计算机集成制造系统中的车间管理

《计算机集成制造系统中的车间管理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机集成制造系统中的车间管理（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、计算机集成制造系统中的车间管理1.前言本文是笔者自84年从事计算机工作其间，受航天部之邀，与清华大学及国家“83”专项组共同为湖北省潜江江汉油田钻头厂（Z)，实行计算机集成制造系统,当任“Shop lo control of M”主任设计师所作设计报告的肤浅体会,此设计在1994年经“86”专家鉴定通过，后由华中理工大学负责实行。2计算机集成制造系统的车间管理（F)重要功能及目的车间管理是计算机集成制造系统中的一种重要构成部分,它从属于管理信息系统之下，处在生产领域的前沿位置。因此，SFC的优劣直接影响车间生产筹划完毕与否及产品质量的好坏,车间管理最重要功能是实行厂级生产筹划,对车间层要制定车

2、间生产作业筹划,单元作业工令，工具工装及物料管理,产品质量管理及M,NC,NC加工作业管理等,由此需要对各项生产状况进行记录分析,生产进度监督等。重要功能有：生产筹划管理、生产资源准备、物流与作业管理、质量管理、成本管理等五大功能,由图1所示。车间管理系统构造按制造类型划分为二大类,第一类为先进制造系统(Adanenufcturng sstem,简称AMS）,第二类为非先进制造系统（NAMS),它们的构造形式如图2所示。SFC系统功能必须满足车间任务管理与生产作业管理的需求，对于AM而言，由于它是自动化生产单元，因此概括为车间运营管理，单元层作业管理,工作站作业管理,机械加工过程仿真及车间运营

3、支持。车间运营管理。为完毕车间生产筹划而制定，车间生产记录管理，车间运营分析和诊断,车间资源管理和车间质量分析。单元层作业管理。是根据下达的作业筹划,制定FMS,DNC加工单元的日作业筹划,单元作业竣工作业记录。工作站作业管理。重要对刀具管理,刀具信息与加工单元的通讯传播，零件离线检测信息管理，加工过程仿真，对数控中心FMS、DN的加工过程，作业批量排序等仿真，以得到最优生产调度。车间运营支持。重要是车间正常运营需要的水、电、气、油的供应和消耗的管理。车间管理的总目的是建立起可以适应JZIMS运营需要的底层制造集成制造系统,从而实现经济与技术上的新突破。以工厂牙轮牙掌车间为实行对象，在经济效应

4、方面最后达到:缩短生产周期;减少再制品与半成品库存量。在技术上：对制造底层进行系统分析,制定调节筹划,合理划分加工中心或单元，细化管理与考核；在车间建立局域网;建立车间的FS、NC单元等。21目的描述1） SFC的目的是在车间既有设备，人力约束条件下，合理编制车间作业工序进度筹划并进行监督和动态调节，达到如下目的： 保证准时交库;由于严密的筹划和监督,维护作业的优先级,避免顾止失彼和漏掉，保证准时交库。 缩短生产提前期;只有严密的车间作业筹划才有也许使厂级生产作业筹划按零件提前期组织生产，最大限度地缩短车间生提前期，减少在制品。 减少机器和人工的空闲时间；由于精细的能力需求筹划和工作进度筹划，

5、使得各工作中心负荷均衡,减少了机器和人工的空闲时间，避免“瓶颈”现象浮现，能力需求筹划和生产任务下达功能相结合,就能有效地控制车间在制品。 为车间筹划员、调度员提供足够的信息,为车间作业调度提供科学根据。2） SC的另一种重要任务是对车间生产进度和筹划执行状况进行监督,对任务下达与维护，并完毕生产记录和分析、监控的目的。 按厂级作业筹划的规定（部门、品种、数量、时间)，根据执行部门目前生产状况（能力、生产准备、在制任务等），以及执行某项筹划所必须具有的前提条件(图纸、工装模具、材料等）,实时组织生产任务，下达生产指令。 在原生产筹划必须变更,监控功能支持管理人员对车间作业筹划和任务进行干预。

6、组织和监控生产任务的实行。 全面管理在制活动，为下期厂级筹划编制提供根据。 为各级管理人员提供最新车间生产信息和分析成果。 减少生产成本。 执行作业筹划,既完毕产量指标,又完毕品种指标。 建立设备台帐、人事业绩管理。3）FC另一种与核心任务相对独立的目的,它们是： 实现数控机床的DNC,自动编程。 建立并使用好FMS,解决小批量及新产品试制任务;以上目的的实现前提是先建立IS,安装使用MRP,或ERP等系统。2.2实现SF需要解决的重要问题针对Z厂存在的问题，提出如下方案： 积极采用品有开放系统，适应多种应用程序开发的平台，顾客界面和谐,便于建立和管理分布系统和网络的计算机系统。 MIFC是I

