基于信息化技術(shù)的機械加工車間派工管理系統(tǒng)

胡 健，錢慶杰，王鴻艷，趙永吉

（1.中機中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039；2.寧波大學(xué)機械工程與力學(xué)學(xué)院，浙江 寧波 315211）

1 機械加工車間派工管理系統(tǒng)概述

在機械加工車間內(nèi)，需要將加工產(chǎn)品按照一定的流程，對各個零部件結(jié)合其生產(chǎn)和組裝要求進行綜合管理。不同車間在管理過程中所涉及的加工內(nèi)容有所區(qū)別，只有結(jié)合企業(yè)的實際情況，按照行業(yè)的發(fā)展規(guī)模解決當(dāng)前機械加工中存在的問題。機械加工車間內(nèi)人員復(fù)雜，通過加強派工管理系統(tǒng)的合理利用，結(jié)合制造業(yè)中的實際情況，才能提高人員管理的有效性，綜合不同數(shù)據(jù)提高利用效率，更好的實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)運作效果的提升。在新的管理體制下，信息化技術(shù)與當(dāng)前機械加工企業(yè)有機結(jié)合，雖然在應(yīng)用過程中存在諸多不足，但是也大大提高了開工方案的有效性和可靠性，通過更加高效的派工管理系統(tǒng)，將人、機械設(shè)備和任務(wù)流程有效配合，加強系統(tǒng)管理，應(yīng)用數(shù)據(jù)和信息的整合，提高生產(chǎn)效率，滿足當(dāng)前產(chǎn)品質(zhì)量的要求。同時，應(yīng)用派工管理系統(tǒng)也能夠營造安全的生產(chǎn)氛圍，結(jié)合當(dāng)前的實際需求，加強機械加工車間派工系統(tǒng)的優(yōu)化，提高生產(chǎn)管理水平，能夠?qū)崿F(xiàn)人員和生產(chǎn)之間的有效協(xié)調(diào)，解決當(dāng)前制造企業(yè)中存在的不科學(xué)、不合理的人員管理問題。

2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)概述

在信息化與車間管理有機結(jié)合過程中，需要通過系統(tǒng)的構(gòu)建加強硬件結(jié)構(gòu)的整體部署，對于派工系統(tǒng)來說，要通過不同部門分別進行管理，對于人員考勤管理、綜合管理和車間設(shè)備以及視頻管理，搭建服務(wù)器滿足不同人員的實際需求，有效的編制車間生產(chǎn)計劃，減少因人員派工不合理而造成的整體運轉(zhuǎn)不良。同時，通過門禁考勤管理更好的對車間的進出人員進行統(tǒng)籌，加強人員在車間內(nèi)時間的了解，對于人員的績效考核也提供有效依據(jù)，在應(yīng)用系統(tǒng)能夠更好的對不同車間人員情況進行綜合了解，也能夠?qū)σ馔馇闆r進行及時報警，保證設(shè)備使用的穩(wěn)定和安全[1]。大多數(shù)機械設(shè)備在使用過程中需要通過設(shè)備預(yù)約和設(shè)備使用，通過全面把控，根據(jù)設(shè)備的實際情況預(yù)約和申請分配設(shè)備使用權(quán)，人員在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所要承擔(dān)的責(zé)任不同，所以應(yīng)用信息化系統(tǒng)能夠通過全面的控制掌握每個設(shè)備的實際情況，結(jié)合當(dāng)前的實際狀態(tài)，通過維護保養(yǎng)、開機、停機，保證設(shè)備符合當(dāng)前的運作需求，提高設(shè)備使用率。此外，通過系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，加強子系統(tǒng)和分系統(tǒng)之間的管理，對每個人員和每臺設(shè)備進行集中控制，了解當(dāng)前情況，遇到問題及時進行維修，提高生產(chǎn)效率。

