機械制造車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件設計研究

朱知法 鄭獻輝

摘? 要：根據(jù)生產(chǎn)、生產(chǎn)流程特點，對生產(chǎn)管理體系的整體架構(gòu)進行了設計，并對 CAD模型、生產(chǎn)質(zhì)量管理、生產(chǎn)任務分配等技術進行了探討。通過實踐證明，本系統(tǒng)能夠?qū)崟r地更新各種產(chǎn)品，并能使生產(chǎn)過程達到自動化。

關鍵詞：機械制造;車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)

引言：車間生產(chǎn)信息化是實現(xiàn)企業(yè)信息化與工業(yè)化深度融合的重要標志。目前我國的車間信息化系統(tǒng)主要集中在 ERP、設備自動化等方面，缺乏信息化、實時的管理，在決策層面和設備控制層面上往往會發(fā)生信息的傳遞中斷。

1.車間生產(chǎn)業(yè)務分析

在進行這一系統(tǒng)的設計時，首先要對車間的生產(chǎn)操作和工藝特性進行分析。在中小型機械制造企業(yè)，車間人員由車間主任、班組長和職工構(gòu)成，由三個層次的縱向管理構(gòu)成。車間的作業(yè)具有三個主要特征：一是在制造過程中，必須同時進行多道工序，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)時間等因素來安排工作。本文針對車間的生產(chǎn)運營特點，對生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行了設計，以流程圖描述了產(chǎn)品的加工流程;設計多階段、自檢、他檢交互的品質(zhì)檢查系統(tǒng);針對員工所完成的產(chǎn)品質(zhì)量，為每一項工作流程制定技術文檔，便于任務分配與優(yōu)化。

2.機械制造車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

隨著科學技術的發(fā)展，制造業(yè)信息化技術得到了廣泛的應用，在對離散制造企業(yè)的加工車間進行需求分析的基礎上，對其進行了全面的設計，并對其進行了研究。

2.1總體結(jié)構(gòu)設計及實現(xiàn)

從整體結(jié)構(gòu)設計的角度出發(fā)，指出了車間生產(chǎn)過程中最大、最復雜的信息系統(tǒng)，是對生產(chǎn)全流程進行整體設計的一個系統(tǒng)，涵蓋的領域非常廣，是多個環(huán)節(jié)、多個環(huán)節(jié)的結(jié)合。首先，要實現(xiàn)全過程的運作，必須對流程進行模塊化，從而提高整體的工作效率，提高企業(yè)的業(yè)務能力。其次，要保證各個工序之間緊密聯(lián)系，循序漸進，以避免出現(xiàn)不必要的問題。最后，一個企業(yè)的建立涉及到生產(chǎn)、財務、銷售、采購、技術管理等多個層面，ERP在保證生產(chǎn)、財務、銷售、采購、技術管理等各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用，其影響是無法估計的。基本資料管理是指相關主管對基本資料的搜集與整理，這是一個初步的工作。其次就是生產(chǎn)計劃，這個計劃的主要作用就是圍繞著生產(chǎn)，對于工廠的生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題進行分析，并且提出相應的解決辦法。接下來就是最關鍵的一步了，也就是監(jiān)控，可以讓工廠的生產(chǎn)更加高效。只有掌握了工廠的基本情況，政府才能更好地利用和管理信息系統(tǒng)。在最后的經(jīng)營階段，要針對前面提出的問題，確定未來的發(fā)展方向，選擇更為合理的方案，以提升整體結(jié)構(gòu)的設計水準。

2.2信息模型設計及實現(xiàn)

本文所要介紹的信息模型，包括兩個部分：概念部分和邏輯部分。簡單來說，概念設計是為了給邏輯設計打下堅實的基礎，將新的信息理念融入到新的發(fā)展中，而邏輯設計就是概念設計的一部分，將二者有機地結(jié)合起來，讓整個流程變得更加流暢。

3.機械制造車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的關鍵技術

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)按總廠的飛機設計圖紙，按不同型號，生成零件配套表、工藝分工表、通用零件分工表、專用零件分工表，并可按機型查詢、打印各類表格;當工藝信息發(fā)生變化時，該系統(tǒng)可對批、散計劃進行適時的調(diào)整，對進、出、車間生產(chǎn)進行調(diào)整，并對有關變動的數(shù)據(jù)進行錄入。其次是生產(chǎn)計劃管理子系統(tǒng)，按照工藝分工和配合表格的信息，按照不同型號和數(shù)量，產(chǎn)生計劃匯總;其次，對存貨不足的零配件進行生產(chǎn)調(diào)度，并編制車間生產(chǎn)進度表;記錄進度和編制進度進度表，根據(jù)不同時期或其它需要的查詢，打印出相應的表格。在規(guī)劃和管理中，最重要的問題是存貨的均衡。同時是技術管理子系統(tǒng)，

