離散型車間設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

周麗娟　路婷婷

摘要：該文深入研究了離散型數(shù)控車間數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的排產(chǎn)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了一種全新的高效的信息化設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)。在總結(jié)離散型數(shù)控車間生產(chǎn)作業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，借鑒現(xiàn)階段傳統(tǒng)企業(yè)設(shè)備排產(chǎn)方法，將設(shè)備作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)與公司各相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，詳細(xì)設(shè)計(jì)了設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的各功能模塊，并得到很好的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng);離散型車間;生產(chǎn)管理

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）13-0239-02

當(dāng)前，飛機(jī)制造業(yè)多以單件小批量的離散型生產(chǎn)方式為主，設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃大多仍采用傳統(tǒng)的手工編排設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃及人為跟蹤計(jì)劃的方式，存在著編排手段落后，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善，物料信息等數(shù)據(jù)得不到及時(shí)反饋等問題，造成設(shè)備生產(chǎn)能力得不到綜合平衡，資源得不到有效配置，計(jì)劃得不到快速跟蹤等問題，使設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃無法精確地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。?

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃是車間生產(chǎn)管理的核心[2]，其準(zhǔn)確性將展露出車間物料流動(dòng)、生產(chǎn)進(jìn)度、資源配送、設(shè)備利用等眾多方面的水平。只有很好地解決設(shè)備排產(chǎn)問題，才能有效地對(duì)車間作業(yè)進(jìn)行管理和控制，才能保證生產(chǎn)流程連貫有序地進(jìn)行。因此，在數(shù)控加工廠信息化快速發(fā)展的現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)開發(fā)一套科學(xué)、合理、快速、有效的設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)是重中之重。

1 離散型車間設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的研究

1.1 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)與各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成

編制設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的過程實(shí)際就是生產(chǎn)任務(wù)與設(shè)備生產(chǎn)能力的綜合平衡過程，從信息需求的角度來講，設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)需集成CAPP系統(tǒng)，提供零件加工工序信息及加工機(jī)床型號(hào)信息;還需集成公司庫房管理系統(tǒng)，它提供零件批架次信息及毛料、半成品信息等;另一個(gè)需集成的系統(tǒng)是MES系統(tǒng)，它提供車間內(nèi)部月生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、設(shè)備信息、定額工時(shí)信息、班次信息、制造記錄信息等，為設(shè)備作業(yè)計(jì)劃的編制提供了充分的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此外，從MES系統(tǒng)中讀取車間信息采集數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集各零件及各制造記錄的加工進(jìn)度，與編制的設(shè)備作業(yè)計(jì)劃作比對(duì)，為統(tǒng)計(jì)分析做數(shù)據(jù)支持[3]。

1.2 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)從功能上分主要包括三方面的內(nèi)容：一是設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編制，二是設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的跟蹤，三是工人操作。經(jīng)過設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編制后系統(tǒng)自動(dòng)生成設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃跟蹤頁面，而由跟蹤頁面展示的數(shù)據(jù)，分析計(jì)劃編制過程中不準(zhǔn)確的原因，對(duì)計(jì)劃的編制進(jìn)行反饋，促使計(jì)劃的編制更加有效、準(zhǔn)確，整個(gè)過程是一個(gè)閉環(huán)的管理過程。

計(jì)劃的編制：

以零件圖號(hào)及制造記錄為依據(jù)精細(xì)化到工序，確定工序的加工設(shè)備、加工時(shí)間，指導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)整個(gè)車間生產(chǎn)活動(dòng)的開展。設(shè)生產(chǎn)備作業(yè)計(jì)劃的編制包括計(jì)劃的勾選及計(jì)劃的排序。

計(jì)劃的勾選以車間內(nèi)部生產(chǎn)月計(jì)劃為基礎(chǔ)，結(jié)合CAPP系統(tǒng)中各圖號(hào)中對(duì)每道工序加工機(jī)床型號(hào)的定義，系統(tǒng)自動(dòng)篩選出符合已選機(jī)床型號(hào)的零件圖號(hào)、批架次信息、庫房信息等，對(duì)于已生成制造記錄的，直接對(duì)工序進(jìn)行勾選，將工序添加到機(jī)床;對(duì)于未申請制造記錄的，以“空占位”的形式讀取CAPP中此圖號(hào)最新版次的工序信息，將工序添加到設(shè)備。圖2為設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)編制模塊業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)圖。

