|
企业资源计划ERP |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
|
查看本类全部文章 |
| |
|
|
|
|
基于VIN 生产过程的电子看板监控系统 |
|
|
作者：昌河铃木汽车有限责任公司 许矗 |
|
[摘要] 本文首先对生产过程管理系统的组成框架、相关技术及实现方法进行了研究。通过研究，本文将制造业生产过程管理系统划分为生产数据采集子系统、生产业务管理子系统、生产过程监控子系统。生产过程监控子系统使用电子看板工具对生产过程进行监控。本文运用面向对象的建模方法，建立了电子看板组态的数据模型，进而构造了可以准确反映生产过程信息的电子看板工具。本文最后介绍了该系统的典型应用实例，并对全文进行了总结。
关键词：数据采集 电子看板 监控 组态
1 前言
江西昌河铃木（昌铃）汽车有限责任公司同其他制造业企业一样，面临着激烈的市场竞争。现代企业必须在激烈竞争中寻求新的出路，开拓新的经济增长点。用信息技术和现代管理技术来改造现有企业，是提高企业的技术实力和市场竞争能力，使企业在竞争中立于不败之地的关键步骤。
昌铃汽车有限责任公司从不断提高公司管理水平的角度出发，通过实施VIN 项目，从而建立公司的一整套计算机生产管理系统，以提高生产计划、车间作业计划和调度、在制品管理、质量跟踪、物料配送管理的实时控制水平。而生产过程管理系统的实现是企业全面信息化的坚实基础。
2 制造业信息化的基本特点
企业生产经营的产品信息、工艺信息、物料信息、生产信息、财务信息和市场营销信息等一切信息不仅能够用0 和1 两位数字编码来表示和处理，而且能够以光的速度在光缆中传输，使企业生产经营的信息流实现数字化，从而使制造业的生产经营达到前所未有的高节奏和高效益。因此，制造业信息化的基本特点是制造业信息流的数字化，见图1。
图1 制造业信息流的数字化
3 电子看板管理系统
3.1 基本思想
电子看板管理的出发点是借助以电子计算机技术为主的信息技术，来实现生产过程控制的自动化，这个过程贯穿于车间生产线产品计划的动态下达到完整产品下线的始终，全程跟踪在制品的每一个生产加工工艺过程，建立完整的产品生产过程档案，并将在制品在生产线上的加工信息实时动态地反馈到生产管理部门，为生产调度管理提供充分可用的信息，生产管理人员在这些信息的基础上，实施生产过程的监督与控制，将生产指令及时动态地下达到生产线，为生产线上的工人组织生产提供依据。从上面的论述可以充分发现，生产和管理之间的联系加强了，生产管理人员可以实时动态跟踪生产过程中自动线上在制品的加工情况，并根据掌握的第一手资料迅速对生产作出反映。生产线上的工人可以将生产过程中的在制品加工信息传送到生产管理部门，并根据生产管理部门下达的生产指令组织或者调整生产，这样就使生产和控制的关系变得跟加紧密、和谐和统一，达到了增强生产管理时效性的目的。
电子看板管理的实现方法是模拟车间自动生产线的工艺流程，将这种组织生产的形式直观地反映在计算机的监视屏幕上，管理人员通过与屏幕上工艺流程中各对象的交互，动态获取所需的在制品实时信息，并将生产过程中的指令信息下达到生产线。电子看板系统既可为企业高层领导提供一个工具，供其查询生产信息，实时了解生产情况，又可为生产作业管理人员提供一个监督作业实施情况和调度作业，指导生产的工具。
3.2 总体框架
3.2.1 目标
建设一套符合于未来企业全面信息管理总需求的，在制品组装生产动态实时追踪信息管理系统，使管理人员在后台即可看到在制品信息贯穿自生产计划下达，在线组装生产至成品检验的全过程。
3.2.2 系统层次结构
通过上述生产过程管理的需求分析，认为整个系统可以由以下三个管理层次所组成，即：生产业务管理层、生产过程监督和控制管理层以及数据采集管理层，其结构如图2 所示。其中生产业务管理层是其他两层的基础，它负责管理生产过程中所使用的一些参数信息，生产过程的监督与控制是系统的核心，它负责管理生产过程中在制品的加工信息和生产线的状态信息，并将这些实时信息及时呈递给生产管理部门，使企业领导和生产管理人员能够掌握第一手的生产作业情况。同时，管理部门可以根据这些信息对生产进行控制，及时调整生产作业计划和修改生产控制参数，以求在最短的时间内，使生产流程重新步入正常工作状态，确保生产计划能够顺利完成。数据采集管理是生产过程监督和控制的基础，它负责收集生产线上在制品的加工信息和质检信息，打包后上传到公司管理部门，供生产过程监督和控制分析使用。