7、S的一种重要构成部分,是MIS的一种子系统，因此需要运营或ERP中的管理子系统模块。 建立柔性加工系统（FM),与刚性加工系统相比，柔性加工系统具有更大的灵活性,工件传递靠机械手或自动传送带，物料的移动措施,即所谓的“推式”(Psh）措施,当本道工序完毕时,就将物料“推”到一下工序，这是小批量生产的特点,如加工中心满足这样规定。 建立NC系统,规定数控机床与CAD/CAPPA间有接口,特别是CAD应用软件要有很强的后置解决能力,要实现车间管理,最重要的是MI/SFC的功能，由于车间管理的复杂性,它波及的重要内容有： 车间任务的维护与下达 车间任务的排序车间任务的调节与监控车间在制品管理 车间生

8、产成本的计算与控制 车间工人业绩的管理与记录3S的信息模型3.1信息类型F信息重要分为主题信息与应用信息，主题信息来自FC的上层物料需求筹划,由R驱动，向车间下达定单及物料采购定单,所谓应用信息，重要指FC模块根据其原始数据产生应用数据等。车间数据基本有四种类型: 人工数据(直接与间接数据） 生产数据 质量控制数据物料移动数据以上四种数据的内容如下表所示。表1 车间数据分类人 工数 据生产数据上下班时数每个定单/操作部门时数操作工序/设备号 零件/批次/系列号运营时间生产准备时间 停工时间 生产量 报废量 工具使用量 延迟因素质量控制数据物料移动数据订单/零件号 测试成果 报废率 返工规定接受

9、 发放 检查至工作中心工作中心至工作中心包装与发运 .信息构造模型车间信息构造模型提成四层:车间层、单元间、工作站层、设备层、按次组织信息关系,最后向厂级管理发送信息,实现信息集成，达到公司管理目的，图3表达车间信息构造模型。3.2.车间层的信息重要由车间数据库提供,它们是： 生产筹划 产量目的 原材料，辅助材料及备件库存 设备运营记录诊断记录零件编码人事档案 其他记录数据3.2.单元层的信息重要由单元层数据库提供,它们是: 生产作业筹划刀、夹、托盘数据 零件编码工艺文献设备运营状态 能耗记录 生产质量、消防数据3.23工作站层将设备层信息收集上来传至单元层，同步又将单元层信息传至设备层，它是

10、中间桥梁。工作站层接受单元层的信息有： 工作站调度命令 刀、夹具数据 工序祥情文献 托盘数据 NC数据FMS数据工作站层传送至单元层的信息有： 加工祈求工作站状态 刀具,托盘状态 能力数据物料报告 工时报告3.2设备层为执行命令层，它接受工作站层数据同步将底层信息往上传递，其信息重要有： 设备状态生产数据 质量数据 材料消耗数据 故障检测数据 操作命令 控制消息 零件代码上述数据按变动频率划分,可分为静态与动态数据,如下略加阐明。)静态数据 产品定义数据（即项目定义数据）产品定义数据对公司的生产对象加以定义,称为“项目”，一种产品，一种部门或一种零件,有时也可以将原材料、消耗品定义为项目，产品

11、定义数据是公司管理中最起码的基本数据管理,每一种产品，部件或零件有唯一的定义和相应的描述,如项目号、名称、类型、计量单位、加工工艺号、底层代码等。 生产工艺数据工艺路线数据将各工艺阶段中所要执行的各加工工序，所用设备工装，工时定额及至多种技术规定等，还常按项目的加工工序（或装配顺序）具体地予以描述，对一般系统而言，只考虑原则工艺、工序,正常状况下的加工设备。 工作中心数据设备，人是公司筹划生产活动的重要资源，在生产加工中所需的设备和人员按一定规律组织起来的加工的能力集合称为工作中心（WkCterWC),它涉及：设备代号、名称、台数、能力、数据、所需工人定额人数等。 产品构造数据这是描述产品部件

