CIMS下的焊接車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周京干

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems ,CIMS)是一個(gè)集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)營(yíng)、管理為
5 L3 S' g4 Y. j$ |+ w一體的復(fù)雜的大系統(tǒng)。它運(yùn)用系統(tǒng)工程方法,將信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)結(jié)合起來(lái),通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技
) j, g' q5 C4 }8 S! B; p' T術(shù)把生產(chǎn)的全過(guò)程連接起來(lái),有效地協(xié)調(diào)和提高企業(yè)內(nèi)部對(duì)市場(chǎng)需求的響應(yīng)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率,取得最大的
經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)管理系統(tǒng)是CIMS的一個(gè)重要組成部分,針對(duì)傳統(tǒng)焊接車(chē)間存在的效率低下、人為干預(yù)過(guò)
  m) ]! I; D8 J* C7 _/ r( C8 v多、信息傳遞實(shí)時(shí)性差等缺陷,采用分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)CIMS下的車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng),能夠很方便的實(shí)現(xiàn)焊接
車(chē)間生產(chǎn)信息的維護(hù)、查詢(xún)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(zhǎng)等問(wèn)題。
9 l7 z/ U% ^& ~" g9 U1　對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求分析
1 }  R' O3 W- W; ^& r2 c) H課題以汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)為研究對(duì)象,由于目前焊接車(chē)間采用的還是傳統(tǒng)的人工管理模式,不能適應(yīng)瞬息萬(wàn)
變的動(dòng)態(tài)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的形式,不能滿足對(duì)用戶(hù)需求的快速響應(yīng),難于確保在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)壓力下企業(yè)用這種
管理方式完全達(dá)到滿足產(chǎn)品T(時(shí)間)、Q(質(zhì)量)、C(成本)、S(服務(wù))的要求。
結(jié)合焊接車(chē)間生產(chǎn)的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)必須達(dá)到先進(jìn)性和實(shí)用性的恰當(dāng)結(jié)合,以達(dá)到以下功能需
2 w) j& ~, v6 c0 Y$ u求:①實(shí)現(xiàn)車(chē)間作業(yè)計(jì)劃調(diào)度與其它子系統(tǒng)的集成管理;②實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目錄、車(chē)間日歷、工藝性能參數(shù)、設(shè)備性
8 W# O' y  x5 f( h8 I1 @能參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理;③產(chǎn)生物料、工裝夾具的需求,并生成報(bào)表;④實(shí)現(xiàn)車(chē)間生產(chǎn)能力需求和負(fù)
荷平衡功能;⑤能夠按要求對(duì)生產(chǎn)作業(yè)排序;⑥生成的作業(yè)計(jì)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(yīng)的報(bào)表;⑧系統(tǒng)的所有信息都通過(guò)人機(jī)交互界面存儲(chǔ)到各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)中,對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)信息的數(shù)據(jù)
要完整、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)明,便于理解和操作;⑨CIMS各應(yīng)用系統(tǒng)也能通過(guò)各自與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口對(duì)數(shù)
據(jù)進(jìn)行直接操作。在性能要求方面,要求設(shè)計(jì)的焊接車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)
1 \/ k- z- r/ ~性、可普及性、開(kāi)放性和靈活性,具有較快的響應(yīng)速度和較大的覆蓋范圍。
2　開(kāi)發(fā)環(huán)境及系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
2.1　開(kāi)發(fā)環(huán)境
' q+ o5 A6 ?# n9 J# o1 \! ~; z系統(tǒng)的硬件組成采用客戶(hù)/服務(wù)器(Client/Server)方式,各服務(wù)器之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,網(wǎng)絡(luò)采
用總線型以太網(wǎng)以及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議,系統(tǒng)以Windows 2000 Server為服務(wù)器操作系統(tǒng),Windows XP、