图2
3.2.3 电子看板系统功能
（1）生产动态反馈 接受生产进度数据，完成有序化、分类化整理及生产进度的多方式展示，准确并及时记录生产数据，供分析、归档使用，实现即时目标查询。
（2）现场进度展示 将生产进度数据经过加工整理，显示在车间的信息显示载体上，如计划产量、实际完成量，差额和按照节拍生产节奏的超欠产量。
（3）生产工序阻塞点报告 根据在制品的分布，各工序流动在制品标识，自动生成工序阻塞点报告，为生产管理部门提供决策咨询。
4 电子看板组态设计
电子看板是看板管理和以电子计算机技术为主的信息技术相结合的一种管理工具。它将车间生产线的工艺流程直观地反映在计算机的监视屏幕上，管理人员通过与屏幕上工艺流程中各对象的交互，动态获取所需的在制品实时信息，对生产现场进行监督与控制的。因此，建立一个有效的、简洁的电子看板将有利于管理人员更直接的获得准确的生产信息，对生产线进行更直接、更有力的管理。而电子看板组态的信息模型是建立电子看板的基础。目前，组态的建模方法有很多种，如实例法、还原法等。但这些方法存在很多问题，如不能结合企业生产实际情况建立信息模型，或者建立的信息模型无法准确、有效的反映真实情况。本文提出了面向对象的建模方法可以避免将过多的、无用的信息体现到电子看板中，从而达到快速、准确的建立电子看板组态信息模型的目的。
4.1 建立组态信息模型的方法
所谓组态顾名思义就是组织形态，电子看板的组态决定了电子看板的组成要素，这些要素将反映所有必要的信息。组态信息模型的建立，关系到所建立的电子看板是否能够反映管理人员所需要的信息。在这里我们提出采用面向对象的分析方法来建立电子看板组态的信息模型。
面向对象的组态建模方法是将组态看作对象，此对象所包含的信息看作子对象，然后对所有对象进行分类、分析，从而抽象出组态信息模型。
组态对象所包含的子对象包括组态中的逻辑工艺、区间存储点及其各个功能子对象。
(1) 逻辑工艺可实例化为一些相关物理工艺的集合。因为，在实际生产管理中，并不是生产线上每一个实际工艺都要在组态上反映出来。只要控制某些典型的工艺，所有工艺的生产信息就会一目了然。所以在组态系统中，需要用到的并不是物理工艺，而是逻辑工艺。逻辑工艺主要涉及两个相关对象，分别是典型物理工艺和数据采集站。
(2) 区间存储点的设立是必须的，如用一个区间存储点将两个间歇传送装置连接在一起就是实例，用此方法可以把三条、四条甚至更多的作业线连接起来。在流水作业线上区间存储点还可以使几个不同步的生产点达到同步生产。
(3) 功能子对象是组成组态的重要部分。它包括逻辑工段、工艺间连线、信息显示对象、实现平台等子对象。
(4) 逻辑工段是由一组物理工艺组成，这些工艺常常从事相同的加工类型，如车床加工工段、铣床加工工段或钻床加工工段等。将工段视为组态中的一个单独对象，是为了细化管理，使生产管理人员能够更准确地对生产过程中出现的问题进行定位。
(5) 工艺间的连线是逻辑工艺之间的连接线段，它不仅仅表示工艺之间连接的顺序关系，在组态中还有其他重要含义，如连线颜色，连线闪烁，连线静止、连线类型（实、虚线）等情况均对应生产过程中的某种状态。
(6) 信息显示对象提供与生产人员交互的工具，生产作业人员可以通过它了解生产过程中下达到工段、工位的作业指令等信息，以指导工人生产作业。
(7) 实现平台是指组态实现的工具，是实现组态的物理基础，主要包括运行平台和应用软件。
根据以上分析，组态的信息模型将完整的建立起来，下面是建立汽车生产厂车间电子看板系统的组态信息模型实例，工厂包括焊装、涂装、总装三个车间。
车间电子看板组态系统被设计成可灵活地通过对生产工艺进行配置产生工艺流程图形式的监视调度画面的组态数据，也就是说电子看板主要是针对车间生产流水线的，生产过程的物流和信息流是单方向的，从加工开始的工序起，在制品向最后一个工位流动，这样对在制品的跟踪就比较简单了。
4.2 电子看板组态的信息模型
使用面向对象的方法将车间电子看板看作一个对象，其结构如图3 所示。
图3 电子看板结构示意图
在焊装车间电子看板中，仅选择了五个有代表性的一个物理工艺点作为其逻辑工艺，分别是焊装上线、梁架地板走吊、1018 车身总装、配门线起吊、焊装检测下线，在这些工艺点上进行生产数据采集，可以了解所有相关工艺的生产情况，供生产调度参考。