根據(jù)產(chǎn)品的設計圖紙和材料定額計算參數(shù)，按型號編制材料定額參數(shù)表、材料定額和材料定額匯總;按圖紙編號添加、刪除、修改工件模具、工量具，并可隨時查看工量具及模具的詳細信息。此外是倉儲管理子系統(tǒng)，系統(tǒng)可劃分為六大職能，分別是：中心倉庫（成品庫）管理、自用庫（半成品庫）、調(diào)劑庫、工具庫、工量庫、設備庫管理六大類，管理入庫的零件、標準件的圖號、數(shù)量等基本信息。

最后是經(jīng)營管理子系統(tǒng)，本系統(tǒng)由工時定額管理、工時統(tǒng)計管理、成本定價管理、內(nèi)部銀行管理、獎金管理六大功能模塊組成;按工時、工時變動、市場情況調(diào)整員工時，按月進行工時統(tǒng)計，按機型、工種或其他要求生成、查詢、打印各類統(tǒng)計報表;根據(jù)工作時間，根據(jù)不同的機型生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品，并根據(jù)市場狀況進行相應的調(diào)整。此外是系統(tǒng)維護子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)利用代碼表格的形式，對節(jié)點進行添加、刪除、修改、查詢、打印等操作，大大減少了系統(tǒng)的冗余度，提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率。

3.2工藝流程CAD模型

在加工機械產(chǎn)品時，往往要經(jīng)歷大量的工藝信息，質(zhì)量標準，加工要求等信息。本模型由兩個主要內(nèi)容構(gòu)成：工藝參數(shù)、質(zhì)量檢驗標準、操作規(guī)范、工件計時標準和不良記錄。流程圖的設計是整個系統(tǒng)的核心，可以對現(xiàn)有的流程進行調(diào)用，對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行復制，對產(chǎn)品進行復印，對生產(chǎn)流程進行復印，對流程進行鏈接，對流程進行維護。

3.3生產(chǎn)質(zhì)量管理

只有把質(zhì)量管理貫穿于整個生產(chǎn)流程，才能使企業(yè)的職工參與到生產(chǎn)中來。員工自檢、打樣、自檢、驗證后，系統(tǒng)會將首次檢驗的通知發(fā)送至質(zhì)檢人員，由質(zhì)檢人員對其進行首次檢驗，并將有關數(shù)據(jù)進行記錄。第一批產(chǎn)品通過后，由本公司的職工正式開始生產(chǎn)，質(zhì)檢人員需要在整個生產(chǎn)過程中進行多次不定時的巡視。在制作完畢后，由質(zhì)檢人員進行最后的檢驗。為進一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)，在車間的生產(chǎn)管理中應用了統(tǒng)計過程控制（SPC）技術。每一種產(chǎn)品都有自己獨特的工藝步驟和工藝步驟，質(zhì)量檢驗員可以根據(jù)每天的工作情況，對影響最大的因素進行分析，編制工藝控制網(wǎng)絡，歸納出產(chǎn)品的主要工藝參數(shù)，并將其作為控制目標。在對受控目標進行統(tǒng)計時，可以使用計數(shù)取樣檢測等手段，將所收集到的數(shù)據(jù)作為 SPC的控制目標。SPC系統(tǒng)由質(zhì)量信息采集、數(shù)據(jù)處理和 SPC報警三大模塊組成。由操作員完成 SPC的控制目標信息錄入系統(tǒng)，由系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的處理和分析，并監(jiān)測工藝過程的運行狀況。如果生產(chǎn)過程出現(xiàn)異常，就會向 SPC發(fā)出警報，警報系統(tǒng)會將該信息反饋給相應的工藝流程，操作員在收到報警信號后，會對造成該工序失控的原因進行分析，從而防止上一道工序的質(zhì)量偏差向下一道工序轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

3.3生產(chǎn)任務分配

在生產(chǎn)任務分配中，如何將最優(yōu)的工作任務分配到最適合車間班組和車間的工人，是一個典型的多目標組合優(yōu)化問題。首先，針對目前車間人員、生產(chǎn)任務的現(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、任務質(zhì)量權(quán)重矩陣、任務工作量矩陣。其次，考慮到時間、成本、質(zhì)量等因素的影響，提出了一種以訂單為基礎的多目標優(yōu)化方法。在此基礎上，基于螞蟻算法，嚴格地按照流程圖中各個工序之間的工作時間序列關系來進行作業(yè)分配。這種方法可以有效地改善車間作業(yè)的分配和作業(yè)分配的整體效益。

結(jié)束語

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)車間來實現(xiàn) MIS。本文根據(jù)企業(yè)標準件車間的管理特點，從信息量大、時間要求高、調(diào)度復雜等角度，對企業(yè)的生產(chǎn)過程和信息流通模式進行了深入的分析，并提出了SEW-MIS的設計思想、體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)技術。

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