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標題: CIMS下的焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計 [打印本頁]

作者: 周京干 時間: 2011-4-29 15:38
標題: CIMS下的焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計
計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems ,CIMS)是一個集產(chǎn)品設計、經(jīng)營、管理為
一體的復雜的大系統(tǒng)。它運用系統(tǒng)工程方法,將信息技術和生產(chǎn)技術結合起來,通過計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技
術把生產(chǎn)的全過程連接起來,有效地協(xié)調(diào)和提高企業(yè)內(nèi)部對市場需求的響應能力和勞動生產(chǎn)率,取得最大的
經(jīng)濟效益。生產(chǎn)管理系統(tǒng)是CIMS的一個重要組成部分,針對傳統(tǒng)焊接車間存在的效率低下、人為干預過
多、信息傳遞實時性差等缺陷,采用分布式系統(tǒng)設計CIMS下的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng),能夠很方便的實現(xiàn)焊接
車間生產(chǎn)信息的維護、查詢與管理,在一定程度上解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)管理中出現(xiàn)的統(tǒng)一性差、周期長等問題。
1　對生產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求分析
課題以汽車生產(chǎn)企業(yè)為研究對象,由于目前焊接車間采用的還是傳統(tǒng)的人工管理模式,不能適應瞬息萬
變的動態(tài)市場競爭的形式,不能滿足對用戶需求的快速響應,難于確保在當前激烈的市場壓力下企業(yè)用這種
管理方式完全達到滿足產(chǎn)品T(時間)、Q(質(zhì)量)、C(成本)、S(服務)的要求。
結合焊接車間生產(chǎn)的實際情況,設計出的系統(tǒng)必須達到先進性和實用性的恰當結合,以達到以下功能需
求:①實現(xiàn)車間作業(yè)計劃調(diào)度與其它子系統(tǒng)的集成管理;②實現(xiàn)產(chǎn)品目錄、車間日歷、工藝性能參數(shù)、設備性
能參數(shù)等基礎數(shù)據(jù)的維護和管理;③產(chǎn)生物料、工裝夾具的需求,并生成報表;④實現(xiàn)車間生產(chǎn)能力需求和負
荷平衡功能;⑤能夠按要求對生產(chǎn)作業(yè)排序;⑥生成的作業(yè)計劃向單元層發(fā)放;⑦接受各單元的數(shù)據(jù),并產(chǎn)生
相應的報表;⑧系統(tǒng)的所有信息都通過人機交互界面存儲到各個模塊的數(shù)據(jù)庫中,對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息的數(shù)據(jù)
要完整、標準、規(guī)范,結構清晰簡明,便于理解和操作;⑨CIMS各應用系統(tǒng)也能通過各自與數(shù)據(jù)庫的接口對數(shù)
據(jù)進行直接操作。在性能要求方面,要求設計的焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)應具有實用性、可靠性、先進性、經(jīng)濟
性、可普及性、開放性和靈活性,具有較快的響應速度和較大的覆蓋范圍。
2　開發(fā)環(huán)境及系統(tǒng)中的關鍵技術
2.1　開發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)的硬件組成采用客戶/服務器(Client/Server)方式,各服務器之間通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,網(wǎng)絡采
用總線型以太網(wǎng)以及工業(yè)標準TCP/IP協(xié)議,系統(tǒng)以Windows 2000 Server為服務器操作系統(tǒng),Windows XP、
Windows 2000為客戶端操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2000,它具有穩(wěn)定性好、便于管理和易于開
發(fā)等優(yōu)勢。前端開發(fā)工具采用Visual C++6.0,它提供了相當齊備的庫和友好的編程界面。
2.2　關鍵技術
(1)系統(tǒng)建模
由于企業(yè)不同的車間管理模式以及對生產(chǎn)管理的需求不同,無法使用統(tǒng)一的管理系統(tǒng)與管理模式,因此
建立合理的集成模型與編碼體系(比如左前風窗下橫梁合件就可編碼為530116301,其中530:代表車型,116:
