CIMS下的焊接車間生產管理系統設計

周京干

計算機集成制造系統(Computer Integrated Manufacturing Systems ,CIMS)是一個集產品設計、經營、管理為
一體的復雜的大系統。它運用系統工程方法,將信息技術和生產技術結合起來,通過計算機網絡和數據庫技
5 Z2 o% {, L9 s  h* @4 \術把生產的全過程連接起來,有效地協調和提高企業內部對市場需求的響應能力和勞動生產率,取得最大的
經濟效益。生產管理系統是CIMS的一個重要組成部分,針對傳統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,采用分布式系統設計CIMS下的車間生產管理系統,能夠很方便的實現焊接
車間生產信息的維護、查詢與管理,在一定程度上解決了傳統生產管理中出現的統一性差、周期長等問題。
; h7 `0 V$ D1 Y+ x' T1　對生產管理系統的需求分析
) C8 }! Y+ x4 I$ l, e課題以汽車生產企業為研究對象,由于目前焊接車間采用的還是傳統的人工管理模式,不能適應瞬息萬
/ u# o: U! V7 s6 A) h# F/ Z8 [* S變的動態市場競爭的形式,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用這種
+ V! U! _- {1 m# U  m% R! |: K8 S) r管理方式完全達到滿足產品T(時間)、Q(質量)、C(成本)、S(服務)的要求。
7 V  y7 f9 y0 s結合焊接車間生產的實際情況,設計出的系統必須達到先進性和實用性的恰當結合,以達到以下功能需
& ?+ y2 h  e6 P: x6 c: x7 e: G求:①實現車間作業計劃調度與其它子系統的集成管理;②實現產品目錄、車間日歷、工藝性能參數、設備性
能參數等基礎數據的維護和管理;③產生物料、工裝夾具的需求,并生成報表;④實現車間生產能力需求和負
& {. m# P' c9 B6 W% O荷平衡功能;⑤能夠按要求對生產作業排序;⑥生成的作業計劃向單元層發放;⑦接受各單元的數據,并產生
; _/ y: G& C2 t2 A相應的報表;⑧系統的所有信息都通過人機交互界面存儲到各個模塊的數據庫中,對系統數據庫信息的數據
要完整、標準、規范,結構清晰簡明,便于理解和操作;⑨CIMS各應用系統也能通過各自與數據庫的接口對數
/ j( g: E5 Q, L2 m" t% T3 W+ k. _據進行直接操作。在性能要求方面,要求設計的焊接車間生產管理系統應具有實用性、可靠性、先進性、經濟
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　開發環境及系統中的關鍵技術
2.1　開發環境
6 h! T3 B- W8 G; i: g系統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絡實現數據的共享,網絡采
用總線型以太網以及工業標準TCP/IP協議,系統以Windows 2000 Server為服務器操作系統,Windows XP、
Windows 2000為客戶端操作系統,數據庫采用Microsoft SQL Server 2000,它具有穩定性好、便于管理和易于開
$ F: H+ e5 T& ^發等優勢。前端開發工具采用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
, q2 D. ?4 _1 e& Q(1)系統建模
由于企業不同的車間管理模式以及對生產管理的需求不同,無法使用統一的管理系統與管理模式,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有了一種共同的語言,為建立統一的公共數據庫
創造條件。),保證系統間信息的順暢傳遞,對于整個系統具有非常重要的意義,是系統順利開發的必要條件
和重要基礎,同時這也是整個企業實施CIMS的關鍵所在。
& _2 T; c8 u3 E% a9 a* I, ]- c(2)數據庫設計
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,因此數據庫的設計也是系統設計的關鍵。
且數據庫系統用來管理大量數據、控制多用戶訪問、定義數據庫構架、執行數據庫操作等,是系統得以順利運
行的基礎。因此建立一個良好的數據組織結構和數據庫,可以使整個系統都可以迅速方便地調用和管理相
關的數據,這是衡量一個管理系統開發工作好壞的一個重要指標。本系統在設計數據庫過程中,盡量遵照以
( V* H# N8 W' T& e5 _上原則,充分反映物流的變化和相互之間的關系,充分滿足焊接生產車間的各種管理需求。數據庫的安全機
1 T3 _- {0 I9 J% e) A制采用三種方法來保證系統的安全,即基于用戶名與口令的授權登陸機制、受安全監視和控制的數據識別控
制機制和系統操作記錄機制,其中系統操作記錄機制使系統對有關系統安全的操作信息進行記錄,系統管理
9 c5 M1 y/ r' Y( y0 R8 _員可根據系統記錄信息對系統的安全進行有效的管理。
7 p7 _; f3 J- ^- Y. Z3 ](3)系統采用的集成技術
　生產計劃管理
1 v: l- z! j7 ~% V7 Y該模塊是企業供應鏈中的一個重要環節,制定生產計劃,跟蹤生產計劃的執行情況,并隨時對生產計劃
進行動態調整,保證企業對生產狀況的隨時控制,可以有效地保障供應鏈的平滑性,減少內部的消耗,降低生
產成本。生產計劃管理可以在滿足企業經營目標的基礎上,提高企業的服務水平,增強企業的競爭力和應變
能力。主要功能有:根據銷售合同來制定,由生產計劃來確定生產任務的實施并在實施過程中進行執行情況
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,它是企業計劃體系的重要組成部分,
0 ^4 h8 ^) \; X8 [/ ?$ k/ v由它來驅動物料需求計劃。根據焊接車間的實際生產情況,主要是制定日生產計劃和月生產計劃。該設計
. X: u+ t9 l* m0 z) N7 A$ ~0 L中,系統管理人員可以很直觀看到每個月的生產情況(如圖5所示)。
3.5　物流資源管理
- \' v0 [. a9 _1 y+ X, P% M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,實時提供庫存的最新信息,以滿