經(jīng)過勾選圖號(hào)后，每臺(tái)設(shè)備都安排了加工對(duì)象，操作人員依據(jù)零件的輕重緩急情況對(duì)已選圖號(hào)進(jìn)行排序，并定義該設(shè)備第一個(gè)圖號(hào)的加工開始時(shí)間，同時(shí)依據(jù)MES系統(tǒng)中提供的設(shè)備班次信息及工序的期量標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)算出每個(gè)圖號(hào)在此機(jī)床上作業(yè)的開始時(shí)間及結(jié)束時(shí)間，從而可以得到設(shè)備的累積負(fù)荷，如果累積負(fù)荷超過設(shè)備本月的實(shí)際負(fù)荷能力，則必須通過調(diào)整圖號(hào)加工順序重新排產(chǎn)，或采取加班等方式滿足生產(chǎn)條件。

計(jì)劃的跟蹤：

通過采集MES信息采集平臺(tái)中工序開始及結(jié)束的時(shí)間等實(shí)時(shí)的加工信息[1]，跟蹤零件實(shí)際的加工進(jìn)度，并與系統(tǒng)編制的設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃相比對(duì)，考核計(jì)劃的準(zhǔn)確性，對(duì)于未按計(jì)劃開工或完成的，分析發(fā)生異常狀況的具體原因，進(jìn)行整改，以更好地提高生產(chǎn)效率。

工人操作：

設(shè)備操作人員登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)顯示該設(shè)備當(dāng)天的工作任務(wù)等信息。同時(shí)，相關(guān)職能部門也將圍繞各臺(tái)設(shè)備當(dāng)天的工作任務(wù)提供相應(yīng)配合服務(wù)，如庫房管理人員按照設(shè)備的工作任務(wù)提前準(zhǔn)備好毛料、半成品;配送人員提前將毛料、工裝等配送至各臺(tái)設(shè)備指定存放點(diǎn);計(jì)劃員提前將設(shè)備需用的程序上傳至DNC系統(tǒng)等。減少設(shè)備待機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率，從而提高生產(chǎn)效率。

2 離散型車間設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)用Eclipse6.0作為軟件開發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用Java語言進(jìn)行軟件編程，選擇oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)[4-5]。

2.1 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)劃編制的實(shí)現(xiàn)

計(jì)劃的勾選：進(jìn)入系統(tǒng)后，指定要排計(jì)劃的設(shè)備及計(jì)劃月份，以CAPP系統(tǒng)中工序信息為依據(jù)，篩選出所有符合機(jī)床型號(hào)的零件圖號(hào)及相關(guān)信息，依據(jù)系統(tǒng)提供的批架次信息及庫房信息對(duì)已選設(shè)備進(jìn)行排產(chǎn)。

系統(tǒng)列出選定圖號(hào)的全部制造記錄（制造記錄進(jìn)度為100%的不需要顯示），此處提供各制造記錄當(dāng)前的進(jìn)度及當(dāng)前數(shù)量及定額工時(shí)等數(shù)據(jù);對(duì)于尚未打出制造記錄的情況，提供“空占位”功能，生成制造記錄臨時(shí)占位編碼，讀取CAPP系統(tǒng)中此圖號(hào)最新版次的工序信息，并由計(jì)劃員在頁面勾選工序并填寫投產(chǎn)數(shù)量。正式申請制造記錄時(shí)，系統(tǒng)判斷此圖號(hào)是否有制造記錄空占位的情況存在，如果有，將此制造記錄與之前生成的臨時(shí)編碼建立聯(lián)系，用正式的制造記錄編碼替換制造記錄臨時(shí)編碼。此頁面中，系統(tǒng)自動(dòng)查詢出當(dāng)前設(shè)備當(dāng)前圖號(hào)最近一次加工的數(shù)控銑工序，并將查詢出的工序自動(dòng)勾選，計(jì)劃員以此為參考勾選制造記錄中的工序。

