0 引言

    某化工材料制造企業(yè)是一個典型的多品種小批量生產(chǎn)方式為主的制造企業(yè)，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長，工序多，連續(xù)和離散相結(jié)合的生產(chǎn)過程，處于粗放的生產(chǎn)管理階段。通過分析企業(yè)生產(chǎn)管理流程和存在的問題，提出生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)模型，采用J2EE多層體系架構(gòu)和構(gòu)件開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的在線協(xié)同編制、車間動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度和制造資源（工藝、物料、工裝、設(shè)備、人員等）約束配置等，增強了生產(chǎn)過程中信息的組織、協(xié)同和共享能力。

1 生產(chǎn)管理現(xiàn)狀

    多品種小批量生產(chǎn)的特點是生產(chǎn)的產(chǎn)品品種較多，產(chǎn)品生產(chǎn)周期較長，工序比較多和每個品種的產(chǎn)量少。產(chǎn)品的某些部件可能根據(jù)用戶特殊需要而設(shè)計生產(chǎn)，生產(chǎn)重復(fù)性比較低，工藝路線常常不同，需要進行大量的生產(chǎn)技術(shù)準備工作，生產(chǎn)中采用的設(shè)備與工藝裝備大多是通用的，但也經(jīng)常有一些小的改動。

    該企業(yè)承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)，主要圍繞特種化工材料及其部件的生產(chǎn)，生產(chǎn)制造以多品種、小批量為主，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)流程長。

    企業(yè)接收合同訂單，生產(chǎn)計劃處作為生產(chǎn)管理部門，負責(zé)企業(yè)級生產(chǎn)計劃的編制、發(fā)放，生產(chǎn)計劃的實施跟蹤、協(xié)調(diào)等工作。各生產(chǎn)部門的生產(chǎn)調(diào)度向上接收生產(chǎn)計劃，根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行生產(chǎn)調(diào)度，組織生產(chǎn)實施，同時協(xié)調(diào)處理生產(chǎn)過程出現(xiàn)各類問題等。質(zhì)量監(jiān)督部門負責(zé)整個生產(chǎn)過程中的各類質(zhì)量安全監(jiān)督檢查。

    在粗放的生產(chǎn)管理方式下，生產(chǎn)計劃編制難以做到科學(xué)合理；信息的收集和傳遞沒有有效的途徑，生產(chǎn)任務(wù)的整體進展情況無法及時掌握；由于產(chǎn)品品種多，資源管理復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中對工藝、物料、設(shè)備等生產(chǎn)配套資源信息無法及時掌握，多批次生產(chǎn)任務(wù)并行時難以進行資源配置和平衡；大量的圖紙和技術(shù)文件管理工作量大。這些已成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

    2.1 總體業(yè)務(wù)流程

    針對該企業(yè)的生產(chǎn)組織特點開發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成了ERP和MES的部分功能，以生產(chǎn)計劃為主線，面向各級生產(chǎn)管理人員（企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、計劃調(diào)度、質(zhì)量監(jiān)督人員、車間領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度、班組長等），組織生產(chǎn)過程中的相關(guān)信息，增強生產(chǎn)過程中組織、協(xié)調(diào)與管理的協(xié)同性。

    生產(chǎn)管理系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

    生產(chǎn)合同是整個生產(chǎn)流程的起點，生產(chǎn)計劃處按照合同要求制定生產(chǎn)計劃，車間側(cè)重于生產(chǎn)調(diào)度和組織生產(chǎn)實施，并及時反饋生產(chǎn)進度和質(zhì)量、安全信息；監(jiān)控生產(chǎn)執(zhí)行情況，根據(jù)實際情況調(diào)整各級生產(chǎn)計劃；同時進行各類相關(guān)生產(chǎn)資源配套的管理。

    圖1 生產(chǎn)管理系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程圖

    2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

    生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用先進的J2EE多層體系架構(gòu)技術(shù)，采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)的多層體系架構(gòu)，主要應(yīng)用了Hibernate、Spring和AJAX等技術(shù)，表示層通過界面開發(fā)組件技術(shù)實現(xiàn)，采用AJAX等技術(shù)，實現(xiàn)友好的人機界面。業(yè)務(wù)層借助SpringFramework進行業(yè)務(wù)構(gòu)件的組裝關(guān)聯(lián)，通過Spring IOC、AOP應(yīng)用、面向接口編程等特性，來降低業(yè)務(wù)構(gòu)件之間的耦合度，增強系統(tǒng)擴展性，實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)、審計，事務(wù)和錯誤統(tǒng)一處理等功能。

