生產車間計畫管理資訊系統

2021-03-04 04:57:03 字數 4707 閱讀 5309

●車間物料管理

管理生產單位二級庫房,準確管理車間物料使用情況,具有備料計畫發料查詢、統計、審核、修改功能。

●資料採集

通過資料採集實現mes系統所需要的任務執行資訊能夠第一時間由現場反饋到mes系統,利用資料採集管理mdc系統,實現對生產現場狀況資訊進行第一時間的獲取並提供多種資料分析圖報告,幫助車間管理層充分了解數控裝置加工狀況,有更多科學依據幫助決策和管理。關於生產裝置的資料採集,可依據裝置配置情況和需要採集的資料型別,採用不同的技術實現手段,大致分為自動資料採集和手工錄入方式採集。

4.3線平衡設計和產能約束分析

在對線平衡設計和產能約束分析進行研究和分析前,簡單說明以下其得以研究的基礎——生產線的 u 型布置。

4.3.1精益生產中生產線布置的方法

精益生產中的生產線布置主要的方法是 u 型布置[20]。這是因為多製程作業主導的單件流線生產,是將加工品經由一次一次的加工而製成成品,所以作業員必須順著加工順序而走動下去。如果裝置的布置排成直線式的由這一端投入生產,再由另一端生產出來,那麼作業員就會有空手走回原點的動作浪費,為了減少這種浪費,就必須將生產的投入點即材料的放置點,與完成品的取出點位置盡可能地靠近,也稱為「oi一致」原則。

(1)u 型布置優點。u 型生產單元內,由於多種工具機緊湊地組合在一起,減少了迂迴搬運浪費。將投入點與取出點接近,免除工人「返回」造成的時間浪費。

(2)u 型布置的缺點。u 型生產線要求機器「不落地生根」,具有可動性,揚棄大型化的觀念,朝小型化改變,揚棄**式的設施。但是,在實施精益生產的初期,部分裝置可滿足上述條件,但是,仍然存在一些裝置具有以下特點:

(1)數量較少,但**昂貴,大部分零件都需要使用此裝置進行加工。

(2)裝置仍在使用壽命內,目前市場上具有相同加工能力的裝置還不滿足小型、專業化的要求。另外,即使滿足要求,更換新裝置的成本高。

(3)生產現場環境,一些高精密裝置,當移動之後需要重新除錯,搬動的震動也有可能影響裝置的精密性。對於一些廠房,由於使用時間較長,現場地面的水平程度也會影響機器裝置加工的精確性。

由於該 u 型線布置已被廣泛研究並運用,本文不作過多研究。重點將是在 u 型線的基礎上研究如何真正能做到各條線之間的產能平衡。

4.3.2線平衡設計

平衡是精益生產線成功的關鍵。當精益生產線運轉時,所有工序都以同一速度來完成工作。即使個別生產工序需要不同的生產時間,精益生產也會把全部工作時間拆分為相同的工作[21]。

線平衡的目標,從本質上來講是工藝流程改善的延伸,與需要完成的生產任務相比,它要求各工步之間的生產時間是均衡的(需要注意的是每個工步達到整條線的平衡而產生的投入可能是不一樣的),它的工具可用在那些包含以下區域流程:訂單錄入部門、製造工作單元、裝配線。在進行線平衡的深入研究之前,我們再了解以下幾個基本概念:

線平衡所使用到的關鍵工具是「時間分析」和「節拍時間圖」,當然,其它分析工具,如技能矩陣圖、資料圖將對分析產生重要作用。線平衡技術在涉及「一件流」,也就是一般意義上所說的「one-piece flow」時,並不排除在某些過程之間的「一組流」,這是「客戶定製化」生產模式下所必然產生的一項過程,與傳統的「多品種、小批量」沒有本質區別,但必須

