计算机集成制造系统中的车间管理

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1、计算机集成制造系统中的车间管理计算机集成制造系统中的车间管理1．前言本文是笔者自1987～1994年从事计算机工作其间，受航天部之邀，与清华大学及国家“863”专题组共同为湖北省潜江江汉油田钻头厂（JZ），实施计算机集成制造系统，当任“ShopfloorcontrolofCIMS”主任设计师所作设计报告的肤浅体会，此设计在1994年经“863”专家鉴定通过，后由华中理工大学负责实施。2．计算机集成制造系统的车间管理（SFC）主要功能及目标车间管理是计算机集成制造系统中的一个重要组成部分，它隶属于管理信息系统之下，处于

2、生产领域的前沿位置。因此，SFC的优劣直接影响车间生产计划完成与否及产品质量的好坏，车间管理最主要功能是实施厂级生产计划，对车间层要制定车间生产作业计划，单元作业工令，工具工装及物料管理，产品质量管理及FMS，DNC，NC加工作业管理等，由此需要对各项生产状况进行统计分析，生产进度监督等。主要功能有：生产计划管理、生产资源准备、物流与作业管理、质量管理、成本管理等五大功能，由图1所示。车间管理系统结构按制造类型划分为二大类，第一类为先进制造系统（AdvancedManufacturingsystem,简称AMS），第

3、二类为非先进制造系统（NAMS），它们的结构形式如图2所示。SFC系统功能必须满足车间任务管理与生产作业管理的需求，对于AMS而言，由于它是自动化生产单元，因此概括为车间运行管理，单元层作业管理，工作站作业管理，机械加工过程仿真及车间运行支持。车间运行管理。为完成车间生产计划而制订，车间生产统计管理，车间运行分析和诊断，车间资源管理和车间质量分析。单元层作业管理。是根据下达的作业计划，制定FMS，DNC加工单元的日作业计划，单元作业完工作业统计。工作站作业管理。主要对刀具管理，刀具信息与加工单元的通讯传输，零件离线检

4、测信息管理，加工过程仿真，对数控中心FMS、DNC的加工过程，作业批量排序等仿真，以得到最优生产调度。车间运行支持。主要是车间正常运行需要的水、电、气、油的供应和消耗的管理。车间管理的总目标是建立起能够适应JZ-CIMS运行需要的底层制造集成制造系统，从而实现经济与技术上的新突破。以工厂牙轮牙掌车间为实施对象，在经济效应方面最终达到：缩短生产周期；减少再制品与半成品库存量。在技术上：对制造底层进行系统分析，制定调整计划，合理划分加工中心或单元，细化管理与考核；在车间建立局域网；建立车间的FMS、DNC单元等。2.1目

5、标描述1）SFC的目标是在车间现有设备，人力约束条件下，合理编制车间作业工序进度计划并进行监督和动态调整，达到如下目标：●保证按时交库；由于严密的计划和监督，维护作业的优先级，防止顾止失彼和遗漏，保证按时交库。●缩短生产提前期；8-8计算机集成制造系统中的车间管理只有严密的车间作业计划才有可能使厂级生产作业计划按零件提前期组织生产，最大限度地缩短车间生提前期，减少在制品。●减少机器和人工的空闲时间；由于精细的能力需求计划和工作进度计划，使得各工作中心负荷均衡，减少了机器和人工的空闲时间，防止“瓶颈”现象出现，能力需求

6、计划和生产任务下达功能相结合，就能有效地控制车间在制品。●为车间计划员、调度员提供足够的信息，为车间作业调度提供科学依据。2）SFC的另一个主要任务是对车间生产进度和计划执行状况进行监督，对任务下达与维护，并完成生产统计和分析、监控的目标。●按厂级作业计划的要求（部门、品种、数量、时间），根据执行部门当前生产状况（能力、生产准备、在制任务等），以及执行某项计划所必须具备的前提条件（图纸、工装模具、材料等），实时组织生产任务，下达生产指令。●在原生产计划必须变更，监控功能支持管理人员对车间作业计划和任务进行干预。●组织

7、和监控生产任务的实施。●全面管理在制活动，为下期厂级计划编制提供依据。●为各级管理人员提供最新车间生产信息和分析结果。●降低生产成本。●执行作业计划，既完成产量指标，又完成品种指标。●建立设备台帐、人事业绩管理。3）SFC另一个与MRPⅡ核心任务相对独立的目标，它们是：●实现数控机床的DNC，自动编程。●建立并使用好FMS，解决小批量及新产品试制任务；以上目标的实现前提是先建立MIS，安装使用MRPⅡ，或ERP等系统。2.2实现SFC需要解决的主要问题针对JZ厂存在的问题，提出如下方案：●积极采用具有开放系统，适应多

8、种应用程序开发的平台，用户界面友好，便于建立和管理分布系统和网络的计算机系统。●MIS/SFC是MIS的一个重要组成部分，是MIS的一个子系统，因此需要运行MRPⅡ或ERP中的管理子系统模块。●建立柔性加工系统（FMS），与刚性加工系统相比，柔性加工系统具有更大的灵活性，工件传递靠机械手或自动传送带，物料的移动方法，即所谓的“推式”（Push）