輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文
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隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以及工業(yè)4．0概念的提出，制造型企業(yè)開始越來越重視信息化的建設(shè)，信息化成為我國制造型企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，客戶需求也越來越多樣化，商品的更新周期也越來越短，市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰的選擇使得企業(yè)必須不斷與時(shí)俱進(jìn)。當(dāng)前時(shí)代的主流是信息化，信息化的標(biāo)志是準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)和精細(xì)化管理，其必不可缺少的是獲取信息的信息管理系統(tǒng)，因此一個(gè)完善的生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是優(yōu)秀企業(yè)所必須具備的［1］。生產(chǎn)管理系統(tǒng)是承接著計(jì)劃與生產(chǎn)的“信息樞紐”，是連接計(jì)劃和生產(chǎn)的“橋梁”，它可以將“計(jì)劃”下達(dá)到“生產(chǎn)”環(huán)節(jié)，同時(shí)也能將生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)變化及時(shí)反饋并傳遞給“計(jì)劃”［2］。隨著制造業(yè)的發(fā)展，學(xué)者們對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的研究越來越熱。張宏兵［3］在對(duì)河南某光電公司的精密機(jī)械加工車間的MES系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，從硬件和軟件兩方面著手設(shè)計(jì)出了一款手持終端數(shù)據(jù)采集器，以及與之對(duì)應(yīng)的車間管理軟件;張映鋒等［4］結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出了一種在“物物互聯(lián)，感知制造”環(huán)境下的生產(chǎn)管理系統(tǒng);黃剛等［5］設(shè)計(jì)了一種具有高度柔性和可配置性的可適應(yīng)制造執(zhí)行系統(tǒng)框架;P．Valckenaersl等［6］等通過對(duì)蟻群覓食行為的研究，設(shè)計(jì)出一個(gè)具有自適應(yīng)性的MES系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)將要發(fā)生的行為事件。某車輪有限公司是一家專注做車輪輪轂的傳統(tǒng)企業(yè)，該企業(yè)在對(duì)輪轂生產(chǎn)系統(tǒng)的管理方面存在較大的缺陷，車間的生產(chǎn)過程人為干預(yù)很嚴(yán)重，車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、工位任務(wù)的分配和生產(chǎn)進(jìn)度信息的收集基本上都是用人工的方式進(jìn)行的，不能及時(shí)檢查進(jìn)度信息，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的突發(fā)事件。為此，針對(duì)某車輪有限公司企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程的缺陷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與改善，本文依托該公司輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)項(xiàng)目，與企業(yè)展開合作，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化，旨在開發(fā)出一套企業(yè)滿意的生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件。
1輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)需求分析
1．1業(yè)務(wù)流程分析計(jì)劃人員根據(jù)訂單制定生產(chǎn)計(jì)劃，倉儲(chǔ)物流人員根據(jù)計(jì)劃人員的生產(chǎn)計(jì)劃給生產(chǎn)制造人員提供原材料，生產(chǎn)制造人員進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后質(zhì)檢人員進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后進(jìn)入下一道工序，生產(chǎn)管理人員對(duì)這一系列人員活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)備管理人員對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。人員組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1．2存在問題分析根據(jù)對(duì)企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)企業(yè)主要存在如下問題:1)生產(chǎn)信息反饋慢。