充分理解它的含義,然後去可變化的使用這類概念。

「增值」和「非增值」活動。簡單來說,增值即「客戶付費的活動」;而「非增值」分兩種情況,第一種是「業務過程中必須的非增值活動」,客戶不付費,但為了將產品生產出來,必須存在的活動,如生產線的配料或取料動作,對這類活動而言,不可消除,但必須使其最小化;最後一類是典型的非增值活動,客戶既不付費,業務過程也不支援其存在,這是我們要避免的浪費。接下來,讓我們以理論結合實際的方式看以下線平衡如何運用。

(1)線平衡當前狀態——每個單獨的任務是不平衡的,如下圖 4-1,可能是工藝時間不均衡造成,也可能是產能約束(瓶頸)造成,最終體現為與節拍時間之間的差異大小。

注:節拍時間(takt time)——客戶需要的時間,即其付費的時間。

(2)理想的狀態是排除所有浪費,完美的平衡所有工序的任務,達成工作時

間的平衡並使其小於或等於節拍時間,如圖 4-2。

(3)在實際生產過程中,我們的任務是通過各工序工作任務的調配、盡可能

的減少非增值時間,以平衡各工序產出和效率,如圖 4-3。

如何實現線平衡呢?著就需要進入產能約束分析。

4.3.3產能約束分析

進行產能約束分析的前提是了解什麼是時間陷阱:

(1) 時間陷阱限制了乙個流程的產出,落入時間陷阱的工序的產能比它的前一道或後一道要少。

(2) 時間陷阱會隨時間的變化而變化——每月、每週甚至每天都有可能,基於這一週期內生產產品種類的變化或其它如新產品匯入等特殊原因。

(3) 時間陷阱也可能是由於自然的原因而引發,如生產流程不暢、人員變化、材料短缺和裝置的可利用性。

(4) 時間陷阱也可能是由於非自然的原因而引發,如做事的流程不暢、人員士氣、不安全的作業環境或培訓等。

3.2 離散製造車間生產過程控制系統分析

從產品型別和生產工藝組織方式上對企業進行分類,企業可劃分為流程(連續)生產行業和離散(加工裝配)製造行業。

離散製造業主要是通過對原材料物理形狀的改變和組裝,使其成為產品。典型的離散製造行業包括汽車、工具機、日用電子消費品等。與流程製造業相比較,離散製造車間生產管理要複雜得多。

生產計畫難**,產品工藝複雜,裝置自動化水平低,現場資料多,作業較繁瑣,不易掌掌握等。因此,建立乙個完整車間製造過程資訊管理系統是對離散車間資訊化的發展是十分必要的。

生產過程控制,就是要確保企業產品在製造過程中按照規定的方法和順序始終處於受控狀態下進行,這是企業質量管理體系中最重要的一部分工作,有效實現產品質量的過程控制[62]。生產過程控制是離散製造過程的核心,它包含了車間生產製造各個方面的資訊,其組成結構如圖 3.2 所示。

它主要包括了:現場資料採集和管理、生產排程、生產現場監控、勞動組織、質量控制、成本控制、工藝反饋與改進、生產統計、定額核算、安全生產、車間的人員調配以及整個車間裝置狀態監控等整個車間生產過程涉及到的工作。考慮到離散製造過程中產品複雜、生產資料多、加工週期較長等特點,其生產過程控制系統需滿足實時可靠、控制穩定的要求。

車間生產過程控制系統利用 rfid 技術採集車間生產過程資訊,主要銜接上層決策系統erp/mes 與底層 rfid 設施層,對整個車間的生產進行管理和控制。通過從圖 1 生產過程控制組織結構圖的分析,基於 rfid 離散製造車間生產過程控制系統從模組上劃分,整體可分為:資料採集和處理模組、生產計畫模組、生產狀態監控模組、閉環實時控制模組和資訊管理模組。

該系統功能模組如圖 3.3 所示。其中,資料採集和處理模組、生產計畫模組、生產狀態監控模組、閉環實時控制模組實現了對生產過程資料的採集、生產計畫引入、車間狀態監控、生產閉環排程等功能,是整個系統功能實現的核心部分。

