車間管理系統的研究

摘 要：分析了車間生產過程管理現狀以及工作流管理技術在車間運用的特點，提出了面向MES的車間生產過程管理，介紹了基于工作流的車間生產過程管理支持系統體系結構。

關鍵詞：車間；管理系統；工作流

中圖分類號：TP29文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）04-0121-01

1 引言

對于制造企業來說，車間是企業的關鍵生產機構，是企業的物化中心，它不僅是制造計劃的具體執行者，也是制造信息的回饋者，更是大量實時制造信息的集散地。生產制造過程是指從原材料投入到成品出產的全過程，實際上是一個輸入、轉化、輸出的過程。生產管理是對產品的生產過程進行計劃、組織和控制，用經濟的手段制造出質量好、價格低的產品，達到及時滿足市場和用戶要求的一種管理職能。生產管理包括:生產過程組織;生產準備;生產計劃;生產控制。其目的是為了對外生產出質量、交貨期和價格符合用戶要求的產品;對內提高職工勞動生產率和設備利用率，使材料在制品、成品儲備量最小，資金周轉最快，材料消耗最省，管理費用最低，生產計劃、生產方法最優，生產過程最有效。

2 車間管理系統的現狀

目前在企業中廣泛應用的生產管理系統主要有MRPII/ERP以及一些輔助管理系統。如財務管理系統、成本管理系統、人力資源管理系統、設備管理系統以及產品數據管理系統等。正如緒論中所論述的情況:在車間生產管理和控制方面目前還缺乏有效的方法和手段，MRPII/ERP系統在車間生產管理上存在明顯的缺陷，無法滿足車間生產管理的需求;車間內部的各種管理系統彼此又互相獨立，無法實現車間內部以及車間與企業其它各部門的信息交流，作者在實際企業調研中同樣發現了這種現象。因此，現代企業迫切需要完善的車間生產管理理論和控制技術，MES理論和系統的出現及時地清理了車間生產管理過程中的死角。

目前車間生產管理系統仍然存在以下不足：

（1）自適應性差。車間生產不能很好的適應客戶個性化需求，對客戶提出的按需生產不能很好的控制，其生產過程不能自定義調整，車間生產的自適應性很差。

（2）數據采集慢。車間生產過程中各種信息清單普遍采用傳統的手工數據錄入方法，在復雜的車間生產現場，這樣的數據處理方式加重了操作員的工作負擔，同時不能快速的采集車間生產現場的信息數據，造成信息滯后或者丟失。

（3）協同性與集成性差。信息傳遞的層次和環節多，速度慢，調節遲緩，各生產環節就不能有效的協同，尤其是涉及到多個生產部門時，各個部門信息不能有效的共享，上一個環節的信息不能及時被下一個環節所利用，整個生產信息流不通暢，這樣造成了生產過程的拖沓，整個車間生產的協同性、集成性很差。

（4）智能性差。車間生產各個任務離不開“人”的參與，“人”在車間生產中是最重要的。而現有的車間管理信息系統只是在很大程度上提高了車間設備資源等的集成度，并沒有將人、信息、技術很好的集成在一起。

（5）適應性差。傳統的車間生產工作流程純粹是一種串行的生產方式，車間的組織結構是面向職能的組織結構，不能適應先進制造技術中的面向項目組、面向過程的生產管理方式，整個車間不能快速響應市場多變的需求。

3 工作流管理系統

工作流管理技術的出現，為企業業務過程重構及其自動化提供了一個很好的解決方案，是當前企業實現復雜過程建模、執行監控等過程管理功能的至關重要的技術。車間生產每個成品或者半成品都要經過一個過程，即按照產品結構、工藝路線等規則依次流轉完成一系列已分配資源、角色、應用程序等的任務。將這些生產任務按照一定的規則、文件、信息等在不同的執行者之間進行傳遞與執行，達到協同處理各任務，進而完成一個工作流程，即產品的生產流程，這正是工作流技術的本質所在。然而，Agent是生存于一定環境中，通過與環境交互，及時并靈活自主的行動以完成自身任務的計算實體，其具有自治性、通信能力、反應性、協作性和適應性等特性。Agent的自適應能力和動態部署的計算方式能滿足工作流在執行過程中動態適應的要求;Agent之間對等通信的方式可滿足工作流多用戶間協作的要求。

4 基于工作流管理技術的系統體系結構

如圖所示，系統采用數據層、功能層、應用層3層結構。數據層的功能主要是進行數據處理，包括數據庫的操作;功能層的功能主要是實現系統的邏輯功能，是系統的核心部分;應用層主要是將功能層提供的菜單示出來，提供給客戶進行使用。

（1）數據層:數據層是整個系統的數據基礎，也是過程執行與監控的數據源，由過程模型庫，人員角色數據庫和過程實例庫組成。其中過程模型庫保存車間各種零件工藝規程的過程模型;人員角色數據庫保存車間各種參與加工過程的人員角色模型;過程實例庫則保存車間即將、正在以及已經完成的過程實例。

（2）功能層:功能層是系統的核心部分，實現系統與數據庫的數據操作，主要支持生產過程的定義、流轉、監控等。包括過程定義存儲和調出、人員角色信息存儲和顯示、任務列表的產生和維護、過程執行的自動導航、過程執行進度的顯示以及過程執行的詳細信息等。

（3）應用層:應用層是系統提供給客戶的可執行操作，主要實現系統的各個功能。過程定義人員的業務功能主要包括圖形化過程的定義與修改;過程管理人員的業務功能主要包括過程模型的實例化、人員角色信息的增刪改、生產任務的派工與過程執行的監控等;任務執行人員的業務功能主要包括過程管理人員下發的任務列表的接受與維護以及生產數據的提交等。

6 總結

將工作流技術引入到車間生產過程中，可實現對生產制造過程的控制和調節，能夠在合適的時間將合適的任務分配給合適的人或機器來完成，實現資源和任務的最優化分配，能夠很好的解決生產線的快速重組問題。

參考文獻

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［2］安鵬.基于工作流的企業業務過程自動化關鍵技術研究［J］.西安:西北工業大學，2004.

［3］韋文斌，楊建軍，曾波等.基于多代理的分布式車間控制系統的研究［J］.機械設計與工程，2001，30(l):28一33.

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