离散制造企业机械加工车间制造过程管理信息系统研究_宁文慧

离散制造企业机械加工车间制造
过程管理信息系统研究*
宁文慧,宋豫川,李先旺,刘飞
(重庆大学制造工程研究所,重庆400030)
摘要:为及时反映机加工车间的动态生产信息,连接企业上层生产计划和车间底层控制,通过对离散制造企业的调研,建立基于离散制造企业机加工车间的制造过程管理信息系统。

详细分析其机加工车间的制造过程和需求,对车间制造过程信息系统进行设计,并给出实际应用案例。

关键词:制造过程管理信息系统;设计;离散制造企业
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671 3133(2008)11 0024 05
Research of m anufacture processm anage m ent infor mati on
syste m of the m echanical enterprise sm achi ne shop
N ing W en hu,i Song Yu chuan,Li X ian w ang,L i u fe i
(Chongq i n g Un i v ersity,Chongq i n g400030,C HN)
Abstrac t:A i m ing at reflecti ng produc ti on i nfo r ma ti on i n ti m e,connecti ng ente rprise progra m w ith m anu fact ur i ng process,proposes m anufacture process m anage m ent i n f o r m ati on syste m,be i ng appropr iate t o m anufacture en terpr i se.T hrough t he on site i nvesti ga ti on of m any m anufacture enterprises,analyzes i n de tail t he m anufacture process o f the machine shop,summ arizes the requ i re m ent.A t last,overall design o f the syste m and an examp l e being g i v en.
K ey word s:M anufacture process m anage m ent i nforma ti on syste m;D esign;Enterprises
0 引言
随着制造业信息化的发展,面向解决工厂级计划的MRPII,ERP等信息系统,以及面向底层车间控制的信息系统,已经发展的比较成熟,但这些系统并没有实现对车间制造过程的监控,致使计划层与控制层产生了信息断层,公司级的业务管理系统无法得到及时准确的生产进度、在制品状况和设备利用状况等生产现场数据,而生产现场的工作人员也得不到切实可行的生产计划与生产指示。

信息断层造成企业生产经营信息在垂直方向的阻断。

对于这样的问题,同时考虑到机械加工车间的特殊性,笔者提出车间制造过程管理信息系统,通过该系统的应用来连接信息断层,实现车间设备的集成化运行并为工人提供信息采集、处理的应用平台,推进制造业信息化向车间层的深入发展。

1 机械加工车间制造过程以及需求
本节总结了机械加工车间的一般制造过程并提出需求,其中车间计划、调度以及在制品的管理是机械加工车间制造过程管理的重点。

1 1 机械加工车间计划层次
机械加工车间的基本计划层次一般分为四层:厂级年度计划、经销计划(年/季/月计划)、生产计划(季/月生产计划)和车间作业计划。

1)厂级年度计划是一个指导性计划。

2)经销计划由经销处制定,其中年度计划实际上由季度计划直接生成,并没有严格执行,最终作为财务审核的依据。

季度计划是一个滚动计划,是根据前几个月的销售情况,对市场的预测和合理库存制定的,在季中月制定下8个月的季度计划,季度计划是生产处准备
*国家863资助项目(2007AA04Z152);重庆市自然科学基金资助项目(2006bb2387);重庆市科技攻关资助项目(2006AA2022)
生产及供应处备料的依据。

月度要货计划是真实的执行计划,月度计划的量等于订单数量加上合理库存,其中合理库存由年初分析库存储备定额给出,是一个经验值。

3)生产计划主要依据经销处的计划来制定。

以经销处的季度计划为基础,生成生产季度计划,此计划作为车间领料的依据;将经销处的月度要货计划分解,根据技术中心提供的产品工艺路线表、在制品情况、库存情况和采购在途情况等制定出每个车间的月缺货计划。

4)车间作业计划根据生产处计划编定,首先根据生产处季度计划得到领料计划;分析月度缺货计划,考虑车间的加工能力,在加工能力不够的情况下可以调整月度缺货计划,根据调整后的月度缺货计划制定详细的车间作业计划。

1 2 机械加工车间的调度
机械加工车间调度的职能是对计划的协调和补充,主要是为了保障按时交货及生产进度而进行调度。

在制造过程中,调度要负责对质量的反馈,同时解决一些突发性问题。

车间调度与控制分为静态调度和动态调度两部分。

静态调度的主要内容是:调度员根据车间作业计划指导生产准备,根据设备人员的状况安排常规生产;动态调度的主要内容是:当生产部下达计划变动指令或紧急加工单,或出现到件不准时,正在装配的零/部件由于质量问题影响总装时,调度员综合考虑自身加工能力情况和产品的优先/急件情况,以及到件情况后,下达变动指令给班组或具体操作工人。