計(jì)劃的排序：以零件圖號(hào)為單位，在勾選圖號(hào)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)按勾選的順序?qū)⒁堰x的圖號(hào)排順序，可根據(jù)零件的輕重緩急及設(shè)備的生產(chǎn)能力對(duì)計(jì)劃進(jìn)行手工調(diào)整。同時(shí)提供功能對(duì)已生成的設(shè)備作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢。

2.2 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)劃跟蹤的實(shí)現(xiàn)

在設(shè)備作業(yè)計(jì)劃跟蹤頁面，可圖形化地顯示每臺(tái)設(shè)備上所排產(chǎn)的所有圖號(hào)信息。對(duì)于已排產(chǎn)的每個(gè)圖號(hào)，以上下兩個(gè)進(jìn)度條對(duì)比顯示計(jì)劃開始結(jié)束時(shí)間及實(shí)際開始結(jié)束時(shí)間的方式展示，位于上面的計(jì)劃開始結(jié)束時(shí)間以藍(lán)色表示，下方的進(jìn)度條是從MES系統(tǒng)中實(shí)時(shí)采集的制造記錄數(shù)據(jù)，綠色代表按計(jì)劃完工，紅色代表超期。

實(shí)現(xiàn)功能可將已排的設(shè)備作業(yè)計(jì)劃打印出來，張貼于相應(yīng)機(jī)床的床頭，更直觀地指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.3 期量標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)的實(shí)現(xiàn)

每一道工序的期量標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中有一個(gè)初始值，計(jì)劃員可根據(jù)自己以往的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工序的期量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，此處還提供批量修改的功能。設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)即按此標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算每一條計(jì)劃的開始結(jié)束時(shí)間。

3 結(jié)束語

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)通過在車間運(yùn)行突出以下特點(diǎn)：信息集成、資源共享，與公司MES系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)及庫房管理系統(tǒng)集成，使零件工藝信息、毛料信息等能快速獲得，保證了信息流的暢通;科學(xué)合理、快速有效，不但使工作人員從傳統(tǒng)復(fù)雜的手工勞動(dòng)中解脫出來，更使設(shè)備作業(yè)計(jì)劃的編制更為快速、準(zhǔn)確;合理計(jì)劃、有序生產(chǎn)，通過可視化實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現(xiàn)場各圖號(hào)的生產(chǎn)進(jìn)度以對(duì)設(shè)備作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行跟蹤[6]，通過分析計(jì)劃執(zhí)行情況與計(jì)劃差距的原因，解決各種由設(shè)備作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)暴露出的車間生產(chǎn)管理問題，如物料配送不及時(shí)、設(shè)備故障等問題。

同時(shí)，經(jīng)過長期有效的數(shù)據(jù)積累，系統(tǒng)記憶每臺(tái)設(shè)備加工頻率較高的零件、工序及零件在此設(shè)備上加工的時(shí)間，并不斷更新加工時(shí)間，優(yōu)化期量標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)排產(chǎn)做出充分準(zhǔn)備。

綜上所述，設(shè)備作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于深化企業(yè)改革，提高運(yùn)營效率，進(jìn)一步提高領(lǐng)導(dǎo)決策的科學(xué)性、及時(shí)性，計(jì)劃調(diào)度的合理性有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟飆，劉志存，范玉青.基于精益思想的模塊化生產(chǎn)信息系統(tǒng)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（8）.

[2] 張新岐.航天型號(hào)批生產(chǎn)管理方法論初探[J].航天制造技術(shù)，2004（12）.

[3] 李琳.面向制造執(zhí)行系統(tǒng)的企業(yè)信息集成研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2008，37（5）：131-133.

[4] 梁文菲，黃厚寬.對(duì)象/關(guān)系映射技術(shù)與面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)比較分析[J].中國科技信息，2006（21）：66-68.

[5] 李昆堂.SQL Server2000與XML應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[6] 梁奎.基于移動(dòng)Agent的水泥裝備制造行業(yè)訂單跟蹤系統(tǒng)研究[D].湖北：武漢理工大學(xué)，2013.

【通聯(lián)編輯：朱寶貴】