图4 逻辑工艺结构示意图
电子看板组态的逻辑工艺主要涉及两个相关对象，其结构如图4 所示。这两个相关对象分别是看板物理工艺和数据采集站，该逻辑工艺上的数据采集站所采集的信息，体现该逻辑工艺所包含的所有物理工艺的信息，它们可以分别用下面的形式来描述：Object
在电子看板系统中引入区间存储点对象是为了对存储点的在制品信息进行实时监控，以调控相应生产环节。如焊装车间设置的区间存储点，主要为协调两个不同步的工艺点的生产，使之同步。也可将需要维修的汽车暂存在存储点。区间存储点对象可以用下面的形式进行描述：
电子看板组态的功能对象，包括工段、工艺间连线、电子显示屏、管理微机（应用软件）等子对象。其结构如图5 所示。
图5 功能对象结构组成示意图
根据焊装车间的物理工艺，焊装车间电子看板设置两个工段，焊装工段和检测工段，工段可以用下面的形式进行描述：
车间电子看板的连线连接所有逻辑工艺，它表示逻辑工艺之间的顺序关系，连线颜色不同表示生产线不同状态（绿色：正常生产；红色：停产）；连线闪烁表示生产正常；连线静止表示此工段出现滞留。
电子看板管理系统的信息显示对象为电子显示屏，其功能主要是显示工作指令、生产计划数量、已生产数量以及生产工艺参数等信息。这些信息都通过该车间的电子看板发送下来，它是车间工作人员获得信息的重要工具。电子显示屏对象可以用下面的形式进行描述：
电子看板的实现平台是车间管理微机和电子看板应用软件。电子看板显示在微机屏幕上，管理人员可通过屏幕直接获得生产线的信息，并通过电子看板向车间的电子显示屏发送信息。
根据以上信息模型，以昌铃项目为例，生成焊装车间的电子看板，示意图如图7 所示。
图7 焊装车间电子看板示意图
5 实例
在数据采集的基础上，生产管理部门用组织好的电子看板工具来对车间生产过程进行监督与控制。图8 就是昌河总装车间电子看板管理系统的运行界面示意图，在该看板中，安装发动机工位上有红灯闪烁，表示该工位上在制品有滞留现象，黄灯在检测上线、改装进口、改装出口及总检工位上闪烁，这表示这些工位上物料数量低于一定数额而报警。通过看板，生产管理部门可以了解总装车间的生产过程信息，这些信息包括：在制品信息（生产进度、在制品加工信息、在制品状态信息、在制品故障信息、在制品滞留信息）。图8、图9 分别例示的是工位上已完成的产品和质检工位上产品的质检信息统计。
图8 昌河电子看板管理
图9 工位上已加工的在制品一览
与此同时，生产管理部门依据电子看板反映的生产过程信息，可以利用电子看板这个工具纠正生产过程中出现的偏差，如：调整生产作业计划、修改生产线的控制参数等。
6 总结
车间生产作业过程的监督与控制是生产管理的重要职能，是实现生产计划和生产作业计划的重要手段，是生产过程管理系统的核心。提出了使用电子看板管理，来实现生产过程的监督与控制。本文还对电子看板组态工具的作用进行了详细的阐述。并提出了使用面向对象的方法建立电子看板组态的信息模型。目前，昌铃公司成功地实施了电子看板的监控系统。
参考文献
1 薛华成. 管理信息系统（第三版）. 北京: 清华大学出版社
2 Grover MP．Automation, Production Systems, and Computer Integrated
3 徐光明．信息时代的工业革命——制造业信息化．北京：计算机世界（产品4、与技术）.1999,48
4 张后启．企业管理软件的发展历程．北京：计算机世界（软件与应用版），1998，21
5 张毅编著．制造业生产管理信息系统（MRPⅡ）．北京：科学出版社，1993
6 吴玉瑞，马世华．现代生产管理学．武汉：华中理工大学出版社，1994.3
7 张毅．制造资源计划MRP–Ⅱ及其应用．北京：清华大学出版社1997.9
8 张曙．中国制造企业怎样进入21 世纪.北京：国防工业出版社，1997
9 王旗林.ERP 实施中应注意的问题，计算机系统应用
10 基于VIN 条码的生产管理解系统决方案. 武汉: 天喻信息产业有限公司开发部
11 王行刚. 计算机网络原理. 北京: 人民邮电出版社(end)
|
|
| 文章内容仅供参考
(投稿)
(如果您是本文作者，请点击此处)
(5/8/2005) |
对 企业资源计划ERP 有何见解？请到 企业资源计划ERP论坛 畅所欲言吧！
|