而資訊管理模組提供必要的資訊查詢和統計分析功能。

2) 基於 rfid 的生產過程資訊管理系統功能模型

rfid 技術具有自動識別物件和採集資訊、抗干擾能力強、適應環境能力強、儲存量大、可重複利用等優點,可以彌補現有生產資訊管理系統在資料採集方面的缺陷。通過有效的實時資料採集,實現對現有的生產過程管理系統提供實時準確的資料資訊。具體表現在如下幾個方面:

在質量管理上,通過 rfid 進行實時資料採集,保證物料、裝置、人力、工具等資源的正確使用,尤其是在混合裝配生產線上,利用 rfid 識別零部件來確保物料被送到正確的位置,減少出錯率,實現無紙化生產,從而保證產品的可靠性和高質量。

在車間生產排程上,通過 rfid 對生產現場的裝置和人員的實時跟蹤,監控其工作狀態。若當 rfid 系統採集到當前有裝置處於空閒狀態時,就可以及時將裝置空閒狀態資訊反饋給生產計畫管理層,便於生產排產模組能夠及時的編排當前最優的生產計畫,並將其返回給生產管理系統。

在生產過程監控上,通過獲取 rfid 的編號,可以從資料庫中查出繫結有 rfid 標籤的物料及在製品所在的位置,而且通過讀寫器實時採集資訊實時獲取在製品加工資訊,從而實現對生產過程的實時監控。

在訂單跟蹤上,每個訂單都包含一種或多種不同的產品,rfid 技術可以實現對每一種產品從原材料到成品整個生產過程的跟蹤,實現對整個定單執**況的監控。從原材料出庫到成品加工完成入庫,rfid 系統將自動採集每道加工工序、所用的裝置和操作人員,每道工序的加工開始時間和完工時間,避免了人工資料記錄的資訊滯後和出錯。

在庫房管理上,rfid 系統可記錄物料、半成品、成品的批次、材質、入庫時間等資訊,方便生產人員進行合理的安排生產和企業管理人員查詢。

在參照了 mesa 給出的 mes 標準,本文提出了基於 rfid 的車間製造過程資訊管理系統的功能模型,如圖 4.4 所示。生產過程資訊管理系統的開發要與相應的企業需求相關聯,本文主要針對離散製造企業,分析目前企業的生產管理現狀和管理需求,設計出了適合企業發展需求製造資訊管理系統。

本文將重點研究基礎資料管理、資料採集、在製品管理、訂單跟蹤以及庫房管理幾個模組。充分利用 rfid 的技術優勢,實時採集車間生產過程資料,裝置執行狀態等資訊,對車間排程進行優化,使操作工和加工裝置得到合理利用,通過對生產過程的實時跟蹤與監控,掌握訂單整體執行進度,實現對車間生產的整體控制。

4.2 製造過程資料採集和處理方法

生產現場的資料採集和處理是整個製造過程管理系統的基礎,該模組的核心要求是資料的準確性和實時性,中有準確實時地採集到加工資訊,才能實現對生產過程的全面跟蹤與控制,使生產計畫和排程與實際生產同步。

資料採集和處理基本流程如圖 4.5 所示:

4.2.1 rfid 資料採集系統的設計

現代離散製造業越來越趨向於多品種小批量生產,機加工生產車間為了實現柔性生產,生產現場的裝置一般是根據裝置屬性或工藝來安排,可採用多點資料採集的方案。另一方面,考慮到對生產現場資料的實時性和成本的要求,我們選擇基於 can 匯流排的序列通訊方式採集資訊。

資料採集的具體過程:

(1) 訂單下達後,系統給每個訂單乙個指令單號,給訂單包含的每個工件乙個工件號。

管理資訊系統

第一章資訊系統和管理 1.資訊是資源,資訊是經過加工後的資料。資訊是一種商品,資源,資料。2.資訊化和工業化的關係。資訊化是工業社會向資訊社會演化的動態過程。工業化是資訊化的物質與技術基礎和載體,資訊化是進一步推動工業化的動力。十六大提出,我們必須堅持以資訊化帶動工業化,以工業化促進資訊化的道路。3...

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