3 派工系統(tǒng)的現(xiàn)狀和問題分析

針對我國當(dāng)前企業(yè)發(fā)展情況來看，派工管理系統(tǒng)已經(jīng)不斷融入現(xiàn)代化企業(yè)當(dāng)中，但是車間派工管理仍然屬于車間生產(chǎn)中并不重要的環(huán)節(jié)，需要通過不同層次的管理和控制才能加大管理力度，滿足當(dāng)前工藝流程和生產(chǎn)計劃的要求。在派工管理時，需要結(jié)合車間的班組設(shè)備情況，生產(chǎn)計劃來制定合理的排工方案，只有通過系統(tǒng)全面的加強頂層管理，發(fā)揮設(shè)備的使用效果，提高人員的工作技能才能夠不斷優(yōu)化人員配置。而在傳統(tǒng)的派工模式下，企業(yè)只能憑借人員的實際情況，采取僵化的管理模式，通過簡單的計算制定車間的排工方案，不能結(jié)合實際的用工信息及時調(diào)整，這樣容易在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)信息不對稱，也會造成生產(chǎn)過程銜接不暢，甚至?xí)l(fā)生質(zhì)量問題。生產(chǎn)部門需要結(jié)合人員情況開展生產(chǎn)作業(yè)，如果沒有按照計劃嚴格執(zhí)行，缺少監(jiān)控手段和管理手段，就會出現(xiàn)延期和加工混亂，沒能及時發(fā)現(xiàn)問題并有效解決，就會導(dǎo)致在工期到期時進行補充加工，影響整個管理系統(tǒng)的優(yōu)化[2]。

此外，很多企業(yè)缺少派工管理系統(tǒng)的結(jié)合，不能對各個生產(chǎn)階段的庫存情況和人員運行情況，而傳統(tǒng)的派工模式對設(shè)備和零件的使用狀況難以及時更新，決策者和管理者無法根據(jù)當(dāng)前的加工情況進行原材料的采購，缺乏系統(tǒng)的手段進行車間生產(chǎn)的調(diào)度，影響生產(chǎn)效率。所以，針對當(dāng)前機械加工車間一定要進行派工系統(tǒng)與信息化技術(shù)的有機結(jié)合，通過以需求為分析，結(jié)合實際的用工情況，優(yōu)化派工管理系統(tǒng)，促進人員考核程序化、分配工作智能化、工作流程全面化，通過實時的監(jiān)督和調(diào)控，確保嚴格按照計劃實現(xiàn)人員配備，這樣才能夠提高管理水平，結(jié)合現(xiàn)場的產(chǎn)作業(yè)任務(wù)及時反饋人員用工情況。

4 派工系統(tǒng)的需求和功能分析

4.1 需求分析

在制定開工計劃前，生產(chǎn)企業(yè)需要對機械加工車間的設(shè)備數(shù)量以及設(shè)備流程進行分析，通過派工系統(tǒng)自動生成派工單，了解不同生產(chǎn)部門和不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于工量的需求。不同的產(chǎn)品所需要用工數(shù)量以及用工時間有所差別，不可能在一個機械車間內(nèi)進行所有的生產(chǎn)流程，所以當(dāng)前一定要保證派工計劃的安全可行，提前對整體進行綜合管理，對于不可行的計劃要重新擬定，進行系統(tǒng)的分析，才能夠保障派工計劃的全面性。同時，在實際生產(chǎn)和加工過程中應(yīng)用更加有序合理的管理內(nèi)容，結(jié)合實際需求，滿足繼續(xù)生產(chǎn)的要求[3]。

首先，需要按照生產(chǎn)訂單來進行派工，對于生產(chǎn)周期和生產(chǎn)人員以及材料和數(shù)量進行合理的配置，一張訂單可以通過多次或重復(fù)派工來提高派工效果，也可以通過連續(xù)排工或者批量生產(chǎn)派工單應(yīng)用信息化技術(shù)，加強派工的整體效果，通過指定批次號和序列號對派工單進行往返多次的管理，確保派工計劃的合理可行。

此外，可以選擇多個工序，滿足每道工序的實際需求，按照現(xiàn)實的要求進行及時調(diào)整，提高車間內(nèi)部的管理水平和管理效率。

其次，派工策略上根據(jù)訂單優(yōu)先級進行加權(quán)分析，對派工的批次進行相應(yīng)排序。在現(xiàn)實企業(yè)運行過程中，一般會根據(jù)訂單執(zhí)行“狀態(tài)”“優(yōu)先級”“交期”“周期”“插單”等相關(guān)條件進行加權(quán)的分析后得到初步派工計劃。然后由生產(chǎn)計劃部分調(diào)整二次人工調(diào)整，確保派工計劃的合理可行。

