0 引言

    隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、產(chǎn)品需求水平的提高和制造業(yè)全球化趨勢(shì)的加劇，多品種小批量和單件訂貨型生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸取代大批量生產(chǎn)方式而成為主流。非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)就屬于典型的訂貨式生產(chǎn)企業(yè)，只有當(dāng)銷售部門與客戶簽訂合同后，企業(yè)才開始按照訂單的要求進(jìn)行專門的工藝設(shè)計(jì)并組織生產(chǎn)。與大批量生產(chǎn)方式相比，非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：1)產(chǎn)品需求數(shù)量一般為單件；2)工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)為一次性；3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)周期長；4)外協(xié)、外購件較多；5)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)多變。上述特點(diǎn)決定了非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理無法采用基于主生產(chǎn)計(jì)劃的主流ERP系統(tǒng)，非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化進(jìn)程已不能滿足生產(chǎn)實(shí)際的需求。信息傳遞的滯后性、信息孤島的存在、工藝更改信息管理混亂、生產(chǎn)計(jì)劃編排柔性不足，以及生產(chǎn)進(jìn)度缺乏有效監(jiān)控等問題日益突出。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)出基于非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)特點(diǎn)并滿足非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)業(yè)務(wù)實(shí)際需求的非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，對(duì)于提升非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化水平，保證非標(biāo)設(shè)備按時(shí)、按質(zhì)交付用戶具有重要意義。

1 非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程

    從項(xiàng)目管理的角度，可以將單臺(tái)非標(biāo)設(shè)備的生產(chǎn)過程視為一個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行過程。工藝部門在非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)圖樣的基礎(chǔ)上，進(jìn)行審圖和工藝編制，形成產(chǎn)品的物料清單(Biu of Material，BOM)和工藝單，并通過任務(wù)提料形成材料消耗工藝定額明細(xì)和標(biāo)準(zhǔn)件、外購件及輔助材料明細(xì)，最后制定工時(shí)定額。計(jì)劃部門根據(jù)產(chǎn)品BOM、交貨期以及企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)能力等，制定產(chǎn)品的總體生產(chǎn)計(jì)劃并通過審批后下達(dá)。隨著時(shí)間的推移，在總體生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，綜合考慮各方面因素，編制下一階段滾動(dòng)生產(chǎn)計(jì)劃并通過審批后下達(dá)，直到產(chǎn)品最后總裝完成。生產(chǎn)部門根據(jù)滾動(dòng)計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)派工，并按照材料消耗工藝定額明細(xì)和標(biāo)準(zhǔn)件、外購件及輔助材料明細(xì)領(lǐng)取物料，組織車間生產(chǎn)，及時(shí)匯報(bào)生產(chǎn)進(jìn)度。質(zhì)量部門對(duì)每道工序進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，如果質(zhì)檢合格，繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)直至產(chǎn)品總裝完成并交付用戶；如果質(zhì)檢不合格，則需要進(jìn)行返修或重新生產(chǎn)直至最終檢驗(yàn)通過。非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)的基本業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖1 非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)的基本業(yè)務(wù)流程

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

    在對(duì)非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際功能需求，按照軟件設(shè)計(jì)的模塊化思想，將非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)劃分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、工藝管理、計(jì)劃管理、生產(chǎn)管理和系統(tǒng)管理五大模塊，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)的功能架構(gòu)

    1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：主要是對(duì)面向整個(gè)系統(tǒng)的基本信息進(jìn)行管理，包括項(xiàng)目新建、項(xiàng)目信息管理、項(xiàng)目信信查詢、設(shè)備交付確認(rèn)、部門目錄管理，以及員工目錄管理。一個(gè)項(xiàng)目是指一臺(tái)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)。

    2)工藝管理：主要提供工藝設(shè)計(jì)過程所需的各項(xiàng)功能，以形成BOM樹形結(jié)構(gòu)和工藝單，為后續(xù)的計(jì)劃管理和生產(chǎn)管理提供基礎(chǔ)，包括工藝編制、任務(wù)提料、工藝復(fù)制、工藝更改、工藝完工確認(rèn)，以及工藝信息瀏覽。工藝復(fù)制是通過對(duì)系統(tǒng)中已經(jīng)存在的工藝信息的再利用而達(dá)到信息高度共享的目的。

    3)計(jì)劃管理：主要提供生產(chǎn)計(jì)劃的編制、修改、上報(bào)、審批、下達(dá)和瀏覽功能，包括總體計(jì)劃編制、滾動(dòng)計(jì)劃編制、未下發(fā)計(jì)劃管理、待審批計(jì)劃管理、總體計(jì)劃瀏覽、滾動(dòng)計(jì)劃瀏覽，以及多項(xiàng)目滾動(dòng)計(jì)劃瀏覽。

    4)生產(chǎn)管理：主要提供非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)過程中與系統(tǒng)相關(guān)的各項(xiàng)功能，包括生產(chǎn)派工管理、生產(chǎn)進(jìn)度管理、工序質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)完成情況查詢和工序質(zhì)檢信息查詢。為方便用戶使用，當(dāng)某零/部件工藝路線中最后一道工序質(zhì)檢合格，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定該零/部件生產(chǎn)完成。

    5)系統(tǒng)管理：主要是指系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置與維護(hù)，包括角色管理、用戶管理、密碼管理和日志管理。系統(tǒng)采用基于角色的訪問控制(Role-based Access Control，RBAC)方法，不僅保證不同職能部門的用戶僅擁有與自身相關(guān)的功能操作權(quán)限，而且使用靈活，安全性高。