1 3 机械加工车间的在制品管理
在制品是指从原材料投入生产的第一道工序,到最后形成产成品之前这一生产过程中的所有生产物料,是尚未完成生产制造的产品或零/部件。

针对每一批投产的零件,机加工车间一般采用在制品跟踪单(工单)的方式来跟踪在制品的加工活动。

工单是产品生产过程的一种原始凭证,车间计划员根据接收到的生产计划编制工单,其包含工艺、材料等方面的信息。

车间调度员根据工单安排生产准备员备料,根据工单上面的每道工序开出工票,工人按工票进行加工生产,完工后在质检员处进行质量检查,质检员检查通过后,工人将工票返回到车间调度员处,车间调度员在工单上做出相应的记录,根据工序的完工情况即可以得到在制品的流转情况,同时还可以作为日后质量追踪的凭据。

工单反映了一个批次的零件加工工艺路线,是零件全部或部分工艺生产和加工过程的详细记录,它跟踪一批零/部件从第一道工序投料开始,经过每个加工位置的工序加工、工序自检、工序完工,到交付转移至下一个工位,最后完工产出或报废为止的全部生产过程。

通过对机械加工车间的计划、调度、在制品及其他制造过程分析,并有效集成企业其他相关信息,实现对车间生产的无纸化管理与集成化运作,实现与加工设备的集成,制造过程信息系统具有如下需求: 1)生产过程的无纸化:车间的工作任务单、图纸、工艺路线和变更信息等均用电子文档的形式下达。

2)为操作者提供信息交互平台:实现加工过程示教,NC代码上传、下传以及现场生产信息采集和反馈等功能。

3)实现对车间生产的集成化管理:包括基础数据管理(人员、设备、工艺、图纸、刀具、夹具和检具等)、工单管理、工票管理、生产进度实时信息采集和生产任务反馈等功能。

4)实现与设计、制造和管理等信息系统的综合集成。

2 车间制造过程管理信息系统的设计
在充分了解机加工车间需求的前提下,对车间制造过程管理信息系统进行设计,其主要内容包括:制造流程设计,模块设计和信息系统设计。

2 1 机械加工车间的制造流程设计
车间生产活动主要流程设计如图1所示:首先将接收到的季/月主生产计划进行任务分解,并进行生产准备和技术准备。

根据技术部提供的产品工艺文件及技术资料制定作业计划。

在实际生产过程中,实现质量管理,并将检验信息反馈到计划部门,供其安排后续生产任务。

不断根据各个参数(进度信息、废品信息、批次信息和配套信息)的变化,进行各环节的反馈及调度,确保主生产计划的顺利实现。

通过成本
图1 机械加工车间制造流程
统计,掌握车间工时、生产费用和产值等核算信息,为成本控制提供数据支持。

2 2 车间制造过程管理信息系统的功能模块设计根据机加车间制造流程的设计,制造过程管理信息系统应该包含如下基本模块。

1)基础数据管理:车间生产管理所需的基本信息的管理,包括人员信息、设备信息、车间信息、工艺路线、刀具、夹具、检具、质量/技术文档、图纸、密码、权限和日志等。

2)工单管理:接受生产任务、实现生产计划下达、计划的调整、工单状态查询和生产问题调解等功能。

3)过程管理:实现工人任务单(工票)的下达,工票维护和工票状态查询等功能。

4)终端管理:实现加工任务的信息反馈、质量控制数据的采集、加工辅助信息的显示、工序间的物料转运、NC 代码的上传下载和工人的交接班等。

5)数据交换接口:提供制造执行系统与ERP /供应链管理(SC M )/管理信息系统(M I S)
等公司业务管
图2 制造过程管理系统主要数据库表及其关系
理系统及C AD /CAM /C APP /产品数据管理(PDM )等公司生产技术支持系统的数据交换接口,实现系统与企业其他信息系统的集成。