代表零部件,301:代表該零部件圖號。這種編碼可以使系統(tǒng)有了一種共同的語言,為建立統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)庫
創(chuàng)造條件。),保證系統(tǒng)間信息的順暢傳遞,對于整個系統(tǒng)具有非常重要的意義,是系統(tǒng)順利開發(fā)的必要條件
和重要基礎,同時這也是整個企業(yè)實施CIMS的關鍵所在。
(2)數(shù)據(jù)庫設計
由于要考慮各種要求和條件以及相關的各種理論和實踐知識,因此數(shù)據(jù)庫的設計也是系統(tǒng)設計的關鍵。
且數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用來管理大量數(shù)據(jù)、控制多用戶訪問、定義數(shù)據(jù)庫構架、執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作等,是系統(tǒng)得以順利運
行的基礎。因此建立一個良好的數(shù)據(jù)組織結構和數(shù)據(jù)庫,可以使整個系統(tǒng)都可以迅速方便地調(diào)用和管理相
關的數(shù)據(jù),這是衡量一個管理系統(tǒng)開發(fā)工作好壞的一個重要指標。本系統(tǒng)在設計數(shù)據(jù)庫過程中,盡量遵照以
上原則,充分反映物流的變化和相互之間的關系,充分滿足焊接生產(chǎn)車間的各種管理需求。數(shù)據(jù)庫的安全機
制采用三種方法來保證系統(tǒng)的安全,即基于用戶名與口令的授權登陸機制、受安全監(jiān)視和控制的數(shù)據(jù)識別控
制機制和系統(tǒng)操作記錄機制,其中系統(tǒng)操作記錄機制使系統(tǒng)對有關系統(tǒng)安全的操作信息進行記錄,系統(tǒng)管理
員可根據(jù)系統(tǒng)記錄信息對系統(tǒng)的安全進行有效的管理。
(3)系統(tǒng)采用的集成技術
　生產(chǎn)計劃管理
該模塊是企業(yè)供應鏈中的一個重要環(huán)節(jié),制定生產(chǎn)計劃,跟蹤生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況,并隨時對生產(chǎn)計劃
進行動態(tài)調(diào)整,保證企業(yè)對生產(chǎn)狀況的隨時控制,可以有效地保障供應鏈的平滑性,減少內(nèi)部的消耗,降低生
產(chǎn)成本。生產(chǎn)計劃管理可以在滿足企業(yè)經(jīng)營目標的基礎上,提高企業(yè)的服務水平,增強企業(yè)的競爭力和應變
能力。主要功能有:根據(jù)銷售合同來制定,由生產(chǎn)計劃來確定生產(chǎn)任務的實施并在實施過程中進行執(zhí)行情況
的跟蹤。它主要負責焊接車間計劃加工什么,什么時候加工,加工多少,它是企業(yè)計劃體系的重要組成部分,
由它來驅(qū)動物料需求計劃。根據(jù)焊接車間的實際生產(chǎn)情況,主要是制定日生產(chǎn)計劃和月生產(chǎn)計劃。該設計
中,系統(tǒng)管理人員可以很直觀看到每個月的生產(chǎn)情況(如圖5所示)。
3.5　物流資源管理
該模塊主要是以庫存主帳為核心,以出、入庫單為庫存主帳的更新依據(jù),實時提供庫存的最新信息,以滿
足其它模塊對庫存信息的要求和各庫房物資的流動情況。根據(jù)車間庫存物資,一般將庫房管理分為四類:材
料庫、工具庫、在制品庫、半成品庫。這四大庫的主要功能是根據(jù)物品的入庫、出庫情況修改材料庫存主帳,
便于用戶查詢。從而很快知道那些材料需要及時購買,盡可能的減少庫存費用。
60南昌航空工業(yè)學院學報(自然科學版)
系統(tǒng)信息的集成管理。
3　焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能設計和具體實現(xiàn)
車間生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是車間生產(chǎn)的總控系統(tǒng),
一般車間管理的主要功能是以生產(chǎn)為主線,以完成工
廠下達的生產(chǎn)任務和外協(xié)訂單要求為最終目的,并在
任務實施中對生產(chǎn)過程進行各種數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸、統(tǒng)計
等。而在焊接加工車間中,具體管理內(nèi)容主要有:編
制車間生產(chǎn)計劃、作業(yè)排序、生產(chǎn)調(diào)度、檢查生產(chǎn)進
度、生產(chǎn)統(tǒng)計、向上級管理部門反饋車間中的問題、質(zhì)
量檢查與控制等。根據(jù)需求,生產(chǎn)管理系統(tǒng)分為以下
幾個功能模塊,系統(tǒng)結構見圖1。
3.1　系統(tǒng)維護
本系統(tǒng)的管理主要有用戶注冊、權限設置、修改密碼、注銷、日
志管理(如圖2所示)等基本設置子模塊。通過系統(tǒng)維護,可以有效
識別不同用戶的各種操作,并且通過日志管理可以知道系統(tǒng)操作的
具體時間。系統(tǒng)管理員可根據(jù)系統(tǒng)記錄信息對系統(tǒng)的安全進行有
效的管理,同時在發(fā)生問題時迅速找到出錯的地方,以便及時進行
