基于信息化技術的機械加工車間派工管理系統

華 捷

上海市建筑科學研究院科技發展有限公司 上海 200032

1 設計背景

機械加工的產品是通過各零部件生產、組裝而實現的,車間層是整個加工過程的核心,也是最容易出現問題的環節,因此一直是企業關注的重點。信息技術已經在制造業中逐漸普及使用,為提高數據的可靠性與利用率,加快整個企業生產運作的進度提供了基礎保障[1-2]。然而,信息化技術在中小型機加工企業中應用依然存在一些不足之處,如沒有結合實際情況將車間派工納入信息化管理系統,而合理高效的派工管理系統可以使任務、機器、人有機協調與配合,是提高企業生產效率與產品質量,確保生產安全的關鍵[3-4]。對此,筆者設計了一套基于信息化技術的機械加工車間派工系統,可以提高機械加工車間的生產管理水平和生產效率。

2 派工管理現狀分析

車間派工管理屬于車間執行層的管理與控制,根據工藝流程和生產計劃所下達的額度,結合車間班組、人員、設備情況,制訂合理的派工方案,目標是提高生產效率,充分發揮設備的使用功效[5],并優化操作人員的配置。

在傳統手工派工模式下,企業只是單純憑借調度人員的經驗和簡單的計算來制訂生產車間的派工方案,導致車間作業計劃和派工信息不對稱,造成生產過程銜接不暢,生產部門缺少生產作業計劃執行過程的監控手段,無法準確預測或及時發現延期的加工環節,并采取補救措施,當需要交貨的工件快到期時,才會發現問題,這時只能進行加班趕工。另一方面,由于缺乏相應的派工管理系統,不能準確預測各個階段的生產和庫存情況,也就不能制訂精確的派工方案,不能對生產過程進行實時監控,無法保證車間生產的有序進行。由此可見,傳統手工派工模式造成零件庫存信息無法及時更新,管理決策者無法及時了解加工進度,無法通過信息化手段統籌調度車間生產,從而影響決策與生產效率。

針對以上問題,筆者結合企業的實際情況,對機械加工車間的派工情況進行了需求分析,設計了適合于機械加工車間的派工管理系統,以實現派工流程自動化、人員考核程序化、分配工作智能化。

機械加工車間派工管理系統可以接收生產作業計劃的派工任務和現場生產作業任務的完成反饋情況,對生產過程進行實時監控,以便在發生異常時進行及時的調度和調控,確保計劃實現,進而提高車間生產管理水平和生產效率。

3 信息化派工管理需求

在派工計劃執行前,由系統自動生成派工單。需要注意的是,不同生產部門要進行不同的派工,每種產品不可能在一個車間內完成所有的加工工藝,所以要對生產過程中各個環節設計一套系統的管理編碼[6],并進行不同的派工策劃。派工計劃是否可行,需要對派工計劃進行可行性分析。對于不可行的派工計劃,需重新擬訂。對于具有可行性的派工計劃,投入實際生產加工過程中,實現派工的科學化、合理化、有序化。科學有效的派工計劃應該滿足以下要求:

(1) 生產訂單審核后,才可以派工;

(2) 一張訂單可以多次或重復派工;

(3) 可以連續派工,批量生成派工單;

(4) 可以派工到班組或工作人員;

(5) 派工時,可以指訂批次號或序列號;

(6) 可以對返修的派工單進行派工;

(7) 一張派工單可以選擇多個工序,每個工序也可以多次派工;

(8) 派工單可以直接發送至接單人員手機上。

4 系統架構與功能

基于以上需求分析,構建機械加工車間派工管理系統的網絡架構,如圖1所示。

▲圖1 機械加工車間派工管理系統網絡架構

應用服務器,將新追加的任務分解為工序任務,并追加至現有的任務中,形成各個工序的待派工任務。

根據物料、設備、操作者,對各加工工序進行派工,形成對應各操作者的待完成任務。

根據工藝線路的特性,工序間的順序可能為串行關系,也可能為并行關系。如果是并行關系,那么派工應優先考慮最早可用的產能設備對應的工序任務。

根據工序、設備、操作者、物料中間狀態等信息之間的關系,建立基于工序任務的對應設備,實現操作者狀態輔助提示,作為科學派工的決策依據。

對于每個工序點的待加工任務、當前有能力的加工任務、已派出但尚未完成的加工任務、已完工任務、待派工任務、毛坯數等信息,采用信息傳送方式,提示計劃人員對可派工而未派工的任務進行科學處理。

5 派工單功能

根據以上功能,為機械加工車間設計車間派工管理系統。各項派工任務都應結合具體零部件的加工工藝特點[7-10],并基于派工單來完成對工序、設備、班組、人員等相關資源的分配。整個派工過程由任務單、流轉單、施工單三類派工單組成。派工單流程與功能如圖2所示,由庫存計劃及銷售任務需求下達任務單,根據下達的任務單及生產能力產生流轉單,最后由流轉單上的加工工序及生產能力來產生施工單。

▲圖2 派工單流程與功能

任務單列表根據授權管理者的輸入建立計劃任務,根據現有庫存、生產能力自動產生計劃任務組成,并由服務器按一定算法自動產生優先級。管理者根據權限可以臨時修改任務單中各任務的優先級,優先級高的任務先下達。

根據任務單、加工優先級、實際加工進度,由服務器按一定算法自動生成流轉單,并設置可由授權管理者人為修改的權限。流轉單采用電子形式,可以在網上流轉。

由服務器根據流轉單、加工能力分步自動產生施工單,并設置可由授權管理者人為修改的權限。

施工單以電子形式下達,通過短信等方式直接通知接單人員,下發到車間現場計算機。接單人員接單時可以在現場計算機上進行打印。

接單人員使用智能卡在現場專用計算機上刷卡進入任務界面后,系統自動展示可加工的施工單、正在加工的施工單、已完成的施工單。

接單人員操作界面應設置:① 可加工的施工單界面,包括領取、查詢功能;② 正在加工的施工單界面,包括查詢功能;③ 已完成的施工單界面,包括確認、查詢功能。

派工單由任務單、流轉單、施工單組成,任務單產生與分發流程如圖3所示,流轉單、施工單產生與分發流程如圖4所示。

▲圖3 任務單產生與分發流程

▲圖4 流轉單、施工單產生與分發流程

根據圖5所示機械加工車間零部件制造流程框圖,設計三種派工單的基本信息表。任務單基本信息表見表1,流轉單基本信息表見表2,施工單基本信息表見表3。表中,加工類別分為零件、半成品、成品、其它,數量分為計劃生產數量、已下達任務數量、已完成數量。

▲圖5 機械加工車間零部件制造流程框圖

表1 任務單基本信息表

表2 流轉單基本信息表

表3 施工單基本信息表

6 應用案例

筆者基于信息化技術設計了機械加工車間派工管理系統,采用計算機編程語言、數據庫開發工具編制了機械加工車間派工管理軟件。這一軟件主要應用于六大類機械塔吊防墜安全器產品的派工管理,克服了原有單純憑借調度人員經驗和簡單計算來制訂生產車間人員派工方案的模式,推動了機械加工車間向智能化調度與管理發展,提高了生產效率與經濟效益。

7 結束語

筆者通過對目前機械加工車間手工派工情況的分析,基于信息化技術設計并實現了機械加工車間派工管理系統,使每項業務所涉及的員工、產品、材料、設備、加工成本都有明確記錄,可以實現對業務、員工的管理,同時能夠縮短產品的生產周期,有效提高機械加工車間的生產能力。