Windows 2000為客戶(hù)端操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2000,它具有穩(wěn)定性好、便于管理和易于開(kāi)
發(fā)等優(yōu)勢(shì)。前端開(kāi)發(fā)工具采用Visual C++6.0,它提供了相當(dāng)齊備的庫(kù)和友好的編程界面。
2.2　關(guān)鍵技術(shù)
" D6 j) }0 @3 D, d" k- C* ]+ z(1)系統(tǒng)建模
# I$ e$ u. |# y9 \" K+ r由于企業(yè)不同的車(chē)間管理模式以及對(duì)生產(chǎn)管理的需求不同,無(wú)法使用統(tǒng)一的管理系統(tǒng)與管理模式,因此
6 O! n/ ?& N+ f/ n7 g9 w建立合理的集成模型與編碼體系(比如左前風(fēng)窗下橫梁合件就可編碼為530116301,其中530:代表車(chē)型,116:
代表零部件,301:代表該零部件圖號(hào)。這種編碼可以使系統(tǒng)有了一種共同的語(yǔ)言,為建立統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)庫(kù)
) B; c7 U3 S+ _, i* L' x創(chuàng)造條件。),保證系統(tǒng)間信息的順暢傳遞,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)具有非常重要的意義,是系統(tǒng)順利開(kāi)發(fā)的必要條件
和重要基礎(chǔ),同時(shí)這也是整個(gè)企業(yè)實(shí)施CIMS的關(guān)鍵所在。
: z6 s8 c5 Q" r1 w, a' i(2)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
* |- b% F3 l% e3 ^/ I! P由于要考慮各種要求和條件以及相關(guān)的各種理論和實(shí)踐知識(shí),因此數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
且數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用來(lái)管理大量數(shù)據(jù)、控制多用戶(hù)訪問(wèn)、定義數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)架、執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作等,是系統(tǒng)得以順利運(yùn)
行的基礎(chǔ)。因此建立一個(gè)良好的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù),可以使整個(gè)系統(tǒng)都可以迅速方便地調(diào)用和管理相
, M) Y& U' k% u2 }關(guān)的數(shù)據(jù),這是衡量一個(gè)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)程中,盡量遵照以
- u. m  c: L% q" T) e# _. b8 {上原則,充分反映物流的變化和相互之間的關(guān)系,充分滿足焊接生產(chǎn)車(chē)間的各種管理需求。數(shù)據(jù)庫(kù)的安全機(jī)
* C7 g1 }7 n! S9 p8 K, B制采用三種方法來(lái)保證系統(tǒng)的安全,即基于用戶(hù)名與口令的授權(quán)登陸機(jī)制、受安全監(jiān)視和控制的數(shù)據(jù)識(shí)別控
制機(jī)制和系統(tǒng)操作記錄機(jī)制,其中系統(tǒng)操作記錄機(jī)制使系統(tǒng)對(duì)有關(guān)系統(tǒng)安全的操作信息進(jìn)行記錄,系統(tǒng)管理
員可根據(jù)系統(tǒng)記錄信息對(duì)系統(tǒng)的安全進(jìn)行有效的管理。
; }5 k; h: \; h8 S; Q5 I, g(3)系統(tǒng)采用的集成技術(shù)
, s2 A  }; \6 Z1 O　生產(chǎn)計(jì)劃管理
% m8 d8 b! w; K- w. A7 U# L該模塊是企業(yè)供應(yīng)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),制定生產(chǎn)計(jì)劃,跟蹤生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行情況,并隨時(shí)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃
進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,保證企業(yè)對(duì)生產(chǎn)狀況的隨時(shí)控制,可以有效地保障供應(yīng)鏈的平滑性,減少內(nèi)部的消耗,降低生
產(chǎn)成本。生產(chǎn)計(jì)劃管理可以在滿足企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,提高企業(yè)的服務(wù)水平,增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和應(yīng)變
, M2 k& ~! U; _9 b能力。主要功能有:根據(jù)銷(xiāo)售合同來(lái)制定,由生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)確定生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)施并在實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行執(zhí)行情況
; n% B7 T( z% U: A( @的跟蹤。它主要負(fù)責(zé)焊接車(chē)間計(jì)劃加工什么,什么時(shí)候加工,加工多少,它是企業(yè)計(jì)劃體系的重要組成部分,
由它來(lái)驅(qū)動(dòng)物料需求計(jì)劃。根據(jù)焊接車(chē)間的實(shí)際生產(chǎn)情況,主要是制定日生產(chǎn)計(jì)劃和月生產(chǎn)計(jì)劃。該設(shè)計(jì)
' ~. N; e: ?/ m8 g% Q% ^6 M, L9 @中,系統(tǒng)管理人員可以很直觀看到每個(gè)月的生產(chǎn)情況(如圖5所示)。