2 3 车间制造过程管理信息系统的设计
根据对系统的数据库概念结构设计与逻辑结构设计,结合系统自身数据流程,建立部分数据表之间的关系如图2所示。

Task 表单为工单表,D ra w i n g I nfo 表单为图纸信息表,Process 为工序表。

工单表包含了工单管理所需要的基本属性,其中加工工单所需要的图纸信息和工序信息通过TaskCode 分别由图纸信息表和工序表关联过来,TaskCode 作为图纸信息表和工序表的外来主键。

3 案例实施
根据以上制造过程管理信息系统的设计思想,本
文针对重庆红江机械厂的机械加工车间进行实际系统的设计及实施,开发平台为V isual B asic6 0,数据库系统为SQL Server2000,操作系统为W indow s XP SP2。

以下对系统进行简单介绍。

如图3所示,工单管理包括工单列表、导入工单、人工建单、下达工单和工单进度监控等功能。

其中导入工单即接收ERP 给出的生产计划,人工建单即人工制定生产计划,通过下达工单生成工单,输出工单信息列表,根据工单进度监控提供未下达工单、异常工单和已完工工单等的查询。

如图4所示,系统终端管理包括任务信息、图文查看、加工数据、任务明细和任务转入等功能。

其中任务转入模块接收需要进行操作的任务;任务信息可以让工人接收当前的工作任务,并通过任务明细模块了解加工任务所需的详细资料;
图文查看提供加工所需
图3 工单管理模块主要
工作界面
图4 系统终端工作界面
的技术文件和保存的加工数据,能够让工人以及调度等部门及时了解加工情况。

参考文献:
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社,2005.
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信息集成研究[J].制造业信息化,2006(6).[4] R obert garf.W orkforce m anage m ent is not an IT i m per
基于工作流的业务过程管理
机制研究与系统实现*
何理论,郝永平,邵伟平,曾鹏飞
(沈阳理工大学CAD/C AM技术研究与开发中心,沈阳100168)
摘要:针对业务过程重组和管理的需要,探讨工作流引擎调度执行机理,通过图形化的建模方式,运用XM L语言对过程模型进行定义,建立B/S模式的业务过程系统架构,实现过程的重构、业务会签和跳转等功能。

关键词:业务过程;工作流;图形化;重构
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671 3133(2008)11 0028 04
W orkflo w based m echanis m study and syste m i m ple m entati on
on business processm anage m ent
H e L i l u n,H ao Y ong pi n g,Shao W e i p i n g,Zeng Peng fei
(Shenyang I nstitute o fTechnology,Shenyang100168,C HN)
Abstrac t:In order to mee t the needs of busi ness process reconstruc tion and m anage m ent,the wo rkfl ow eng i ne scheduli ng and i m p l ementation m echan i s m w as discussed.T hrough the graphical modeli ng and X M L language is used t o defi ne t he process m ode,l the B/S m ode l of busi ness process arch itecture w as estab lished.T he syste m can achieve t he reconstructi on pro cess easily,t he bus i ness countersi gned,j u m p and o t her functions.
K ey word s:Busi ness process;W orkfl ow;G raphics;R econstructi on
近几年,我国制造基础行业发生了巨大变化,市场需求和产品复杂程度在加大,而产品生命周期却在缩短,这就势必导致传统的制造管理理念跟不上市场需求的形式。

为此,产生了大量的先进制造技术和管理理念,产品数据管理(PDM)技术和工作流技术因而在全球范围内得到应用。

在国内的办公自动化系统中,对工作流管理和产品数据管理已经具有比较深入的研究,运用语义W eb服务工作流的模型,实现W eb 服务工作流的自动构造[1],建立产品开发过程与工作流程的关系[2],基于W eb技术在分布式协同环境下引入基于本体知识表示方法建立的产品信息模型,有利于固定业务流程的管理[3]。

本文根据上述研究特点,针对工作流调度执行机理进行研究,以企业的产品设计审批过程为样本,建立业务过程管理的架构,解决了目前企业业务过程管理中的不易重构、更改频繁等问题,缩短了更改业务过程的时间。

1 工作流调度执行机理
工作流管理系统(W orkflo wM anage m entSyste m,
*总装十一五!预研项目(62301090203)
ati ve,it∀s an operati onal i m perati ve[J].AM R R e
search,2006(3).
[5] 林杰.集成环境下车间生产管理的研究与应用[D].
成都:四川大学,2004.
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[7] 柴天佑,郑秉霖,胡毅,等.制造执行系统的研究现状
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作者简介:宁文慧,硕士研究生,主要研究方向:计算机集成制造。

E m ai:l nw h1120@s ohu.co m
收稿日期:2008 05 05。