    2.2 非標(biāo)設(shè)備BOM與關(guān)系型數(shù)據(jù)表的映射關(guān)系

    非標(biāo)設(shè)備BOM作為重要的基礎(chǔ)信息，產(chǎn)生于工藝部門，但是其使用和維護(hù)卻貫穿于整個(gè)非標(biāo)設(shè)備的生產(chǎn)過程。一方面，企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的開展都以BOM為依據(jù)，例如計(jì)劃部門根據(jù)BOM編制生產(chǎn)計(jì)劃，調(diào)度部門根據(jù)BOM安排生產(chǎn)并領(lǐng)取物料，質(zhì)量部門根據(jù)BOM對(duì)工序進(jìn)行檢驗(yàn)；另一方面，由于非標(biāo)設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)多變性，導(dǎo)致BOM需要不斷地修改和更新。因此，為BOM設(shè)計(jì)一個(gè)合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高是非常重要的。

    目前，BOM常用的數(shù)據(jù)表構(gòu)造方法有單層BOM結(jié)構(gòu)、多層BOM結(jié)構(gòu)和層次碼BOM結(jié)構(gòu)等，這些方法各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。綜合考慮用戶的功能需求和不同方法的特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用圖3所示的非標(biāo)設(shè)備BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。非標(biāo)設(shè)備BOM樹的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表中的一條記錄，其中非標(biāo)設(shè)備編號(hào)和件號(hào)作為主鍵(PK)。通過對(duì)企業(yè)的實(shí)際調(diào)研，系統(tǒng)采用兩位作為層次碼每層的長度，同時(shí)設(shè)定層次碼的長度為可變，不需要在末尾添零補(bǔ)足最大位數(shù)。層次碼中隱含了零/部件的所在層次和底層碼，非常容易顯示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹和進(jìn)行BOM結(jié)構(gòu)分解，也可以快速準(zhǔn)確地反查一個(gè)零/部件的歸屬情況。圖3中，PK表示數(shù)據(jù)表的主鍵，F(xiàn)K表示數(shù)據(jù)表的外鍵。

圖3 非標(biāo)設(shè)備BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    非標(biāo)設(shè)備BOM樹僅表明了各零/部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并不能反映系統(tǒng)所需的其他信息，例如零/部件的工藝路線、物料需求和文檔信息等，這些信息與零/部件存在著一對(duì)多或者多對(duì)多的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，系統(tǒng)在前臺(tái)界面通過URL標(biāo)準(zhǔn)將BOM樹與其關(guān)聯(lián)對(duì)象連接，在數(shù)據(jù)庫表中通過外鍵關(guān)系建立二者之間的聯(lián)系，同時(shí)，設(shè)定該外鍵關(guān)系中參照完整性的違約處理方式為級(jí)聯(lián)刪除和級(jí)聯(lián)修改，這樣就保證了在修改設(shè)備BOM節(jié)點(diǎn)信息時(shí)，BOM表和關(guān)聯(lián)對(duì)象表的同步更新。

    2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

    在對(duì)非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)流程分析的基礎(chǔ)上，以滿足系統(tǒng)功能需求為宗旨，充分考慮數(shù)據(jù)讀取的方便性和準(zhǔn)確性，運(yùn)用實(shí)體一聯(lián)系方法(Entity Relationship Appmach，E-R方法)建立數(shù)據(jù)的概念模型，并結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論，通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則得到數(shù)據(jù)的邏輯模型，最終形成非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中主要數(shù)據(jù)表及其之間的關(guān)系如圖4所示，其中，箭線由外鍵關(guān)系中的從表指向主表。

圖4 數(shù)據(jù)庫中主要數(shù)據(jù)表及其之間的關(guān)系

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

    本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是基于瀏覽器/服務(wù)器(Browser server，B/S)模式，以C#語言為開發(fā)語言，以Visual studio.NET為開發(fā)平臺(tái)，并使用Oracle 9i軟件作為數(shù)據(jù)庫管理工具。為了向用戶提供更直觀的界面和更方便的操作，系統(tǒng)采用Visual Studio.NET自帶的Tree-View控件實(shí)現(xiàn)非標(biāo)設(shè)備BOM樹形結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)綁定及顯示。同時(shí)，系統(tǒng)提供了導(dǎo)出Excel功能和打印工藝文件功能，以達(dá)到信息的高度共享，提高工作效率。圖5所示為非標(biāo)設(shè)備工藝編制界面。

圖5 非標(biāo)設(shè)備工藝編制界面

4 結(jié)語

    非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)以設(shè)備BOM為架構(gòu)，將總體計(jì)劃和滾動(dòng)計(jì)劃相結(jié)合、進(jìn)度控制和質(zhì)量控制相結(jié)合為基本設(shè)計(jì)思想，達(dá)到工藝信息的實(shí)時(shí)更新和高度共享，使得企業(yè)管理和工作人員能夠及時(shí)地對(duì)非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)的計(jì)劃、實(shí)施和質(zhì)量等進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)制造全過程的綜合動(dòng)態(tài)管理。本系統(tǒng)已在陜西省某非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)實(shí)施，并且運(yùn)行狀況良好，有效地提高了生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量的跟蹤控制，為企業(yè)生產(chǎn)管理的持續(xù)改進(jìn)提供了決策支持。

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本文標(biāo)題：非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究

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