更正,從而保證系統(tǒng)的正常運行。
3.2　員工信息管理
員工信息管理主要用于員工個人資料的錄入、刪除、職務變動
的記錄和管理。使用員工信息管理,便于企業(yè)領導掌握人員的動
向,及時調(diào)整人才的分配,保證生產(chǎn)的順利進行。員工信息的錄入
是通過員工信息編輯界面進行添加的。員工的所有信息將會在員工信息列表中顯示出來,管理人員可以通
過快捷鍵對員工信息進行添加、修改、刪除和查尋(如圖3所示)。
3.3　工藝信息管理
該模塊是對焊接車間的加工進行工藝管理,主要對工藝進行設計和編制,具體有:裝備流程圖,內(nèi)容包括
零件種類、數(shù)量、裝備順序、并明確生產(chǎn)分工等;確定焊接工藝,根據(jù)流程圖進行焊接工藝分配,排列工序表,
將每道工序的內(nèi)容都處理成相應的表格;編制工序卡,內(nèi)容有需制成的焊接結構簡圖、零件構成的相應關系、
焊點數(shù)量和尺寸、焊點位置或接頭位置,還應包括設備型號、數(shù)量、工夾具型號、操作順序、操作人員等級及工
時、焊接規(guī)范說明等。本系統(tǒng)設計的工藝設計功能可以很方便的對焊接工藝進行設計(如圖4所示)。
59第2期支明遠、陳益平等:CIMS下的焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設計
由于CIMS各個分系統(tǒng)之間是依靠計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)兩個支撐系統(tǒng)來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的集
成,因此網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術是該系統(tǒng)集成技術的關鍵。在網(wǎng)絡技術上,考慮到CIMS的網(wǎng)絡在物理上是
連接多種不同計算機及其外設的異構網(wǎng)路,而在邏輯上是統(tǒng)一的網(wǎng)絡,在基本功能上,應該具備開放通信網(wǎng)
絡的特點。本系統(tǒng)采用的是開放式互聯(lián)參考模型(OSI/RM)網(wǎng)絡技術,這種網(wǎng)絡技術可以達到上述方面的要
求。使用的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)從主體上可以歸納為三大層:第一層為主干網(wǎng),負責全局數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡管理以
及與Internet的聯(lián)系;第二層為企業(yè)的各子系統(tǒng);焊接車間是處在該網(wǎng)絡的底層部分,它主要負責焊接自動化
生產(chǎn)及車間生產(chǎn)信息的采集。這種網(wǎng)絡技術組建的網(wǎng)絡系統(tǒng)是多臺計算機、有關軟件、終端、物理過程和信
息處理手段組成的集合,是傳送和處理信息的自治整體,CIMS各分系統(tǒng)之間按相應的TCP/IP協(xié)議進行通
信,而該系統(tǒng)的不同層之間通過數(shù)據(jù)接口進行通信;在數(shù)據(jù)庫技術上,采用的是分布式數(shù)據(jù)庫技術,分布式數(shù)
據(jù)庫是由一組數(shù)據(jù)組成的,這組數(shù)據(jù)分布在計算機網(wǎng)絡的不同計算機上,網(wǎng)絡中的每個結點具有獨立處理的
能力(稱為場地自治),可以執(zhí)行局部應用。同時,每個結點也能通過網(wǎng)絡通訊子系統(tǒng)執(zhí)行全局應用,從而達
3.6　焊接設備管理
該模塊是對焊接設備進行管理,焊接設備包括焊接電源和焊接工藝裝備。在充分調(diào)查研究的基礎上,依
據(jù)設備管理部門的職能,從設備管理部門的日常工作出發(fā),注重設備生命周期的管理,包括制訂設備購買計
劃、設備采購、設備入庫、設備維修保養(yǎng)、備件、設備出庫、報廢等,以及設備相關的文檔管理、財務接口等相關
內(nèi)容。
3.7　文件報表管理
報表管理主要是針對焊接車間現(xiàn)有生產(chǎn)管理中所需的一些報表而設計的。本模塊的主要功能是匯總、
統(tǒng)計與生產(chǎn)管理相關的信息,并生成相應的報表。不同客戶端用戶就可以通過報表提取功能對定義好的報
表進行提取、打印。
4　結束語
設計的焊接車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)是在充分利用了焊接車間現(xiàn)有的軟、硬件資源環(huán)境,實現(xiàn)了焊接車間內(nèi)部
各管理模塊之間的信息共享和信息訪問,確保了控制精度,提高了勞動生產(chǎn)率和設備利用率。它的成功運用
對提高車間管理效率、降低生產(chǎn)成本、持續(xù)改進車間的生產(chǎn)質(zhì)量等方面將起到積極的推動作用。

作者: mojian168 時間: 2011-5-30 18:52
好東西，大家分享啊，呵呵

作者: 曹佳浩 時間: 2017-10-23 21:07
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