度，提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率。

3.2工藝流程CAD模型

在加工機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，往往要經(jīng)歷大量的工藝信息，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加工要求等信息。本模型由兩個(gè)主要內(nèi)容構(gòu)成：工藝參數(shù)、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范、工件計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)和不良記錄。流程圖的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，可以對(duì)現(xiàn)有的流程進(jìn)行調(diào)用，對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行復(fù)制，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)印，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行復(fù)印，對(duì)流程進(jìn)行鏈接，對(duì)流程進(jìn)行維護(hù)。

3.3生產(chǎn)質(zhì)量管理

只有把質(zhì)量管理貫穿于整個(gè)生產(chǎn)流程，才能使企業(yè)的職工參與到生產(chǎn)中來(lái)。員工自檢、打樣、自檢、驗(yàn)證后，系統(tǒng)會(huì)將首次檢驗(yàn)的通知發(fā)送至質(zhì)檢人員，由質(zhì)檢人員對(duì)其進(jìn)行首次檢驗(yàn)，并將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。第一批產(chǎn)品通過(guò)后，由本公司的職工正式開(kāi)始生產(chǎn)，質(zhì)檢人員需要在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行多次不定時(shí)的巡視。在制作完畢后，由質(zhì)檢人員進(jìn)行最后的檢驗(yàn)。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)，在車(chē)間的生產(chǎn)管理中應(yīng)用了統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）技術(shù)。每一種產(chǎn)品都有自己獨(dú)特的工藝步驟和工藝步驟，質(zhì)量檢驗(yàn)員可以根據(jù)每天的工作情況，對(duì)影響最大的因素進(jìn)行分析，編制工藝控制網(wǎng)絡(luò)，歸納出產(chǎn)品的主要工藝參數(shù)，并將其作為控制目標(biāo)。在對(duì)受控目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，可以使用計(jì)數(shù)取樣檢測(cè)等手段，將所收集到的數(shù)據(jù)作為 SPC的控制目標(biāo)。SPC系統(tǒng)由質(zhì)量信息采集、數(shù)據(jù)處理和 SPC報(bào)警三大模塊組成。由操作員完成 SPC的控制目標(biāo)信息錄入系統(tǒng)，由系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，并監(jiān)測(cè)工藝過(guò)程的運(yùn)行狀況。如果生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)異常，就會(huì)向 SPC發(fā)出警報(bào)，警報(bào)系統(tǒng)會(huì)將該信息反饋給相應(yīng)的工藝流程，操作員在收到報(bào)警信號(hào)后，會(huì)對(duì)造成該工序失控的原因進(jìn)行分析，從而防止上一道工序的質(zhì)量偏差向下一道工序轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

3.3生產(chǎn)任務(wù)分配

在生產(chǎn)任務(wù)分配中，如何將最優(yōu)的工作任務(wù)分配到最適合車(chē)間班組和車(chē)間的工人，是一個(gè)典型的多目標(biāo)組合優(yōu)化問(wèn)題。首先，針對(duì)目前車(chē)間人員、生產(chǎn)任務(wù)的現(xiàn)狀，構(gòu)建了人員勝任矩陣、效率矩陣、成本矩陣、質(zhì)量矩陣、任務(wù)質(zhì)量權(quán)重矩陣、任務(wù)工作量矩陣。其次，考慮到時(shí)間、成本、質(zhì)量等因素的影響，提出了一種以訂單為基礎(chǔ)的多目標(biāo)優(yōu)化方法。在此基礎(chǔ)上，基于螞蟻算法，嚴(yán)格地按照流程圖中各個(gè)工序之間的工作時(shí)間序列關(guān)系來(lái)進(jìn)行作業(yè)分配。這種方法可以有效地改善車(chē)間作業(yè)的分配和作業(yè)分配的整體效益。

結(jié)束語(yǔ)

總之，雖然現(xiàn)在很多企業(yè)都采用了 MIS，但是很少有企業(yè)的基本組成單位-生產(chǎn)車(chē)間來(lái)實(shí)現(xiàn) MIS。本文根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件車(chē)間的管理特點(diǎn)，從信息量大、時(shí)間要求高、調(diào)度復(fù)雜等角度，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和信息流通模式進(jìn)行了深入的分析，并提出了SEW-MIS的設(shè)計(jì)思想、體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李麗，武照云，張毓蘭，魚(yú)鵬飛.機(jī)械制造車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2019（03）：67-70.

[2]李麗，盧利平，武照云。機(jī)械制造車(chē)間工藝流程CAD系統(tǒng)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2017（4）：266-268.

[3]安濤。基于移動(dòng)互聯(lián)的車(chē)間 管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)[D].沈陽(yáng)：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所，2016.