# _6 m- C' h' J, k* }3.5　物流資源管理
該模塊主要是以庫(kù)存主帳為核心,以出、入庫(kù)單為庫(kù)存主帳的更新依據(jù),實(shí)時(shí)提供庫(kù)存的最新信息,以滿
足其它模塊對(duì)庫(kù)存信息的要求和各庫(kù)房物資的流動(dòng)情況。根據(jù)車(chē)間庫(kù)存物資,一般將庫(kù)房管理分為四類(lèi):材
料庫(kù)、工具庫(kù)、在制品庫(kù)、半成品庫(kù)。這四大庫(kù)的主要功能是根據(jù)物品的入庫(kù)、出庫(kù)情況修改材料庫(kù)存主帳,
便于用戶(hù)查詢(xún)。從而很快知道那些材料需要及時(shí)購(gòu)買(mǎi),盡可能的減少庫(kù)存費(fèi)用。
  U6 r1 [8 {& O. o8 p60南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)
. _" _  i0 ?# I2 A: i( ]: @系統(tǒng)信息的集成管理。
  J5 D$ d) b1 t3　焊接車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)
5 ]8 p; C4 A# G  W9 K車(chē)間生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)是車(chē)間生產(chǎn)的總控系統(tǒng),
一般車(chē)間管理的主要功能是以生產(chǎn)為主線,以完成工
廠下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)和外協(xié)訂單要求為最終目的,并在
$ _( o/ Y/ K0 q3 T% P6 I8 G3 t9 g2 X* z( y任務(wù)實(shí)施中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行各種數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸、統(tǒng)計(jì)
& _6 f0 p2 g* Y3 Z; R2 i9 {5 Y等。而在焊接加工車(chē)間中,具體管理內(nèi)容主要有:編
1 d" l4 E* G5 v) h制車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)排序、生產(chǎn)調(diào)度、檢查生產(chǎn)進(jìn)
$ B/ `6 @* M) F/ _2 ~' A度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、向上級(jí)管理部門(mén)反饋車(chē)間中的問(wèn)題、質(zhì)
0 q1 n+ L8 p! y4 ]" @) {  F' h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(gè)功能模塊,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
3.1　系統(tǒng)維護(hù)
* m0 p" I/ O% l% ]! `3 R本系統(tǒng)的管理主要有用戶(hù)注冊(cè)、權(quán)限設(shè)置、修改密碼、注銷(xiāo)、日
志管理(如圖2所示)等基本設(shè)置子模塊。通過(guò)系統(tǒng)維護(hù),可以有效
識(shí)別不同用戶(hù)的各種操作,并且通過(guò)日志管理可以知道系統(tǒng)操作的
具體時(shí)間。系統(tǒng)管理員可根據(jù)系統(tǒng)記錄信息對(duì)系統(tǒng)的安全進(jìn)行有
效的管理,同時(shí)在發(fā)生問(wèn)題時(shí)迅速找到出錯(cuò)的地方,以便及時(shí)進(jìn)行
更正,從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.2　員工信息管理
員工信息管理主要用于員工個(gè)人資料的錄入、刪除、職務(wù)變動(dòng)
的記錄和管理。使用員工信息管理,便于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)掌握人員的動(dòng)
2 V+ O* k: F6 \' _/ J/ z向,及時(shí)調(diào)整人才的分配,保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。員工信息的錄入
" p* g! @2 `! Q, ~* D是通過(guò)員工信息編輯界面進(jìn)行添加的。員工的所有信息將會(huì)在員工信息列表中顯示出來(lái),管理人員可以通
% l3 `9 H1 R! G- `1 n  C8 }3 y過(guò)快捷鍵對(duì)員工信息進(jìn)行添加、修改、刪除和查尋(如圖3所示)。
3.3　工藝信息管理
% ]+ m. N3 M- `" ]該模塊是對(duì)焊接車(chē)間的加工進(jìn)行工藝管理,主要對(duì)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和編制,具體有:裝備流程圖,內(nèi)容包括
零件種類(lèi)、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(jìn)行焊接工藝分配,排列工序表,
& _& D" c3 R4 m' P1 t將每道工序的內(nèi)容都處理成相應(yīng)的表格;編制工序卡,內(nèi)容有需制成的焊接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、零件構(gòu)成的相應(yīng)關(guān)系、
& K- p( Y& {0 ^, E9 m: M, L焊點(diǎn)數(shù)量和尺寸、焊點(diǎn)位置或接頭位置,還應(yīng)包括設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、工夾具型號(hào)、操作順序、操作人員等級(jí)及工
0 d: y4 Q: W: b& J時(shí)、焊接規(guī)范說(shuō)明等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝設(shè)計(jì)功能可以很方便的對(duì)焊接工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)(如圖4所示)。