由于企業(yè)內(nèi)部并沒有信息系統(tǒng)，信息的傳遞主要是靠計(jì)劃人員和調(diào)度人員頻繁碰頭，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量、物料、設(shè)備等大量有價(jià)值的生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法及時(shí)采集、處理、統(tǒng)計(jì)，以至于對(duì)生產(chǎn)信息的把握較為延遲，對(duì)突發(fā)事件的處理也不及時(shí)，影響了生產(chǎn)進(jìn)度，造成損失。2)對(duì)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確。企業(yè)安排生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)并沒有用科學(xué)的方法預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求，以至于對(duì)市場(chǎng)需求把握錯(cuò)誤，導(dǎo)致過度生產(chǎn)，車間之間的過道上堆滿了輪轂半成品。3)生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理較為困難。由于沒有采集設(shè)備，需要數(shù)據(jù)時(shí)只能現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采集，而且數(shù)據(jù)量較大，管理人員想要了解車間生產(chǎn)信息較為困難。4)任務(wù)不均衡，車間生產(chǎn)資源(如機(jī)器、設(shè)備、人力等)利用率低。車間內(nèi)部生產(chǎn)任務(wù)的分配主要依賴計(jì)劃人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，受主觀判斷的影響，任務(wù)的安排不夠均衡，車間內(nèi)時(shí)忙時(shí)閑，很多機(jī)床閑置，利用率較低。
1．3需求分析制造過程中信息采集與處理是企業(yè)信息化系統(tǒng)必不可少的一部分。生產(chǎn)過程中采集得到的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必須能夠在各個(gè)車間實(shí)現(xiàn)共享，這也是生產(chǎn)管理系統(tǒng)必須具有的功能。本研究以某車輪有限公司為應(yīng)用對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析其生產(chǎn)運(yùn)作過程的特點(diǎn)、存在問題以及實(shí)際的需求，分析歸納得出企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能需求如下:1)實(shí)時(shí)的信息采集。生產(chǎn)車間內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變，為了全面且準(zhǔn)確地獲取制造過程中的信息，需要使用合理的信息采集方式。信息采集方式很多，如設(shè)備連線、手持終端、條碼、攝像頭、固定感測(cè)器、RFID、PC機(jī)等。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，采用設(shè)備連線、條碼、攝像頭較為實(shí)際。同時(shí)采集到的信息需要進(jìn)行合理的保存、記錄，以便加強(qiáng)對(duì)歷史記錄的管理，提高對(duì)各類信息追溯的能力。2)信息的及時(shí)傳遞，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)可視化。例如開工前任務(wù)信息及時(shí)傳遞到工人手中，生產(chǎn)的不合格品被檢測(cè)出來，會(huì)即時(shí)反饋到生產(chǎn)，不會(huì)因?yàn)樾畔鬟f得不及時(shí)導(dǎo)致生產(chǎn)的停滯。同時(shí)生產(chǎn)過程中任務(wù)進(jìn)度信息、質(zhì)量檢測(cè)信息、在制品庫存信息等等可以清晰地顯示在LED看板或者是計(jì)算機(jī)屏幕上。3)信息的合理記錄與存儲(chǔ)。采集到的信息能夠進(jìn)行合理的存儲(chǔ)，這樣一旦出現(xiàn)問題才能做到有據(jù)可查。本研究針對(duì)某車輪有限公司，通過對(duì)其生產(chǎn)流程、組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程的分析，結(jié)合該企業(yè)存在的問題和實(shí)際的需求，為適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的方向，開發(fā)并設(shè)計(jì)出一套對(duì)其適用并且可以提高其生產(chǎn)效率的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
2輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2．1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)狀況，結(jié)合需求分析，確定生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要由下列模塊組成:計(jì)劃管理、生產(chǎn)制造管理、倉儲(chǔ)管理、質(zhì)量檢驗(yàn)、系統(tǒng)管理、生產(chǎn)信息管理及設(shè)備管理。如圖2所示。計(jì)劃管理:存儲(chǔ)企業(yè)接收到的訂單的信息，相關(guān)人員根據(jù)此模塊提供的信息，安排生產(chǎn)任務(wù)，并通過此模塊將任務(wù)下達(dá)。生產(chǎn)制造管理:接收計(jì)劃管理下達(dá)的任務(wù)，并記錄生產(chǎn)過程、進(jìn)度和生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題等信息。