4.2 功能結(jié)構(gòu)

對于需求分析結(jié)束后需要按照功能結(jié)合實際情況應(yīng)用信息化技術(shù)，加強整體車間應(yīng)用效率。具體來說，根據(jù)各項功能，利用不同的系統(tǒng)確定計劃，加快功能的設(shè)計，將新追加的任務(wù)明確工序內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)有的任務(wù)形成具有特點的派工環(huán)節(jié)，可以按照功能結(jié)構(gòu)圖加強派工系統(tǒng)的任務(wù)分解，對派工任務(wù)追加以及優(yōu)先級工序和信息提示的輸入系統(tǒng)當(dāng)中，根據(jù)設(shè)備物料和操作的可行性，結(jié)合當(dāng)前的實際需求進行優(yōu)化排工，滿足不同操作者的實際要求。同時，不同生產(chǎn)車間的工藝路線有所差別，工序車間也可以按照一定的工序關(guān)系進行綜合管理，應(yīng)該最優(yōu)先考慮產(chǎn)能設(shè)備和人員，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，保證工序內(nèi)容的完善。

此外，要結(jié)合不同的管理內(nèi)容，加強各項狀態(tài)和信息之間關(guān)系的確定，基于工序任務(wù)對各項設(shè)備操作者和狀態(tài)進行輔助提示，滿足派工的決策要求。同時，對于多項任務(wù)加強毛坯數(shù)據(jù)、未派工、已派工和以報工任務(wù)，結(jié)合信息報表和信息推送的方式，對當(dāng)前可派工情況進行科學(xué)處理，保障計劃的整體優(yōu)化效果[4]。

5 派工單功能

根據(jù)不同生產(chǎn)車間所確定的功能需求，按照機械加工車間進一步優(yōu)化設(shè)計，加強管理系統(tǒng)的全面性，各項開工任務(wù)需要結(jié)合任務(wù)單，流轉(zhuǎn)單和施工單形成一體化，加快流程和各項功能，根據(jù)做什么、怎么做、誰來做三個步驟來完善各項的工序設(shè)備，明確班組和人員，加強資源的有效配置，使整個派工過程更加合理。在信息系統(tǒng)中，派工可以由任務(wù)單、流程單和施工單三類共同組成，不同的流程和功能需要嚴格按照實際的庫存計劃以及生產(chǎn)任務(wù)制定，同時行業(yè)也在發(fā)展，要根據(jù)市場行情對當(dāng)前的任務(wù)單和生產(chǎn)能力進行再次分析，加強流轉(zhuǎn)的系統(tǒng)性，滿足當(dāng)前各項工具和生產(chǎn)能力的需求。此外，對于任務(wù)單列表要按照授權(quán)和管理人員的輸入建立系統(tǒng)的計劃，根據(jù)現(xiàn)有的庫存，結(jié)合生產(chǎn)能力和生產(chǎn)計劃，明確當(dāng)前的優(yōu)先等級，結(jié)合服務(wù)器的實際需求下達各項任務(wù)，更好的結(jié)合任務(wù)需求來進行加工速度和加工進度的把控，通過形成流轉(zhuǎn)單來明確加工優(yōu)先級設(shè)置，由授權(quán)管理人進行的修改權(quán)限，采用電子形式結(jié)合網(wǎng)絡(luò)情況進行流轉(zhuǎn)。此外，也要根據(jù)服務(wù)器結(jié)合流轉(zhuǎn)單和加工能力，通過分布實施設(shè)置授權(quán)管理人對各項權(quán)限進行下達，同時施工單也要以電子形式來進行下發(fā)，通過現(xiàn)場計算機以及接單人員在計算機進行打印，及時了解操作界面的響應(yīng)情況，對施工單和已經(jīng)完成的內(nèi)容進行及時的查詢，保證各個施工單界面穩(wěn)定安全。同時，對于任務(wù)單、流轉(zhuǎn)單和人員管理內(nèi)容結(jié)合銷售和生產(chǎn)計劃參考自動生成表以及人工輸入計劃來及時修改任務(wù)的列表，保證生產(chǎn)任務(wù)符合實際需求。