" i6 E4 s! |4 }: C4 l% i: O59第2期支明遠(yuǎn)、陳益平等:CIMS下的焊接車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于CIMS各個(gè)分系統(tǒng)之間是依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)兩個(gè)支撐系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集
: [3 v) d( M( Z; H+ W成,因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是該系統(tǒng)集成技術(shù)的關(guān)鍵。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上,考慮到CIMS的網(wǎng)絡(luò)在物理上是
連接多種不同計(jì)算機(jī)及其外設(shè)的異構(gòu)網(wǎng)路,而在邏輯上是統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò),在基本功能上,應(yīng)該具備開(kāi)放通信網(wǎng)
$ l( t$ x/ z) n! k絡(luò)的特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用的是開(kāi)放式互聯(lián)參考模型(OSI/RM)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以達(dá)到上述方面的要
求。使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從主體上可以歸納為三大層:第一層為主干網(wǎng),負(fù)責(zé)全局?jǐn)?shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)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(chē)間是處在該網(wǎng)絡(luò)的底層部分,它主要負(fù)責(zé)焊接自動(dòng)化
生產(chǎn)及車(chē)間生產(chǎn)信息的采集。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是多臺(tái)計(jì)算機(jī)、有關(guān)軟件、終端、物理過(guò)程和信
  G% p  r' s5 s3 b7 X9 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(tǒng)之間按相應(yīng)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通
9 T$ f2 {( @/ e8 b# W2 @信,而該系統(tǒng)的不同層之間通過(guò)數(shù)據(jù)接口進(jìn)行通信;在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)上,采用的是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),分布式數(shù)
4 N/ f/ S& \( y; {) p據(jù)庫(kù)是由一組數(shù)據(jù)組成的,這組數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同計(jì)算機(jī)上,網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立處理的
能力(稱(chēng)為場(chǎng)地自治),可以執(zhí)行局部應(yīng)用。同時(shí),每個(gè)結(jié)點(diǎn)也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)執(zhí)行全局應(yīng)用,從而達(dá)
3.6　焊接設(shè)備管理
該模塊是對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行管理,焊接設(shè)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(chǔ)上,依
, z) k( }$ c7 J% @7 d據(jù)設(shè)備管理部門(mén)的職能,從設(shè)備管理部門(mén)的日常工作出發(fā),注重設(shè)備生命周期的管理,包括制訂設(shè)備購(gòu)買(mǎi)計(jì)
& p! m( [# i/ f6 R5 y  L9 ?7 C劃、設(shè)備采購(gòu)、設(shè)備入庫(kù)、設(shè)備維修保養(yǎng)、備件、設(shè)備出庫(kù)、報(bào)廢等,以及設(shè)備相關(guān)的文檔管理、財(cái)務(wù)接口等相關(guān)
內(nèi)容。
3.7　文件報(bào)表管理
報(bào)表管理主要是針對(duì)焊接車(chē)間現(xiàn)有生產(chǎn)管理中所需的一些報(bào)表而設(shè)計(jì)的。本模塊的主要功能是匯總、
統(tǒng)計(jì)與生產(chǎn)管理相關(guān)的信息,并生成相應(yīng)的報(bào)表。不同客戶(hù)端用戶(hù)就可以通過(guò)報(bào)表提取功能對(duì)定義好的報(bào)
表進(jìn)行提取、打印。
4　結(jié)束語(yǔ)
設(shè)計(jì)的焊接車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)是在充分利用了焊接車(chē)間現(xiàn)有的軟、硬件資源環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了焊接車(chē)間內(nèi)部
# N0 R9 L( t4 Z各管理模塊之間的信息共享和信息訪問(wèn),確保了控制精度,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。它的成功運(yùn)用
對(duì)提高車(chē)間管理效率、降低生產(chǎn)成本、持續(xù)改進(jìn)車(chē)間的生產(chǎn)質(zhì)量等方面將起到積極的推動(dòng)作用。

mojian168

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曹佳浩

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