12、与零件之间的装配和数量关系，同步产品构造数据它不仅描述了产品设计构造，还要体现产品在制造过程中的逻辑关系，这种逻辑关系不只是与工艺流程有关,还波及到生产筹划的编制，生产信息的反馈和成本核算。2)动态变化数据:库存日出入库凭据,车间生产记录,销售日（月)报等等,这些数据时间性强，变化快,流动性大,犹如人体中的血液维持人的生命同样赋予公司以生命，公司的动态信息不精确，不流畅，则会使公司失去活力。数据分类的目的，一是为了计算机解决之用,二是为了便于管理,使公司管理人员对数据的精确性，可靠性,实时性及流动性的特点充足予以注重，以利于为公司管理服务。3.车间数据构造设计SFC在MRP中的位置及信息之间的

13、关系，基于此,考虑F应用信息的构造设计,图4表白了它们之间关系。SFC与MRP、CP、CT、MPS、M、BM之间均有信息关联,由此拟定FC的数据文献，除了公用的数据文献：项目文献、项目类型文献、项目类别文献之外，对SC重要的数据文献有如下10种：工艺路线文献。为牙轮、牙掌、总装、锻压、热解决车间产品加工服务工艺路线文献用于记录项目加工流程的，任何一种项目，无论是成品、半成品，它们都需要通过一道以上的加工工序,而牙轮、牙掌的加工有3多道工序,每道工序均有固定设备及加工工时规定，这些数据是进行能力计算和车间作业排序的根据,工艺路线文献（PocessRuting）重要数据项有:物料号 工序号 工序状

14、态工序阐明 工作中心号 工时计算基本标记准备工事 人工工时 机器工时工具阐明 原则搬运时间 原则排队时间 部门文献部门文献是一种编码对照文献，需要阐明的是对外协单位,一般如果它的生产筹划受总筹划的影响，那么它在广义上也应算一种部门，部门可以是车间、科室或仓库，但特别强调生产系统，车间和仓库可另设编码。部门文献的重要数据项有：部门号 部门阐明 有效标记 车间日历文献（工厂日历文献)车间日历文献是为计算能力和车间作业排序的，编制物料需求筹划也用到日历数据,社会上通用日历，称社会日历,社会日历规定了社会假日和休息日,而公司规定的休息日和放假日往往不一定和社会日历相似，为了计算有效的工作日，故在MR系

15、统中，特设一种车间日历文献，也称工厂日历文献。车间日历文献涉及的重要数据项有:工作中心号 社会日期 工作日标记日工作时数 有效标记由于车间和社会日历的休息日只有少数是不同的，因此可以提供某些起始参数,然后自动生成车间日历数据。工作中心文献车间在行政上一般要划分小组进行管理,在生产上，生产设备一般也要划分为小组，以便安装加工任务,这些设备组，我们称为工作中心（Work center简称WC），一般状况下，具有相似加工能力的设备划规为同一种工作中,RP在分派生产任务中,根据项目的工艺路线只分派到工作中心上,而在WC中那台设备上加工则由车间调度员根据具体发生的实际状况随机调动，因此，工作中心在MRP

16、系统中是能力、成本、派工等的最小核算单位。工作中心文献的重要数据项有：工作中心号 工作中心阐明 负荷代码工作效率 工时运用率 所属车间号核心工作中心标记 日开动班次 每班工作小时数月合计能力小时 年合计能力小时 机床台数原则能力小时周 平均排队时间 原则排队时间管理员号 目前总负荷 实际管理费分摊标记原则管理费分摊标记 有效标记车间订单文献该文献寄存下达给车间的每一项加工任务的有关数据,这里一般涉及:）任务下达数据2)加工反馈数据3)加工任务分派的有关计算数据车间订单文献所涉及的重要数据项有：车间订单号 顺序号 筹划下达日期筹划竣工日期 筹划需求数量 订当状态客户订单号 客户号 车间号订单优秀

17、级 筹划重排日期 核心比剩余工作工时 剩余准备工时 剩余机器工时目前工作中心 目前工序号 竣工入库仓库号已竣工数量 有效标记项目分派文献该文献寄存的数据是指那些已经为车间加工任务分派了所需材料或零部，但尚未从仓库中领回来的那些项目,项目分派文献所涉及的重要数据项有:车间订单号 顺序号 分派项目号需要数量 已分派数量 有效标记所有工序号 出库仓库号 有效标记工序详情文献工序详情文献不同于工艺路线文献和车间订单文献,车间定单文献记录的是零件的加工，竣工信息;而工序详情文献记录的是每道工序的加工,竣工信息,工艺路线单文献记录的是每道工序加工参数。工序详情文献(亦称车间订单具体文献)的重要数据项有:车