生產(chǎn)完成后報(bào)檢。倉儲(chǔ)管理:對(duì)倉庫成品、半成品庫存信息進(jìn)行核對(duì)管理，并記錄出入庫信息。質(zhì)量檢驗(yàn):接收生產(chǎn)制造管理模塊報(bào)檢信息，并對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。同時(shí)存儲(chǔ)生產(chǎn)檢驗(yàn)信息、車間質(zhì)量文檔等。系統(tǒng)管理:主要存儲(chǔ)企業(yè)所有用戶的登錄信息、帳號(hào)信息以及權(quán)限信息，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、升級(jí)等。生產(chǎn)信息管理模塊:錄入訂單信息，同時(shí)記錄生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)進(jìn)度信息、質(zhì)量信息、員工考勤信息等，供相關(guān)人員查閱。設(shè)備管理模塊:設(shè)備故障時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并更新設(shè)備信息。
2．2系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)通過分析企業(yè)車間的生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程及其生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合2．1節(jié)，本文對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)生產(chǎn)方面的業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)如圖3所示。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同角色及其使用權(quán)限，系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析如下。計(jì)劃人員:根據(jù)錄入的訂單信息，合理安排各個(gè)工位的生產(chǎn)任務(wù)，將任務(wù)下達(dá)到車間。生產(chǎn)制造人員:根據(jù)下發(fā)的任務(wù)，進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)在生產(chǎn)過程中系統(tǒng)會(huì)錄入生產(chǎn)進(jìn)度信息，生產(chǎn)完成后報(bào)檢，生產(chǎn)過程中若機(jī)床出現(xiàn)故障，錄入故障信息。倉庫人員:根據(jù)生產(chǎn)制造人員的任務(wù)，為他們提供原材料及半成品，負(fù)責(zé)成品的出入庫。質(zhì)檢人員:收到生產(chǎn)制造人員的報(bào)檢信息后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后提交相關(guān)的質(zhì)量信息。設(shè)備管理人員:通過讀取生產(chǎn)制造人員錄入的故障信息對(duì)機(jī)床進(jìn)行維修，同時(shí)管理機(jī)床相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
3輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
3．1生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程詳細(xì)設(shè)計(jì)1)車間生產(chǎn)計(jì)劃流程設(shè)計(jì)。從企業(yè)接收訂單到實(shí)際投入生產(chǎn)，這之間有一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃的安排。系統(tǒng)對(duì)于車間生產(chǎn)計(jì)劃流程的設(shè)計(jì)大致是:企業(yè)接受到訂單后，由生產(chǎn)管理人員錄入訂單信息，計(jì)劃人員接收到訂單信息后，根據(jù)訂單情況和生產(chǎn)能力，制定生產(chǎn)計(jì)劃，并且編制出生產(chǎn)的具體要求，然后進(jìn)行生產(chǎn)派工，派工信息會(huì)傳送到生產(chǎn)制造人員，生產(chǎn)制造人員接收到派工信息后便開始領(lǐng)料生產(chǎn)。具體流程如圖4所示。2)車間生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)流程設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)信息需要進(jìn)行收集并統(tǒng)計(jì)、匯報(bào)給生產(chǎn)管理人員，這樣生產(chǎn)管理人員才能對(duì)車間生產(chǎn)情況進(jìn)行把握，以掌握訂單的完成進(jìn)度，對(duì)訂單負(fù)責(zé)。具體的統(tǒng)計(jì)流程是:生產(chǎn)制造人員開始生產(chǎn)后，系統(tǒng)顯示任務(wù)實(shí)時(shí)進(jìn)度信息，批次生產(chǎn)任務(wù)完成后，提交完工，作業(yè)計(jì)劃人員就會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)完成后填寫生產(chǎn)報(bào)表，交給生產(chǎn)管理人員審核，審核通過后進(jìn)行確認(rèn)。3)車間不良品處理流程。生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)不良品，這就需要質(zhì)檢人員不停地對(duì)成品、半成品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)合格的送至倉庫，由倉庫管理員進(jìn)行入庫操作，若檢驗(yàn)不合格，則進(jìn)一步判斷是否可以返工，若無法返工則進(jìn)行報(bào)廢處理，并將報(bào)廢信息發(fā)給倉庫管理員進(jìn)行記錄，若可以返工，則返回車間重新加工。
