钢丝绳生产管理系统的开发及应用

陈文琳, 程 颖, 李 巍, 张家阳

(1.合肥工业大学 材料科学与工程学院,安徽 合肥 230009;2.合肥工业大学 管理学院,安徽 合肥 230009)

钢丝绳作为金属制品工业中重要产品之一,在各行业中的应用相当广泛,随着现代化工业的发展,对钢丝绳生产的各项设备、技术的要求等都有了进一步的提高。随着计算机网络和通信技术的大力发展,信息管理系统被广泛地应用于公司、企业。而小型定制软件具有针对性强、开发人员少、开发周期较短、使用方便、售后服务周到及价格相对较低等优点,这使得小型定制软件项目受到广大中、小型企业的青睐。企业需要提高效率和竞争能力来适应日新月异的外部市场环境,尤其是同行业竞争环境,因此将企业的文化及累积的生产经验开发成一个应用系统,能够在更大程度上提高企业生产的现代化程度,减少人才流失等对企业造成的影响,同时配合企业发展战略的使用来改变企业的经营模式,使企业在持续的竞争中立于不败之地,是当今企业突破瓶颈、寻求发展的方向[1]。在钢丝绳生产过程中常涉及许多人为的因素,企业当前的生产管理方式存在的主要缺点是:①生产计划靠人工编制,编制周期长,准确性差;②信息不能及时在生产各部门共享,使计划的执行与反馈变更变得迟滞,延误了相关配套生产,因而人工管理方式已不能满足当前生产的需求[2]。为了改变这种状况,以计算机管理取代传统的人工管理是必然的趋势,用计算机进行现代化管理,可以实现用户方便的输入、查询、统计、打印等业务需求。

1 系统分析

在钢丝绳的生产过程中,对钢丝绳的结构分析、拉丝工艺及热处理过程等,需要利用一些经验公式进行繁杂的计算,而生产过程中的其它参数也需要查询相关资料,这在一定程度上浪费了人力和物力,大大降低了生产效率。本文针对这些问题,首先根据系统的设计要求,进行了数据库的设计和系统平台的开发。

1.1 开发环境设置

为了使软件开发、调试过程顺利进行,开发环境设置如下:

(1)建立工程目录。Delphi7.0是以工程为中心来开发应用程序的,每个应用程序都是一个工程,它由1个或多个文件组成。主要文件类型有:工程文件(.dpr)、单元文件(.pas)、窗体文件(.dfm)、资源文件(.res)、工程选项及桌面配置文件(.dof)、中间编译单元(.dcu)、包文件(.dpk)等[3]。因此,在进行软件开发之前,应建立相应的工程目录,存储不同类型的文件,以便于对各类文件的统一管理。

(2)数据库的访问与控制。DSN(Data Source Name)配置可通过系统控制面板进入管理工具,再进入数据源(ODBC)中进行设置[4]。

1.2 数据库的设计

数据库设计与应用系统相结合,即在整个设计过程中,把结构(数据)设计和行为(处理)设计密切结合起来。依据钢丝绳生产企业提供的系统所需的一些输入数据和报表,从企业的实际出发,结合本系统的设计要求,设计有关钢丝绳生产中的钢丝绳机构、力学性能和具体生产工艺相关参数以及钢丝生产中拉丝过程、热处理过程、钢丝具体生产工艺相关参数[5]的数据库。通过数据库的连接实现前台操作图形化的显示。

1.3 数据库的连接

由于系统是利用Delphi7.0作为开发工具,连接数据库的方法一般为BDE数据引擎和ADO技术[6]。本系统采用 ADO技术,主要采用了ADOConnection1、ADOTable、DataSource 及DBGrid等控件。其中ADOConnection1用以连接SQL Server2000数据库中建立的数据库,ADOTable用来连接 ADOConnection1,Data-Source则用来连接ADOTable,而DBGrid用于显示数据库中的表数据。

1.4 系统工作平台的选择与设计

考虑到Delphi7.0强大的数据库应用程序开发能力,使用Delphi7.0开发的系统包括用户界面层、业务层和数据库连接层。对于后台数据库,考虑到SQL Server2000提供的强大的数据库管理能力以及对存储过程的支持功能,所以选用SQL Server2000平台。根据功能设计的要求,按照“自顶向下”的开发模式进行编码。

2 系统方案设计

结合公司实际情况和工作需求,在经过对钢丝绳生产管理系统的总体规划、需求调研、流程分析以及流程优化设计等重要步骤后,提出了系统的具体框架。本系统分为系统功能管理模块、文档资料管理模块、基础知识管理模块。系统根据用户登录情况确定其权限,赋予不同权限分别进入以下不同的模块,完成相应的工作,由公司系统管理员负责分配各用户使用权限。钢丝绳生产管理系统结构如图1所示。

图1 钢丝绳生产管理系统结构图

各模块功能说明如下:

(1)系统功能管理模块包括用户权限管理、数据配置管理和用户使用帮助3个子模块,主要承担整个系统的日常管理工作和系统数据维护,维护系统的一致性和完整性,为整个生产管理提供安全保障。

(2)文档资料管理模块采用T reeView组件构建数字化管理的目录树,可实现资料的收集、入库、显示与检索等功能,按照查询条件的要求对数据进行查询。Delphi7.0组件包括数据库相关的TQuery组件、TDataSource组件、TDBGrid组件等以及编辑相关TEdit组件、TCombobox组件、TButton组件等。其中 TDataSource组件把TQuery组件和TDBGrid组件连接起来[7]。将钢丝绳生产的工艺流程及生产过程中所需要的图文资料实现数字化管理,用户通过目录树节点即可对相关资料进行浏览与操作。