18、间订单号 工序号 工作中心号筹划开始日期 需求数量 筹划完毕日期订单状态 剩余加工小时数 已加工工作小时数剩余准备工时数 已加工准备小时数 剩余机器小时数已加工机器小时时数 加工成本 管理费核心比 已竣工数量 有效标记 工票文献工票文献是及时掌握车间生产状况,考核工人业绩的根据。工票文献的重要数据项有:员工号 开始日期 车间订单号加工工号 已加工小时数 工作中心号项目号 部门号工序竣工标记工票号 废品量 有效标记 工作中心负荷文献工作中心负荷文献是根据加工任务和工艺路线提供的基本数据计算出来的工作中心负荷数据,这些数据用于平衡能力需求的,重要用来产生粗能力筹划。工作中心负荷文献所含数据项有：项

19、目号 工作中心号 总负荷小时数总准备小时数 偏置天数 有效标记工作中心能力需求详情文献该文献所涉及的不是项目能力的数据,而是工序的能力数据，用于产生细能力筹划的。工作中心能力需求详情文献所涉及的重要数据项有:工作中心号 筹划日期 顺序号订单类型 负荷小时数 项目号工序号 需要数量 下达日期工序总数 有效标记以上所列10种文献数据均为车间作业生产、控制、调度、记录方面的应用数据，因而市场直接采购适合的MR软件及有关的硬件产品,采用“直接实行法”,不必自行做大量的开发工作,其数据构造设计也不必做“E-R”图,节省人力物力。4 SFC技术方案及技术路线4技术方案原则技术方案原则与技术路线要紧密结合生

20、产类型考虑,不同的生产类型它的组织方式和生产措施也不相似，就是相似的产品随着生产批量和生产组织的不同也具有不同的管理措施,前面波及到的生产管理特性分类,一般分为两大类：流程型生产，离散型生产。而江汉钻头厂属于离散型生产。在离散型生产中又可分为三种类型 单件生产（Projt Manfauring)公司生产环绕着一种项目进行，对每个项目分别进行筹划和控制,一般采用网络筹划法。多品种小批量或批量生产（Job Shop Mnuactuing)公司同步生产多种品种,生产以批量方式下达,按设备工艺布置，按所谓机群式生产组织方式,这种车间作业管理采用所谓“后拉式”(P Syst)管理方式,由后序对前序提出生

21、产规定,用竣工后减库存措施，即所谓倒冲法（Back Fush）维护车间在制品(or-inProes WI）,在这种方式中,能力需求筹划变得简朴并且不十分重要。具体到江汉厂，它的生产类型为两种并存且以中批量生产为主,不同的生产类型,反映在MR上的软件功能中的FC的构造不同。大批量生产在车间生产作业上,常用ACR(roductin ctivityntrl/Reptitive)表达，它在系统中的能力平衡很简朴，PR,指的是“流水”方式生产，它的生产作业筹划编制措施重要参用“I”法,在日本称为“看板”管理法,在外国称为“在制品储藏定额”法，需要完整的BO和工艺路线记录形式构成的生产数据。PAC有如下特

22、点： 按每天或某时间段(某毕生产周期)如旬的筹划量组织生产,而不是按加工量组织生产，采用分层筹划法分派任务，并按加工周期(工作中心为单位）进行能力平衡。 采用拉式措施,并根据在制品储藏定额法对每条生产线进行调度，拟定投入材料量与筹划产出量。 采用倒冲法(cklu）进行在制品库存管理:根据已完毕的项目数量,自动地从在制品库存中递减掉消耗的材料，简化了在制品管理。 通过设立检测点(heckoint）进行管理和数据收集,以实现对生产筹划、生产记录、成本和质量的控制。因此ACR的重要功能是：数据维护筹划编制生产记录生产控制倒冲库存系统初使化报表打印单件小批量生产，在车间生产作业上，常用PAC(Prod

23、uctoncivity Cotrol)表达，它在P中，能力平衡很强，它的厂级生产作业筹划的编制，采用国外流行的MR措施,这个措施是根据年度生产筹划大纲规定的最后产出数量和时间规定,产品构造数据、毛坯、零件库存数据、制品数量,前期筹划执行状况和零部件生产提前期，用反工艺制造顺序法，筹划每个零部件在各车间的投入产出日期和数量，使各车间生产的零部件在时间和数量上精确衔接，从而实现用人工措施难以做到的按零件提前期组织生产,这样缩短了零件制造提前期，减少在制品,节省流动资金。4.2技术方案拟定技术方案与它的体系构造有关，一般分为厂级，车间层、单元层、工作站层及设备层。由于篇幅有限,本文省略未画,它的车间作业子系统逻辑图,子系统配备图，运控软件构造图等均被省略。