3．2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)在SQLServer2008中創(chuàng)建名為“輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包括員工信息表、登錄帳號(hào)表、訂單信息表、機(jī)床歷史任務(wù)表、機(jī)床狀態(tài)信息表、庫存表、出入庫記錄表、登錄信息表、班次表、產(chǎn)品信息表。登錄帳號(hào)表和登錄信息表與員工信息表通過外鍵連接，機(jī)床歷史任務(wù)表和機(jī)床狀態(tài)信息表通過外鍵連接，員工信息表和機(jī)床狀態(tài)信息表與班次表通過外鍵連接等等，各個(gè)數(shù)據(jù)表之間都有著相應(yīng)的聯(lián)系。以“機(jī)床狀態(tài)信息表”和“登錄帳號(hào)表”兩個(gè)表單為例，具體內(nèi)容見表1、表2。
4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
研究利用VisualBasic6．0對(duì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)。
4．1系統(tǒng)登錄及模塊選擇系統(tǒng)登錄運(yùn)行后，根據(jù)各角色的權(quán)限設(shè)置進(jìn)行模塊選擇;對(duì)于沒有權(quán)限的模塊，控件按鈕是隱藏不可見的。點(diǎn)擊相應(yīng)模塊按鈕就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)模塊。
4．2生產(chǎn)制造管理模塊工人登錄到模塊選擇界面，選擇生產(chǎn)制造管理模塊進(jìn)入后輸入自己的機(jī)床編號(hào)，系統(tǒng)便會(huì)讀取當(dāng)前機(jī)床的加工任務(wù)等信息，如圖5所示。“當(dāng)日任務(wù)”便是生產(chǎn)制造人員所安排該機(jī)床的任務(wù)，“當(dāng)日已加工數(shù)目”是工人根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)所提交的數(shù)據(jù)，工人可以通過“生產(chǎn)計(jì)數(shù)”按鈕(每按一下數(shù)據(jù)加1)進(jìn)行修改。當(dāng)工人加工到一定數(shù)目時(shí)會(huì)通過報(bào)檢數(shù)量的提交“呼叫”質(zhì)檢人員來進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)完成后質(zhì)檢人員會(huì)提交“當(dāng)日不合格品數(shù)目”數(shù)據(jù)。“差距目標(biāo)”是通過設(shè)置時(shí)鐘控件，使得“差距目標(biāo)”一直等于“當(dāng)日任務(wù)”減去“當(dāng)日已加工數(shù)目”再加上“當(dāng)日不合格品數(shù)目”。若在加工過程中設(shè)備出現(xiàn)故障，工人便可點(diǎn)擊“設(shè)備報(bào)修”按鈕，“運(yùn)行狀態(tài)”便會(huì)變成故障，設(shè)備人員看到后便會(huì)第一時(shí)間過來維修。工人當(dāng)日的加工任務(wù)完成后便會(huì)點(diǎn)擊“提交完工”按鈕，然后系統(tǒng)便會(huì)讀取系統(tǒng)日期和當(dāng)前機(jī)床編號(hào)，檢查有沒有重復(fù)(防止重復(fù)提交)，若沒有重復(fù)就把當(dāng)日加工數(shù)據(jù)添加到“機(jī)床歷史任務(wù)表”中，同時(shí)修改“機(jī)床狀態(tài)表”中的“已加工總數(shù)量”和“已加工不合格品數(shù)量”。
4．3系統(tǒng)管理模塊系統(tǒng)管理員可以對(duì)系統(tǒng)帳號(hào)以及權(quán)限進(jìn)行修改，如圖6所示，可以按員工編號(hào)進(jìn)行查找，可以刪除帳號(hào)，點(diǎn)擊以相應(yīng)權(quán)限為名稱的按鈕可以改變?cè)搸ぬ?hào)的權(quán)限，還可以在“增加記錄”里增加帳號(hào)。
5結(jié)束語
本文首先對(duì)輪轂生產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分析，得出系統(tǒng)所需要的功能;然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)流程;最后詳細(xì)設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建以及代碼的編寫。研究開發(fā)出的生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以識(shí)別用戶名密碼，并讀取登錄用戶的權(quán)限，開放權(quán)限對(duì)應(yīng)的模塊供其操作。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)信息的傳遞、生產(chǎn)進(jìn)度信息的共享、出入庫信息的記錄、員工信息的管理、登錄帳號(hào)信息的管理、設(shè)備信息的管理等等。對(duì)于大多數(shù)普通制造企業(yè)都是可以使用的。
作者：黃晨晨 童一飛 劉庭煜 單位：南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院