(3)基础知识管理模块以钢丝绳厂现有的生产工艺规程与设计方法为基础,将钢丝绳构成丝的各项信息的计算、拉丝的具体操作、热处理方案等生产过程中的设计计算[8]进行程序化嵌入系统中,帮助设计计算,简化了设计人员的工作。

3 系统具体实施

3.1 系统流程

根据厂方的生产情况,分成钢丝绳和钢丝2类。一部分是客户直接订单生产钢丝绳,对钢丝绳的信息详细输入包括绳号、绳长、净重、产品类别、产品名称及产品结构等。根据输入的详细信息进行分析,生产构成丝,最终将构成丝经过相关的捻制方式得到满足要求的钢丝绳。另一部分即生产满足客户需求(力学性能、使用范围等)的钢丝。系统命令输入采用全菜单驱动方式,步步提示,层层引导,层次分明,操作人员不必专门培训即可使用。系统流程如图2所示。

图2 钢丝绳生产管理系统流程图

3.2 系统实现

根据上述系统结构,本系统采用Delphi7.0集成开发环境,实现了从主生产计划到产品具体生产的整个过程中所需的各项功能。生产管理系统的主程序界面如图3所示,客户可以进入客户需求界面,通过要求钢丝绳的结构、力学性能等条件,输入得到生产过程的各项需求分析,同时也可直接进入钢丝绳或钢丝生产的具体工艺生产过程,进行具体查询和分析,进而指导生产。系统管理界面如图4所示,点击主界面的系统管理按钮即可进入。在此管理员可以进行系统用户的增加、删减和改变,实现系统的用户、密码及权限的管理。

图3 系统主界面

图4 系统管理界面

例如,某客户需要直径为Φ 15.5 mm,结构为6×19+FC,强度为 1 770 MPa的钢丝绳1 000 m。打开管理系统,在客户需求界面,输入上述条件,点击查看制钢丝绳信息按钮,即可得到钢丝绳的具体结构以及绳内部各项构成丝的直径,如图5所示,中心丝为 Φ 1.1 mm,第1层丝直径为 Φ 1.0 mm,第 2层 丝直径为 Φ 1.0 mm,麻芯直径为 Φ 8.06 mm,股绳直径分别为 Φ 3.1 mm和Φ 5.0 mm,还有股捻距和绳捻距的范围、钢丝绳捻制的压线瓦直径、绳预变形量等具体数据,并得出各构成丝要求的长度,其中中心丝总长度为6 450 m,第1层构成丝长度为 39 888 m,第2层构成丝长度为 83 160 m、钢丝的抗拉强度为1 800 MPa。

图5 客户需求界面

得出构成丝的各项信息后,根据需要对各构成丝进行拉丝生产和热处理操作。此处构成丝直径即为 Φ 1.1 mm 和 Φ 1.0 mm,直接可进入制丝工艺界面。对于直径为Φ 1.1 mm的构成丝,选用11/350水箱拉丝机拉拔,采用皂液润滑,经过系统后台计算,道次具体分配如下:

共11道次,并且得到生产钢丝盘条的含碳量为0.68%,钢丝的反复弯曲次数为17,最小扭转次数为29,如图6所示。

图6 拉丝工艺界面

据此,选用 Φ 6.5 mm 的盘条生产 Φ 2.7 mm的半成品钢丝,对半成品钢丝进行索氏体化热处理,热处理的工艺条件为:钢丝的加热温度为917℃,铅液淬火温度为535℃,在马弗炉中的加热时间为161 s。按照系统给出的拉拔方案,进行水箱拉拔并最终得到 Φ 1.1 mm的成品钢丝。对于Φ 1.0 mm的构成丝同样依此操作生产。图6中的生成解决方案按钮,可以将上述一系列流程直接保存为Word格式,提示生成成功后,可以直接打印出来指导生产。依此一系列操作实现构成丝的生产,利用图5中得出的股绳直径、股捻距、绳捻距的范围等具体数据,通过相关捻制设备进行捻制,生产出符合要求的钢丝绳。而钢丝绳部分的打轴、捻股、浸油等指导性说明文件则提供为树状查询阅读。

4 结束语

采用Delphi7.0与Micsoft SQL server 2000开发了钢丝绳生产管理系统,通过对钢丝绳的信息分析,实现各项参数的计算模块功能,从而加强钢丝绳生产的科学化、规范化和标准化管理,减少各种不合理的设计与人工估计导致的误差等,规范了企业的生产流程。该系统具有界面友好、操作简便、安全可靠的优点,实现了提高钢丝绳厂方各部门效率、提高生产水平的目的。

[1] 余伟萍.计算机管理信息系统开发与应用[M].成都:电子科技大学出版社,1998:1-3.

[2] 万 立,杨 勇,李 斌.面向飞机制造企业的计划管理系统的设计[J].微计算机信息,2007,23(12):6-8.

[3] 张 曜,张 青,李 彬.Delphi函数实用手册[M].北京:冶金工业出版社,2002:2-61.

[4] 张 曜.SQL Server函数实用手册[M].北京:冶金工业出版社,2003:34-82.

[5] 潘志勇,邱煌明.钢丝绳生产工艺[M].长沙:湖南大学出版社,2008:94-197.

[6] 莫停飞,白振兴,邓 善.Delphi 7.0环境下利用 ADO与SQL Server 2000数据库的链接[J].现代电子技术,2004,27(9):39-41.

[7] 向继文.Delphi与汇编语言的混合编程[J].吉首大学学报:自然科学版,2006,27(3):37-39.

[8] 何吉林.钢丝生产[M].北京:兵器工业出版社,2003:123-165.