離散型車間設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(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)計劃的排產(chǎn)規(guī)律，實現(xiàn)了一種全新的高效的信息化設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)。在總結(jié)離散型數(shù)控車間生產(chǎn)作業(yè)特點的基礎(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)計劃系統(tǒng)與公司各相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成，詳細(xì)設(shè)計了設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)的各功能模塊，并得到很好的實現(xiàn)和應(yīng)用效果。

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

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0239-02

當(dāng)前，飛機制造業(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)計劃大多仍采用傳統(tǒng)的手工編排設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃及人為跟蹤計劃的方式，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，計劃得不到快速跟蹤等問題，使設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃無法精確地指導(dǎo)實際生產(chǎn)。?

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃是車間生產(chǎn)管理的核心[2]，其準(zhǔn)確性將展露出車間物料流動、生產(chǎn)進度、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，才能有效地對車間作業(yè)進行管理和控制，才能保證生產(chǎn)流程連貫有序地進行。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)計劃系統(tǒng)的研究

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

編制設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃的過程實際就是生產(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床型號信息;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)計劃、設(shè)備信息、定額工時信息、班次信息、制造記錄信息等，為設(shè)備作業(yè)計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)，自動采集各零件及各制造記錄的加工進度，與編制的設(shè)備作業(yè)計劃作比對，為統(tǒng)計分析做數(shù)據(jù)支持[3]。

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

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(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)計劃的編制，二是設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃的跟蹤，三是工人操作。經(jīng)過設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃的編制后系統(tǒng)自動生成設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃跟蹤頁面，而由跟蹤頁面展示的數(shù)據(jù)，分析計劃編制過程中不準(zhǔn)確的原因，對計劃的編制進行反饋，促使計劃的編制更加有效、準(zhǔn)確，整個過程是一個閉環(huán)的管理過程。

計劃的編制：

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

計劃的勾選以車間內(nèi)部生產(chǎn)月計劃為基礎(chǔ)，結(jié)合CAPP系統(tǒng)中各圖號中對每道工序加工機床型號的定義，系統(tǒng)自動篩選出符合已選機床型號的零件圖號、批架次信息、庫房信息等，對于已生成制造記錄的，直接對工序進行勾選，將工序添加到機床;對于未申請制造記錄的，以“空占位”的形式讀取CAPP中此圖號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)計劃系統(tǒng)編制模塊業(yè)務(wù)流程設(shè)計圖。

經(jīng)過勾選圖號后，每臺設(shè)備都安排了加工對象，操作人員依據(jù)零件的輕重緩急情況對已選圖號進行排序，并定義該設(shè)備第一個圖號的加工開始時間，同時依據(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)，自動算出每個圖號在此機床上作業(yè)的開始時間及結(jié)束時間，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)備本月的實際負(fù)荷能力，則必須通過調(diào)整圖號加工順序重新排產(chǎn)，或采取加班等方式滿足生產(chǎn)條件。

計劃的跟蹤：

通過采集MES信息采集平臺中工序開始及結(jié)束的時間等實時的加工信息[1]，跟蹤零件實際的加工進度，并與系統(tǒng)編制的設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃相比對，考核計劃的準(zhǔn)確性，對于未按計劃開工或完成的，分析發(fā)生異常狀況的具體原因，進行整改，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，相關(guān)職能部門也將圍繞各臺設(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、工裝等配送至各臺設(shè)備指定存放點;計劃員提前將設(shè)備需用的程序上傳至DNC系統(tǒng)等。減少設(shè)備待機時間，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)計劃系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)應(yīng)用Eclipse6.0作為軟件開發(fā)平臺，運用Java語言進行軟件編程，選擇oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的存儲和管理平臺來實現(xiàn)[4-5]。

2.1 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)計劃編制的實現(xiàn)

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

系統(tǒng)列出選定圖號的全部制造記錄（制造記錄進度為100%的不需要顯示），此處提供各制造記錄當(dāng)前的進度及當(dāng)前數(shù)量及定額工時等數(shù)據(jù);對于尚未打出制造記錄的情況，提供“空占位”功能，生成制造記錄臨時占位編碼，讀取CAPP系統(tǒng)中此圖號最新版次的工序信息，并由計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，系統(tǒng)判斷此圖號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編碼。此頁面中，系統(tǒng)自動查詢出當(dāng)前設(shè)備當(dāng)前圖號最近一次加工的數(shù)控銑工序，并將查詢出的工序自動勾選，計劃員以此為參考勾選制造記錄中的工序。

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

2.2 設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)計劃跟蹤的實現(xiàn)

在設(shè)備作業(yè)計劃跟蹤頁面，可圖形化地顯示每臺設(shè)備上所排產(chǎn)的所有圖號信息。對于已排產(chǎn)的每個圖號，以上下兩個進度條對比顯示計劃開始結(jié)束時間及實際開始結(jié)束時間的方式展示，位于上面的計劃開始結(jié)束時間以藍色表示，下方的進度條是從MES系統(tǒng)中實時采集的制造記錄數(shù)據(jù)，綠色代表按計劃完工，紅色代表超期。

實現(xiàn)功能可將已排的設(shè)備作業(yè)計劃打印出來，張貼于相應(yīng)機床的床頭，更直觀地指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.3 期量標(biāo)準(zhǔn)維護的實現(xiàn)

每一道工序的期量標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中有一個初始值，計劃員可根據(jù)自己以往的經(jīng)驗對工序的期量標(biāo)準(zhǔn)進行修改，此處還提供批量修改的功能。設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)即按此標(biāo)準(zhǔn)來計算每一條計劃的開始結(jié)束時間。

3 結(jié)束語

設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)通過在車間運行突出以下特點：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)雜的手工勞動中解脫出來，更使設(shè)備作業(yè)計劃的編制更為快速、準(zhǔn)確;合理計劃、有序生產(chǎn)，通過可視化實時采集生產(chǎn)現(xiàn)場各圖號的生產(chǎn)進度以對設(shè)備作業(yè)計劃進行跟蹤[6]，通過分析計劃執(zhí)行情況與計劃差距的原因，解決各種由設(shè)備作業(yè)計劃系統(tǒng)暴露出的車間生產(chǎn)管理問題，如物料配送不及時、設(shè)備故障等問題。

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

綜上所述，設(shè)備作業(yè)計劃系統(tǒng)的應(yīng)用對于深化企業(yè)改革，提高運營效率，進一步提高領(lǐng)導(dǎo)決策的科學(xué)性、及時性，計劃調(diào)度的合理性有十分重要的意義。

參考文獻：

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[4] 梁文菲，黃厚寬.對象/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.

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】