離散型車間設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)的研究與應用

周麗娟　路婷婷

摘要：該文深入研究了離散型數(shù)控車間數(shù)控設備生產(chǎn)作業(yè)計劃的排產(chǎn)規(guī)律，實現(xiàn)了一種全新的高效的信息化設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)。在總結離散型數(shù)控車間生產(chǎn)作業(yè)特點的基礎上，借鑒現(xiàn)階段傳統(tǒng)企業(yè)設備排產(chǎn)方法，將設備作業(yè)計劃系統(tǒng)與公司各相關應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成，詳細設計了設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)的各功能模塊，并得到很好的實現(xiàn)和應用效果。

關鍵詞：設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng);離散型車間;生產(chǎn)管理

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0239-02

當前，飛機制造業(yè)多以單件小批量的離散型生產(chǎn)方式為主，設備生產(chǎn)作業(yè)計劃大多仍采用傳統(tǒng)的手工編排設備生產(chǎn)作業(yè)計劃及人為跟蹤計劃的方式，存在著編排手段落后，基礎數(shù)據(jù)不完善，物料信息等數(shù)據(jù)得不到及時反饋等問題，造成設備生產(chǎn)能力得不到綜合平衡，資源得不到有效配置，計劃得不到快速跟蹤等問題，使設備生產(chǎn)作業(yè)計劃無法精確地指導實際生產(chǎn)。?

設備生產(chǎn)作業(yè)計劃是車間生產(chǎn)管理的核心[2]，其準確性將展露出車間物料流動、生產(chǎn)進度、資源配送、設備利用等眾多方面的水平。只有很好地解決設備排產(chǎn)問題，才能有效地對車間作業(yè)進行管理和控制，才能保證生產(chǎn)流程連貫有序地進行。因此，在數(shù)控加工廠信息化快速發(fā)展的現(xiàn)階段，設計開發(fā)一套科學、合理、快速、有效的設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)是重中之重。

1 離散型車間設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)的研究

1.1 設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)與各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成

編制設備生產(chǎn)作業(yè)計劃的過程實際就是生產(chǎn)任務與設備生產(chǎn)能力的綜合平衡過程，從信息需求的角度來講，設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)需集成CAPP系統(tǒng)，提供零件加工工序信息及加工機床型號信息;還需集成公司庫房管理系統(tǒng)，它提供零件批架次信息及毛料、半成品信息等;另一個需集成的系統(tǒng)是MES系統(tǒng)，它提供車間內(nèi)部月生產(chǎn)作業(yè)計劃、設備信息、定額工時信息、班次信息、制造記錄信息等，為設備作業(yè)計劃的編制提供了充分的數(shù)據(jù)基礎。此外，從MES系統(tǒng)中讀取車間信息采集數(shù)據(jù)，自動采集各零件及各制造記錄的加工進度，與編制的設備作業(yè)計劃作比對，為統(tǒng)計分析做數(shù)據(jù)支持[3]。

1.2 設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)功能模塊設計

設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)從功能上分主要包括三方面的內(nèi)容：一是設備生產(chǎn)作業(yè)計劃的編制，二是設備生產(chǎn)作業(yè)計劃的跟蹤，三是工人操作。經(jīng)過設備生產(chǎn)作業(yè)計劃的編制后系統(tǒng)自動生成設備生產(chǎn)作業(yè)計劃跟蹤頁面，而由跟蹤頁面展示的數(shù)據(jù)，分析計劃編制過程中不準確的原因，對計劃的編制進行反饋，促使計劃的編制更加有效、準確，整個過程是一個閉環(huán)的管理過程。

計劃的編制：

以零件圖號及制造記錄為依據(jù)精細化到工序，確定工序的加工設備、加工時間，指導和驅(qū)動整個車間生產(chǎn)活動的開展。設生產(chǎn)備作業(yè)計劃的編制包括計劃的勾選及計劃的排序。

計劃的勾選以車間內(nèi)部生產(chǎn)月計劃為基礎，結合CAPP系統(tǒng)中各圖號中對每道工序加工機床型號的定義，系統(tǒng)自動篩選出符合已選機床型號的零件圖號、批架次信息、庫房信息等，對于已生成制造記錄的，直接對工序進行勾選，將工序添加到機床;對于未申請制造記錄的，以“空占位”的形式讀取CAPP中此圖號最新版次的工序信息，將工序添加到設備。圖2為設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)編制模塊業(yè)務流程設計圖。

經(jīng)過勾選圖號后，每臺設備都安排了加工對象，操作人員依據(jù)零件的輕重緩急情況對已選圖號進行排序，并定義該設備第一個圖號的加工開始時間，同時依據(jù)MES系統(tǒng)中提供的設備班次信息及工序的期量標準，自動算出每個圖號在此機床上作業(yè)的開始時間及結束時間，從而可以得到設備的累積負荷，如果累積負荷超過設備本月的實際負荷能力，則必須通過調(diào)整圖號加工順序重新排產(chǎn)，或采取加班等方式滿足生產(chǎn)條件。

計劃的跟蹤：

通過采集MES信息采集平臺中工序開始及結束的時間等實時的加工信息[1]，跟蹤零件實際的加工進度，并與系統(tǒng)編制的設備生產(chǎn)作業(yè)計劃相比對，考核計劃的準確性，對于未按計劃開工或完成的，分析發(fā)生異常狀況的具體原因，進行整改，以更好地提高生產(chǎn)效率。

