基于UCML的建材生產經營管理系統的設計與實現

張鳳芝 欒桂勇 沈娜 汪衛東 陳學輝

【摘要】生產信息化建設是現今企業管理的必然趨勢。本文提出了一種基于UCML的生產經營管理系統用于建材公司的企業管理。該系統以UCML開發平臺為基礎，利用SQL Server管理系統數據庫，采用射頻識別技術進行實時數據采集。實驗結果表明，該系統能夠實現建材公司各類生產信息的綜合管理，全面反映企業生產動態，大幅提升了建材公司的工作效率。

【關鍵詞】生產管理;數據庫;UCML;射頻識別

1.引言

隨著計算機技術的飛速發展，企業的生產經營方式已從人工操作模式逐漸轉為信息化管理模式。應用信息技術，生產經營信息化建設已成為企業獲取競爭優勢的最終選擇，也是企業經營現代化的主要標志。針對車間信息化建設問題，MES（Manufacturing Execution System）制造執行系統應運而生[1]。MES系統能夠將企業的控制信息和生產環境緊密連接起來，從而有效地指導企業生產計劃和流程的順利完成。近年來，歐美日等發達國家十分重視MES系統技術的研究和開發。1992年，美國成立了MESA國際協會用于推廣MES技術及MES產品，并形成了以MES為基礎的軟件產業[2]。MES技術的使用，為制造行業的迅速發展提供了有力保障[3]。

焦家金礦建材公司目前的生產經營主要采用人工管理方式，不僅無法有效地利用現有自動化系統數據，而且存在人工管理效率低、成本高的缺陷，不能很好地支持公司的決策分析。針對這些問題，本文提出了一種基于UCML的建材生產經營管理系統，用于建材公司的企業管理。該系統是一種小型專用的MES系統，針對建材公司整個生產流程的專有特點設計實現。綜合企業現有的監控平臺系統，該系統為建材企業打造了一個全面可行、扎實可靠的生產協同管理平臺，全面反映了建材公司的生產動態，而且大量地節約了人力、物力，達到大幅提高建材公司綜合管理水平的目的。

2.系統技術方案

該系統基于UCML企業級應用框架平臺for ASP.NET作為開發工具，結合SQL Server數據庫管理系統，采用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器）結構設計，利用射頻識別技術進行數據采集，充分利用了建材公司現有的網絡資源，具有高靈活性、高可靠性以及可擴展性的特點。本系統不僅能夠解決企業地域廣、應用分散等問題，而且可以實現遠程管理和移動辦公，為企業的生產經營管理提供了方便。

UCML應用框架開發平臺（簡稱UCML平臺）[4]，是一個面向框架、面向服務、面向套路的快速開發平臺。UCML開發平臺基于.NET體系，直接生成c#源碼。開發平臺涵蓋了一個WEB應用系統業務開發的全過程。系統采用的B/S結構，運行維護比較簡便，能實現不同的人員，從不同的地點，以不同的接入方式訪問和操作共同的數據[5]。

系統實時數據采集采用射頻識別技術（RFID， Radio Frequency Identification）實現。射頻識別[6]利用無線電通訊信號來識別特定的目標，同時讀取目標中所包含的相關數據。RFID技術實現了非接觸式識別，可以不受天氣等惡劣環境的影響準確地閱讀目標標簽，并且數據讀取速度極快，提高了數據采集的速度和準確性。

3.系統設計

3.1 系統總體設計

建材生產經營管理系統以UCML為開發平臺，SQL Server為數據庫管理工具，充分利用了建材公司現有的網絡資源。通過匯集建材公司的地磅、原料進廠、配料系統、半成品生產、產品銷售、設備巡檢維修等一系列生產一線數據，完成了基礎數據管理、地磅管理、質檢管理、生產管理、庫存管理、銷售管理、設備管理、數據智能分析等功能。

生產經營管理系統實現了公司原材料入庫、質檢、半成品生產、配料自動化系統、庫存、銷售和設備一體化等過程的全流程管理。在質檢取樣、原料進廠管理中，該系統與地磅系統進行了無縫對接，并對生產產品的物料庫存理論數據與實際倉儲數據進行跟蹤和分析統計。同時，系統能夠自動分析峰、谷、平的用電數，并匯總到生產流程段，從而更好地控制生產能源消耗。通過對銷售情況的統計，積累各客戶產量需求的真實趨勢以指導生產計劃及原料采購計劃的合理制定。

3.2 系統數據庫設計

根據建材公司的實際業務需求，需要對系統的數據庫進行設計。本文設計的系統基于SQL Server 2008實現系統數據庫的管理，將空間信息映射到關系模型中，應用SQL Server數據庫管理系統，將概念數據庫轉換為空間2維表的數據庫模式，實現對空間信息關系模型下的管理，以及與其屬性信息的統一管理。

建材業務主要分為四個模塊：質檢、生產、銷售和設備，而系統四個模塊所管理的數據庫表也是相對獨立的，如下所示：

（1）質檢管理

取樣表、檢驗結果表、復檢結果表。其中取樣表與檢驗結果表是多對一關系，檢驗結果表與復檢結果表是一對一關系。

（2）生產管理

配料日報表、料倉料位表、進倉原料表、干礦渣出庫表、月末干礦渣表、期末結存表、物料出庫表、產品入庫表、結賬管理表。

（3）銷售管理

銷售出庫表、轉帳單表、發票管理表。其中，銷售出庫表與轉賬單表是多對一關系，轉賬單表與發票管理表是多對多關系。

（4）設備管理

設備臺帳表、開車時間表、巡檢記錄表、設備維修記錄表。其中設備臺賬表與設備維修記錄表是一對多關系。

3.3 系統各模塊設計

（1）質檢模塊設計

質檢模塊的主要功能是：將供貨商送樣信息、各原料來料取樣信息、產成品取樣信息及各種樣品的化驗檢驗數據錄入信息系統，并對上述數據進行合格率分析，達到化驗檢驗數據的實時傳遞，從而使得各級管理人員對化驗檢驗數據的掌握更加及時、準確，最終達到有效地控制原料供貨質量和產成品質量的目的。