6 派工系統(tǒng)的實現(xiàn)

結(jié)合不同的派工系統(tǒng)功能，可以按照功能的實際需求為加工車間開發(fā)輔助系統(tǒng)，根據(jù)虛擬訂單加強查詢管理，通過訂單的派工以及刪除和打印等操作，在派工單上進行人員的管理和配置。一般來說，各項工程任務(wù)都要根據(jù)系統(tǒng)派工單結(jié)合有效完成，按照系統(tǒng)界面優(yōu)化系統(tǒng)管理，通過展示開工的作業(yè)計劃、人員管理和設(shè)備信息為后續(xù)人員操作提供重要的輔助信息，按照系統(tǒng)中所展示的排工管理界面，根據(jù)當(dāng)前的作業(yè)情況加強查詢結(jié)果的系統(tǒng)性，并在報工中自動鎖定此人員，系統(tǒng)強制要求由他進行生產(chǎn)完工。按照“人機料法環(huán)測”匹配的要求，任一環(huán)節(jié)的異常均影響派工計劃的實現(xiàn)。MES 系統(tǒng)從EPR 系統(tǒng)中讀取對應(yīng)人員部門信息，將人員自動分配到工作站、工作中心對應(yīng)，在MES 系統(tǒng)中建立一套人員、人員工位對應(yīng)、人員工序?qū)?yīng)、人員班組對應(yīng)關(guān)系。依據(jù)派工單自動派工到班組的信息，由班組長對工單進行PDA 掃碼，將工單工作任務(wù)派給指定人員進行完成。工藝裝備的完備性一般在MES 系統(tǒng)“設(shè)備維護及預(yù)維護”及模塊體現(xiàn)設(shè)備點檢、維修、二級保養(yǎng)的計劃及歷史清單，可作為派工計劃實現(xiàn)重要依據(jù)。MES 系統(tǒng)各種MDC 或SCADA 模塊實施監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，并通過與“生產(chǎn)計劃”模塊、物料流轉(zhuǎn)單、DNC 模塊中的程序管理、工藝管理模塊中的施工單等信息相匹配，共同保證派工計劃的實施[5]。標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)工時，生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)檢報工數(shù)據(jù)都是重要計劃實施考核標(biāo)準(zhǔn)。圖1 為機械加工車間派工管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

圖1 機械加工車間派工管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

7 軟件部署及實現(xiàn)約束

在派工管理系統(tǒng)應(yīng)用時，可以加強管理服務(wù)器模塊的優(yōu)化，通過與終端協(xié)同工作控制整個系統(tǒng)，加強設(shè)備、人員和工作流程之間的綜合管理，通過系統(tǒng)的控制來實現(xiàn)整個操作系統(tǒng)的優(yōu)化。一般來說，軟件部署需要通過有效的約束，加強數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器模塊的綜合管理，通過對設(shè)備以及管理數(shù)據(jù)、信息、考勤以及培訓(xùn)學(xué)習(xí)情況等多功能系統(tǒng)進行采集，使用操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)器來滿足當(dāng)前的系統(tǒng)架構(gòu)。同時，對于機械加工車間也要帶有遠程訪問和控制功能，通過服務(wù)器模塊，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)連接和訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時圖讀取和有效控制，為用戶提供不同的查詢和監(jiān)控服務(wù)，進一步優(yōu)化操作系統(tǒng)，實現(xiàn)語言和各項模塊的優(yōu)化效果。

8 結(jié)語

在機械加工車間進行派單優(yōu)化，應(yīng)用更多的信息化技術(shù)，結(jié)合當(dāng)前的管理內(nèi)容，通過使每項業(yè)務(wù)所涉及的員工、材料、設(shè)備進行明確記錄，加強對業(yè)務(wù)和員工之間的連接，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，不斷提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)對于員工材料和產(chǎn)品的明確記錄，降低零件生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。