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

周京干 · 發(fā)表于 2011-4-29 15:38:24

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、管理為
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,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技
術(shù)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(duì)市場需求的響應(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)焊接車間存在的效率低下、人為干預(yù)過
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下的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng),能夠很方便的實(shí)現(xiàn)焊接
車間生產(chǎn)信息的維護(hù)、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(duì)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(duì)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(yīng)瞬息萬
變的動(dòng)態(tài)市場競爭的形式,不能滿足對(duì)用戶需求的快速響應(yīng),難于確保在當(dāng)前激烈的市場壓力下企業(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
求:①實(shí)現(xiàn)車間作業(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、車間日歷、工藝性能參數(shù)、設(shè)備性
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)的所有信息都通過人機(jī)交互界面存儲(chǔ)到各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)庫中,對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息的數(shù)據(jù)
要完整、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,結(jié)構(gòu)清晰簡明,便于理解和操作;⑨CIMS各應(yīng)用系統(tǒng)也能通過各自與數(shù)據(jù)庫的接口對(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)
性、可普及性、開放性和靈活性,具有較快的響應(yīng)速度和較大的覆蓋范圍。
2　開發(fā)環(huán)境及系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
2.1　開發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)的硬件組成采用客戶/服務(wù)器(Client/Server)方式,各服務(wù)器之間通過網(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(dāng)齊備的庫和友好的編程界面。
2.2　關(guān)鍵技術(shù)
(1)系統(tǒng)建模
由于企業(yè)不同的車間管理模式以及對(duì)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(fēng)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(hào)。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(duì)于整個(gè)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(chǔ),同時(shí)這也是整個(gè)企業(yè)實(shí)施CIMS的關(guān)鍵所在。
(2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
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)庫的設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)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(gòu)架、執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作等,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,可以使整個(gè)系統(tǒng)都可以迅速方便地調(diào)用和管理相
關(guān)的數(shù)據(jù),這是衡量一個(gè)管理系統(tǒng)開發(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(guān)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(jī)
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(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。
(3)系統(tǒng)采用的集成技術(shù)
　生產(chǎn)計(jì)劃管理
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)的競爭力和應(yīng)變
能力。主要功能有:根據(jù)銷售合同來制定,由生產(chǎn)計(jì)劃來確定生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)施并在實(shí)施過程中進(jìn)行執(zhí)行情況
的跟蹤。它主要負(fù)責(zé)焊接車間計(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,
由它來驅(qū)動(dòng)物料需求計(jì)劃。根據(jù)焊接車間的實(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)
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)。
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(shí)時(shí)提供庫存的最新信息,以滿
足其它模塊對(duì)庫存信息的要求和各庫房物資的流動(dòng)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(shí)購買,盡可能的減少庫存費(fèi)用。
60南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(shè)計(jì)和具體實(shí)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(dá)的生產(chǎn)任務(wù)和外協(xié)訂單要求為最終目的,并在
任務(wù)實(shí)施中對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行各種數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸、統(tǒng)計(jì)
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(jì)劃、作業(yè)排序、生產(chǎn)調(diào)度、檢查生產(chǎn)進(jìn)
度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、向上級(jí)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(gè)功能模塊,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
3.1　系統(tǒng)維護(hù)
本系統(tǒng)的管理主要有用戶注冊、權(quán)限設(shè)置、修改密碼、注銷、日
志管理(如圖2所示)等基本設(shè)置子模塊。通過系統(tǒng)維護(hù),可以有效
識(shí)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(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)
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
是通過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,管理人員可以通
過快捷鍵對(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
該模塊是對(duì)焊接車間的加工進(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、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,
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)簡圖、零件構(gòu)成的相應(yīng)關(guān)系、
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
時(shí)、焊接規(guī)范說明等。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)。
59第2期支明遠(yuǎn)、陳益平等:CIMS下的焊接車間生產(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)庫系統(tǒng)兩個(gè)支撐系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集
成,因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(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)該具備開放通信網(wǎng)
絡(luò)的特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用的是開放式互聯(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(yīng)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通
信,而該系統(tǒng)的不同層之間通過數(shù)據(jù)接口進(jìn)行通信;在數(shù)據(jù)庫技術(shù)上,采用的是分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù),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(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(稱為場地自治),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
據(jù)設(shè)備管理部門的職能,從設(shè)備管理部門的日常工作出發(fā),注重設(shè)備生命周期的管理,包括制訂設(shè)備購買計(jì)
劃、設(shè)備采購、設(shè)備入庫、設(shè)備維修保養(yǎng)、備件、設(shè)備出庫、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。不同客戶端用戶就可以通過報(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
設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。它的成功運(yùn)用
對(duì)提高車間管理效率、降低生產(chǎn)成本、持續(xù)改進(jìn)車間的生產(chǎn)質(zhì)量等方面將起到積極的推動(dòng)作用。

mojian168 · 發(fā)表于 2011-5-30 18:52:12

好東西，大家分享啊，呵呵

曹佳浩 · 發(fā)表于 2017-10-23 21:07:12

有相關(guān)視頻嗎？

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