（2）生產模塊設計

生產管理模塊是本系統的重點模塊，主要管理原料及產品的入、出、存，對自動化系統的數據與實際數據進行對比分析，并給出配料各系統的統計報表及各種臺帳。該模塊可以優化管理建材產品的整個生產過程，利用實時的準確數據對車間的生產流程進行有效指導。通過進出存管理，使得倉庫物料存放由原先的雜散模糊變得更加透明規整。通過系統指導，倉庫的信息管理更加及時準確。統計分析得出的生產報表為生產決策提供更為可靠準確的生產數據，可以幫助企業更好地管理生產過程，提高了生產效率。

（3）銷售模塊設計

銷售管理模塊以基礎資料管理為起點，通過地磅管理、提貨通知管理、銷售出庫管理、銷售發票管理、運費發票管理六大過程，完整體現了建材公司的產品銷售過程管理。該模塊能夠真實體現并靈活管理銷售商品庫存，使銷售部門及時掌握并控制產品的銷售情況。通過建立全面的銷售管理數據倉庫，為銷售管理人員分析客戶、價格及銷售業績提供了方便。

（4）設備模塊設計

設備管理，是本系統相對獨立的模塊，其主要功能分為以下幾部分：設備臺帳管理、開車時間管理，設備維修審批單，設備維修明細，日常巡檢記錄。該模塊使得企業的各類大型設備及與設備有關的各類信息更可視化、系統化，設備管理員通過該模塊可以充分掌握生產設備的使用狀況，使得生產資源得到高效運作。

（5）系統接口設計

地磅系統采用RFID技術進行進銷貨車輛的數據實時采集，采集的數據存儲于地磅系統的目標數據庫中。系統可以在車輛行進過程中動態采集電子車牌信息。通過RFID卡自動調入所對應的車號、司機、貨物名稱、供貨單位和收貨單位等信息。

由于地磅系統與其余系統之間信息不能夠共享，從而形成了“信息孤島”問題。而質檢管理和銷售管理兩個子系統均需要讀取地磅系統采集的車輛裝載數據，因此只有解決信息孤島問題，才能實現各個子系統之間的信息共享。本文采用OLEDB數據訪問接口來實現質檢和銷售系統對地磅系統數據庫的訪問。OLEDB是一個可以連接不同數據源的戰略性的低級應用程序接口，具有開放數據庫互聯（ODBC， Open Database Connectivity）的功能，也可以連接其他的非SQL數據類型。通過集成地磅數據采集系統，在生產經營管理系統中利用OLEDB接口同步得到計量數據，實現了原料進廠和產品銷售信息的自動化管理，并提高了數據采集的準確性。

4.系統應用

建材生產經營管理系統可以監控建材公司從原料進廠到產品銷售的全部業務流程，記錄產品原材料的檢測信息、設備使用信息、產品進銷存信息以及生產過程中每個工序的人員、生產時間等信息。該系統通過數據采集并加以分析，最終以統計報表的形式實時呈現各生產模塊的工作進度，使得建材公司的整個生產流程透明化。建材生產經營管理系統為建材企業帶來的好處包括：優化了企業的管理模式，強化了生產流程的控制和管理;提升了企業各部門協同辦公的能力，節約了生產成本并提高了企業的工作效率;企業生產數據的統計分析更加及時、準確，降低了干擾，使企業管理更有據可循;實時掌握設備的運行信息，使得設備維護部門能夠及時地發現并解決問題。

5.結論

本文提出的建材生產經營管理系統是一個面向建材企業生產實時信息和管理技術的系統，該系統采用RFID射頻識別技術進行實時數據采集，利用SQL Server管理系統數據庫，不僅可以跟蹤建材的質檢、生產和銷售流程，管理原材料和產品的庫存情況，而且系統各模塊生成的統計報表為企業各部門的管理決策提供了實時、精確和可靠的生產數據，達到了優化生產經營管理過程的目的。系統應用測試結果表明，綜合現有的監控平臺系統，該生產經營管理系統可以大幅提高信息處理的速度和準確性，提高管理人員的生產力，幫助企業節約成本，提高產品和服務質量，達到降本增效和提升企業核心競爭力的目的。

參考文獻

[1]McClellan M.Applying Manufacturing Execution Systems[M].CRC Press.1997.

[2]MESA International.The Benefits of MES：A Report from the Field[R].MESA International White Paper Number 1，1997.

[3]饒運清，李培根，李淑霞，等.制造執行系統的現狀與發展趨勢[J].機械科學與技術，2002，21（6）：1011-1015.

[4]余峰，譚毓安，王春波.基于UCML的軟件開發的研究[J].電腦與信息技術，2004（06）：19-22.

[5]張樹亮，李超.ASP.NET 2.0+SQL Server 網絡應用系統開發案例精解[M].北京：清華大學出版社，2006.

[6]徐濟仁，陳家松，牛紀海.射頻識別技術及應用發展[J].數據通信，2009（01）.

作者簡介：張鳳芝（1965—），女，山東聊城人，山東黃金礦業（萊州）有限公司焦家金礦高級工程師，研究方向：信息化與自動化。