工人操作：

設備操作人員登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)顯示該設備當天的工作任務等信息。同時，相關職能部門也將圍繞各臺設備當天的工作任務提供相應配合服務，如庫房管理人員按照設備的工作任務提前準備好毛料、半成品;配送人員提前將毛料、工裝等配送至各臺設備指定存放點;計劃員提前將設備需用的程序上傳至DNC系統(tǒng)等。減少設備待機時間，提高設備利用率，從而提高生產(chǎn)效率。

2 離散型車間設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)的實現(xiàn)及應用

設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)應用Eclipse6.0作為軟件開發(fā)平臺，運用Java語言進行軟件編程，選擇oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的存儲和管理平臺來實現(xiàn)[4-5]。

2.1 設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)計劃編制的實現(xiàn)

計劃的勾選：進入系統(tǒng)后，指定要排計劃的設備及計劃月份，以CAPP系統(tǒng)中工序信息為依據(jù)，篩選出所有符合機床型號的零件圖號及相關信息，依據(jù)系統(tǒng)提供的批架次信息及庫房信息對已選設備進行排產(chǎn)。

系統(tǒng)列出選定圖號的全部制造記錄（制造記錄進度為100%的不需要顯示），此處提供各制造記錄當前的進度及當前數(shù)量及定額工時等數(shù)據(jù);對于尚未打出制造記錄的情況，提供“空占位”功能，生成制造記錄臨時占位編碼，讀取CAPP系統(tǒng)中此圖號最新版次的工序信息，并由計劃員在頁面勾選工序并填寫投產(chǎn)數(shù)量。正式申請制造記錄時，系統(tǒng)判斷此圖號是否有制造記錄空占位的情況存在，如果有，將此制造記錄與之前生成的臨時編碼建立聯(lián)系，用正式的制造記錄編碼替換制造記錄臨時編碼。此頁面中，系統(tǒng)自動查詢出當前設備當前圖號最近一次加工的數(shù)控銑工序，并將查詢出的工序自動勾選，計劃員以此為參考勾選制造記錄中的工序。

計劃的排序：以零件圖號為單位，在勾選圖號時系統(tǒng)自動按勾選的順序?qū)⒁堰x的圖號排順序，可根據(jù)零件的輕重緩急及設備的生產(chǎn)能力對計劃進行手工調(diào)整。同時提供功能對已生成的設備作業(yè)計劃進行增加、刪除、修改、查詢。

2.2 設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)計劃跟蹤的實現(xiàn)

在設備作業(yè)計劃跟蹤頁面，可圖形化地顯示每臺設備上所排產(chǎn)的所有圖號信息。對于已排產(chǎn)的每個圖號，以上下兩個進度條對比顯示計劃開始結束時間及實際開始結束時間的方式展示，位于上面的計劃開始結束時間以藍色表示，下方的進度條是從MES系統(tǒng)中實時采集的制造記錄數(shù)據(jù)，綠色代表按計劃完工，紅色代表超期。

實現(xiàn)功能可將已排的設備作業(yè)計劃打印出來，張貼于相應機床的床頭，更直觀地指導生產(chǎn)。

2.3 期量標準維護的實現(xiàn)

每一道工序的期量標準在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中有一個初始值，計劃員可根據(jù)自己以往的經(jīng)驗對工序的期量標準進行修改，此處還提供批量修改的功能。設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)即按此標準來計算每一條計劃的開始結束時間。

3 結束語

設備生產(chǎn)作業(yè)計劃系統(tǒng)通過在車間運行突出以下特點：信息集成、資源共享，與公司MES系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)及庫房管理系統(tǒng)集成，使零件工藝信息、毛料信息等能快速獲得，保證了信息流的暢通;科學合理、快速有效，不但使工作人員從傳統(tǒng)復雜的手工勞動中解脫出來，更使設備作業(yè)計劃的編制更為快速、準確;合理計劃、有序生產(chǎn)，通過可視化實時采集生產(chǎn)現(xiàn)場各圖號的生產(chǎn)進度以對設備作業(yè)計劃進行跟蹤[6]，通過分析計劃執(zhí)行情況與計劃差距的原因，解決各種由設備作業(yè)計劃系統(tǒng)暴露出的車間生產(chǎn)管理問題，如物料配送不及時、設備故障等問題。

同時，經(jīng)過長期有效的數(shù)據(jù)積累，系統(tǒng)記憶每臺設備加工頻率較高的零件、工序及零件在此設備上加工的時間，并不斷更新加工時間，優(yōu)化期量標準，為實現(xiàn)設備的自動排產(chǎn)做出充分準備。

綜上所述，設備作業(yè)計劃系統(tǒng)的應用對于深化企業(yè)改革，提高運營效率，進一步提高領導決策的科學性、及時性，計劃調(diào)度的合理性有十分重要的意義。

參考文獻：

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[5] 李昆堂.SQL Server2000與XML應用技術[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[6] 梁奎.基于移動Agent的水泥裝備制造行業(yè)訂單跟蹤系統(tǒng)研究[D].湖北：武漢理工大學，2013.

【通聯(lián)編輯：朱寶貴】