" w# M% c! G* X) X' J/ w7 l" c1 z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南昌航空工業學院學報(自然科學版)
1 a8 g  d* ~" I/ n* t2 ~系統信息的集成管理。
3　焊接車間生產管理系統功能設計和具體實現
% X2 N6 q# ?. s( X車間生產管理信息系統是車間生產的總控系統,
一般車間管理的主要功能是以生產為主線,以完成工
' W& r9 X  L0 X廠下達的生產任務和外協訂單要求為最終目的,并在
" C: h0 s. \- {1 @# S任務實施中對生產過程進行各種數據監控傳輸、統計
& {0 E5 ]* m" U% @4 m等。而在焊接加工車間中,具體管理內容主要有:編
; l1 }: N, J6 f4 d/ M( }5 V制車間生產計劃、作業排序、生產調度、檢查生產進
度、生產統計、向上級管理部門反饋車間中的問題、質
量檢查與控制等。根據需求,生產管理系統分為以下
幾個功能模塊,系統結構見圖1。
+ u7 g5 z! D0 z! t3.1　系統維護
8 ], i& m7 V- G6 ?5 m- |" z* T$ U本系統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。通過系統維護,可以有效
+ C) @- P" R& \+ K) A3 X  A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操作的
具體時間。系統管理員可根據系統記錄信息對系統的安全進行有
效的管理,同時在發生問題時迅速找到出錯的地方,以便及時進行
更正,從而保證系統的正常運行。
( a- z" ~% a- n" t3.2　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
; d) y$ B+ [4 H' `7 h的記錄和管理。使用員工信息管理,便于企業領導掌握人員的動
向,及時調整人才的分配,保證生產的順利進行。員工信息的錄入
9 r) y  G$ t. x6 w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)。
  m) s: Z( g" P* u8 H3.3　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,內容包括
零件種類、數量、裝備順序、并明確生產分工等;確定焊接工藝,根據流程圖進行焊接工藝分配,排列工序表,
將每道工序的內容都處理成相應的表格;編制工序卡,內容有需制成的焊接結構簡圖、零件構成的相應關系、
焊點數量和尺寸、焊點位置或接頭位置,還應包括設備型號、數量、工夾具型號、操作順序、操作人員等級及工
) D9 ~% s. ?6 l% P' C: w! P時、焊接規范說明等。本系統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)。
( n. C6 k2 |: N0 w. k59第2期支明遠、陳益平等:CIMS下的焊接車間生產管理系統設計
- H' a0 d8 d0 |0 N2 A2 ^& N由于CIMS各個分系統之間是依靠計算機網絡系統和數據庫系統兩個支撐系統來實現整個系統的集
; }8 }& d. q& u成,因此網絡技術和數據庫技術是該系統集成技術的關鍵。在網絡技術上,考慮到CIMS的網絡在物理上是
連接多種不同計算機及其外設的異構網路,而在邏輯上是統一的網絡,在基本功能上,應該具備開放通信網
. N' k0 M; T# M$ ]絡的特點。本系統采用的是開放式互聯參考模型(OSI/RM)網絡技術,這種網絡技術可以達到上述方面的要
求。使用的計算機網絡系統從主體上可以歸納為三大層:第一層為主干網,負責全局數據管理和網絡管理以
及與Internet的聯系;第二層為企業的各子系統;焊接車間是處在該網絡的底層部分,它主要負責焊接自動化
- ?( L2 R/ e1 v( }, y9 q3 o0 s" k. I- ^. ?生產及車間生產信息的采集。這種網絡技術組建的網絡系統是多臺計算機、有關軟件、終端、物理過程和信
5 n4 b, o. O2 A+ m# C! A3 v% ^7 R息處理手段組成的集合,是傳送和處理信息的自治整體,CIMS各分系統之間按相應的TCP/IP協議進行通
& K+ D  V% L7 A: t2 V信,而該系統的不同層之間通過數據接口進行通信;在數據庫技術上,采用的是分布式數據庫技術,分布式數
據庫是由一組數據組成的,這組數據分布在計算機網絡的不同計算機上,網絡中的每個結點具有獨立處理的
能力(稱為場地自治),可以執行局部應用。同時,每個結點也能通過網絡通訊子系統執行全局應用,從而達
3.6　焊接設備管理
$ O: Q0 S3 |/ q/ v" h' B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。在充分調查研究的基礎上,依
& q+ x: }2 j/ P# D4 F據設備管理部門的職能,從設備管理部門的日常工作出發,注重設備生命周期的管理,包括制訂設備購買計
, g, p* N2 \1 R劃、設備采購、設備入庫、設備維修保養、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
& G' t# H! Z8 o7 o# B! K3 ~內容。
3.7　文件報表管理
* r) P- Y, {' z' F; y9 c* M報表管理主要是針對焊接車間現有生產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、
統計與生產管理相關的信息,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管理系統是在充分利用了焊接車間現有的軟、硬件資源環境,實現了焊接車間內部
! ~) U9 u0 ^& J7 J  [  _各管理模塊之間的信息共享和信息訪問,確保了控制精度,提高了勞動生產率和設備利用率。它的成功運用
$ _1 M) C4 N) [' d; I; V對提高車間管理效率、降低生產成本、持續改進車間的生產質量等方面將起到積極的推動作用。

mojian168

好東西，大家分享啊，呵呵

曹佳浩

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