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基于PDM的CAPP工时定额系统的研究及开发

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引言

工时定额管理是在一定的生产技术和生产组织条件下，是企业内部进行成本控制，评价经济效益的重要依据，是工艺设计的一项重要内容，也是合理组织生产企业实施现代管理制度的重要组成部分。

目前国内已有一些适合金属切削加工、焊接、热处理等工种较为成熟的工时定额计算辅助软件，在一定程度上解决了工时定额计算问题，但它们大部份只是一个独立的模块，信息不能及时共享和更新。定额数据的一致性得不到有效保证，数据使用和重用的效率低下，不适应企业信息化的要求。而且现行的工时定额标准滞后于企业生产力的发展，导致计算机辅助技术在工时定额制定和管理的应用水平落后于其他工作领域，成为企业信息化的"角落"。因此，如何进一步提高工时定额系统的数据一致性和信息共享，是企业生产流程管理中面临的一个重要环节。

为此，本文提出了基于PDM的CAPP工时定额系统，通过PDM的产品结构配置功能，保证了工时定额数据的一致性，提高了数据使用和重用效率，实现了与其他系统的信息集成和信息共享，为更合理地组织生产，分配定额提供有效保证。

1 系统的总体设计

1. 1 工时定额系统的结构设计

该系统是建立在已开发的CAPP系统上，零件信息数据可以直接从CAPP系统的工艺信息库中取用。该工时定额系统主要包括工时定额计算、工时查询汇总、数据管理、报表生成等模块，其结构框架如图1。

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1.2 工时定额的计算方法

在制造企业中，工时定额的制定不仅涉及产品的生产周期与生产成本，而且涉及车间的生产任务安排和工人工资的核算。常用的工时定额制定方法有6种:①经验估计法;②统计分析法;③解析计算法;④类推比较法;⑤图表计算法;⑥技术测定法。鉴于这几种方法各自的局限性，本文结合企业的实际情况，综合应用修正的解析计算法和技术测定法，使其能较准确地计算出实际的工时定额。

在基于PDM的信息化管理中，工时定额的信息与CAPP系统中产品结构树以及工艺信息有密切的关系:首先工时定额制定层次正好与产品结构树的管理层次类似，都分产品、组部件、零件三层。其次具体零件的工时定额信息分类与零件的工艺类型一一对应，而且零件各工艺类型的工时定额信息顺序是以工艺中工序的顺序为基础。因此，工时定额计算可以按照工步、工序、零件、部件、产品顺序依次进行。

工时定额计算中的工序计算包括基本时间和辅助时间的计算。本文采用解析计算法和技术测定法进行工序工时定额的计算。解析计算法的关键是建立所需计算工序的数学模型。考虑到企业的工艺条件不同，为了使计算的结果与实际尽量符合，我们在通用的计算公式的基础上设计一个调整系数，将所求得的工序时间乘以调整系数所得的值即为实际工序时间。调整系数默认值为1，工时制定人员可根据实际情况对调整系数进行修改、删除、添加和保存。这样系统既具备了工时定额计算的通用性，又体现了针对性。

对于机加工，单件时间定额由基本加工时间T基 ,辅助时间T辅、布置工作地时间T服务、休息和生理需要时间T休息、准备与终结时间T准终。等组成，其单件时间定额计算公式如下式所示:

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式中，k为调整系数，N为每批件数，因为准终时间是每批进行准备和结束工作的时间，所以分摊到每件零件上的准终时间为T准终/N。

对于基本加工时间的计算，根据加工类型选择相应的计算公式。在工序工时定额计算基础上，可根据需要算出零件、部件、产品的工时，并上传到相应的管理系统。根据以上分析，工时定额计算流程如图2所示

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图2 工时定额计算流程

2 工时定额计算系统的实现

2.1 工时计算模块

根据上述工时计算工作流程图，本工时定额系统是在已开发的CAPP系统的基础上，利用Visual Studio2005. net和SQL Server 2000开发了基于C/S模式的工时定额系统模块。工时定额计算界面如图3所示的。当用户选择计算工时定额时，系统首先自动显示还没进行工时定额的产品，当用户选择其中某一产品进行工时定额计算时，系统会出现工时定额计算界面。该界面主要包括以下几部分内容:

①零件基本信息部分

通过树形控件动态显示该产品的各个零件，选中要计算工时定额的零件，它的基本信息包括零件编号、所属产品的编号以及加工工艺等信息，通过顺序进行选择得出不同的工艺信息，这些信息为计算工时定额提供依据。该部分的零件基本信息直接从CAPP系统的工艺文件中得到，减轻了用户信息重复输入，减少了输入信息的错误率。

②基本加工时间信息部分

通过树形控件动态显示各种切削方式检索出相应的计算基本加工时间的公式，公式说明以及标准的切削参数说明和符号。根据输入参数值可自动算出工步加工时间、工序加工时问并显示在基木加工工时定额内。

③辅助工时定额数据的确定

辅助时间包括装卸工件、操纵机床、试切和测量零件尺寸等辅助动作所耗费的时间。其时间的制订随工种和工步的不同而有所差别。这里采用在实地测试基础上参照工艺设计手册，一一对照制定而成。用户通过选择所需要的数值，其数值可以从系统的标准数据库中检索到，完成所需的选择后，系统自动将辅助时间相加并传送到工时定额计算模块中。

④其它工时定额数据的确定

工作服务时间T:主要是照料工作地点及保持其正常工作状态所耗费的时间，如润滑机床、清理切屑、收拾工具等一般为工序时间的1一7%。休息与生理需要时间T休::主要是工作人员为恢复体力和满足生理需要所规定的时间。一般约占下序时间的2%。

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2. 2 工时定额统计汇总模块

工时定额统计主要包括任意产品、部件、零件、、工艺类型的工时查询和各类的总工时统计计算，并对汇总后的信息进行浏览，也为报表的生成作好准备。该模块通过对前面所计算的工序时间进行提取，并对每个工序时间进行累加，统计出用户所要得到的工时定额。用户可根据需要，任意选择所要统计的工序、零件、部件以及产品的加工时间，并显示在相对应的方框里，并可以将数据统计的结果导人到相对应的数据库里，也可以将查找的结果导出到EXCEL里，进行的汇总报表制作。

2. 3 工时定额管理模块
工时数据管理为用户提供一些基于数据库的数据查询、数据添加、数据删除、数据修改等功能，实现对基础数据库的维护，具体包括工时计算公式表、工时设备管理表、辅助时间表等。为保证系统的安全性，对用户进行分级，用户根据设置的权限进人系统的。系统管理人员可以进行所有操作，如数据添加、修改、删除; 而普通用户只能进行数据的查询操作。用户登陆时必须输人用户名和密码，使每个用户登陆后所做的操作都将记录在日记里。

2. 4 工时定额系统与PDM功能集成模块

基于PDM的CAPP工时定额系统是建立在PDM系统的平台上，实现工时定额数据的统一管理，保证了数据的共享及一致性，提高企业管理水平。工时定额系统与PDM集成的主要技术是在基于Web Service。进行开发，实现业务上的集成。

3 结束语

结合某起重机械有限公司的制造业信息化的实施进程，开发了基于PDM的CAPP的工时定额系统。该系统的实施为企业合理制定工时定额提供了依据及方法，实现基于产品生命周期的工时定额管理.为企业提高科学管理水平和生产管理效率发挥了积极作用。同时系统具有良好的维护性能和操作性能，使得该系统易于移植，易于进一步推广使用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/9/2009)


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