    圖2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)教據(jù)流簡圖

    數(shù)據(jù)持久層通過Hibernate和JDBC實現(xiàn)，完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫查詢、統(tǒng)計功能，對數(shù)據(jù)庫視圖、過程的訪問功能。

    2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

    生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用分層設(shè)計和軟件構(gòu)件技術(shù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)任務(wù)管理、生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)過程管理和配套資源管理等主要功能，系統(tǒng)主要功能如圖3所示。

    圖3 生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

    生產(chǎn)計劃管理提供在線協(xié)同計劃的編制、校對、會簽、審核和發(fā)布全過程管理，實現(xiàn)了生產(chǎn)計劃的WBS分解，資源占用沖突檢測、執(zhí)行情況跟蹤、計劃調(diào)整、歷史追溯、權(quán)限管理、關(guān)鍵節(jié)點控制和生產(chǎn)過程看板等功能。

    在生產(chǎn)計劃發(fā)布生效后，車間制訂車間級作業(yè)計劃，逐級分解任務(wù)，進行生產(chǎn)調(diào)度和資源調(diào)配，管理與生產(chǎn)有關(guān)的工單、人員、設(shè)備和物料流向，并將生產(chǎn)指令傳達給PCS層的設(shè)備，及時反饋生產(chǎn)進度和質(zhì)量情況，跟蹤整個生產(chǎn)執(zhí)行情況。

    生產(chǎn)配套資源管理，為整個生產(chǎn)過程提供相關(guān)的配套資源保障信息，按照各生產(chǎn)任務(wù)的優(yōu)先級和緊急程度，確定資源占有時序和資源配置比例，當(dāng)多批次生產(chǎn)任務(wù)并行時有效進行資源配置和平衡。包括：

    1)工藝知識庫管理：工藝流程是對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的具體描述，包括工藝路線和工藝規(guī)程、工藝過程卡、工藝卡、工序卡和操作指導(dǎo)書等工藝文件的管理，為生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)調(diào)度提供工藝路線、工時等信息；

    2)庫存管理：進行一、二級倉庫中產(chǎn)品、半成品、原材料、元器件等的庫存、領(lǐng)料和物料狀態(tài)等管理，為生產(chǎn)過程提供庫存物料選擇和配套；

    3)設(shè)備工裝管理：提供生產(chǎn)和測量設(shè)備、刀具夾具的狀態(tài)、使用明細、借出、歸還等管理，為生產(chǎn)提供可用設(shè)備工裝的選用、占用沖突檢測和調(diào)配；

    4)班組信息管理：提供車間班組人員的管理，實現(xiàn)工藝操作人員的分類管理、人員技能、出勤和承擔(dān)生產(chǎn)任去情況等，提供生產(chǎn)人員的選用和調(diào)配；

    5)技術(shù)文檔和模板庫管理：對各類技術(shù)文檔進行分類授權(quán)管理，同時將生產(chǎn)計劃和調(diào)度的有效經(jīng)驗采用模版庫方式進行管理，為重復(fù)利用提供便捷的手段。

3 結(jié)束語

    針對多品種小批量生產(chǎn)模式的化工制造企業(yè)，采用J2EE多層體系架構(gòu)和構(gòu)件開發(fā)技術(shù)，提供了生產(chǎn)任務(wù)管理、生產(chǎn)計劃編制、動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)資源管理和人員角色權(quán)限管理等功能，實現(xiàn)了生產(chǎn)及資源信息的集中管理和共享，為各級部門提供了及時的生產(chǎn)進度監(jiān)控，增強了組織、協(xié)同和共享能力。該系統(tǒng)在縱向上集成了ERP和MES的部分功能，同時提供與PCS的接口，橫向上提供與CAPP和PDM的接口，同時提供與質(zhì)量管理等系統(tǒng)的接口，進一步實現(xiàn)與產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量管控等環(huán)節(jié)的融合。

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本文標題：基于協(xié)同管理的單件小批生產(chǎn)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

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