基于信息化技术的机械加工车间派工管理系统

2021-02-22华捷

机械制造 2021年2期

华捷

上海市建筑科学研究院科技发展有限公司上海 200032

1 设计背景

机械加工的产品是通过各零部件生产、组装而实现的,车间层是整个加工过程的核心,也是最容易出现问题的环节,因此一直是企业关注的重点。信息技术已经在制造业中逐渐普及使用,为提高数据的可靠性与利用率,加快整个企业生产运作的进度提供了基础保障[1-2]。然而,信息化技术在中小型机加工企业中应用依然存在一些不足之处,如没有结合实际情况将车间派工纳入信息化管理系统,而合理高效的派工管理系统可以使任务、机器、人有机协调与配合,是提高企业生产效率与产品质量,确保生产安全的关键[3-4]。对此,笔者设计了一套基于信息化技术的机械加工车间派工系统,可以提高机械加工车间的生产管理水平和生产效率。

2 派工管理现状分析

车间派工管理属于车间执行层的管理与控制,根据工艺流程和生产计划所下达的额度,结合车间班组、人员、设备情况,制订合理的派工方案,目标是提高生产效率,充分发挥设备的使用功效[5],并优化操作人员的配置。

在传统手工派工模式下,企业只是单纯凭借调度人员的经验和简单的计算来制订生产车间的派工方案,导致车间作业计划和派工信息不对称,造成生产过程衔接不畅,生产部门缺少生产作业计划执行过程的监控手段,无法准确预测或及时发现延期的加工环节,并采取补救措施,当需要交货的工件快到期时,才会发现问题,这时只能进行加班赶工。另一方面,由于缺乏相应的派工管理系统,不能准确预测各个阶段的生产和库存情况,也就不能制订精确的派工方案,不能对生产过程进行实时监控,无法保证车间生产的有序进行。由此可见,传统手工派工模式造成零件库存信息无法及时更新,管理决策者无法及时了解加工进度,无法通过信息化手段统筹调度车间生产,从而影响决策与生产效率。

针对以上问题,笔者结合企业的实际情况,对机械加工车间的派工情况进行了需求分析,设计了适合于机械加工车间的派工管理系统,以实现派工流程自动化、人员考核程序化、分配工作智能化。

机械加工车间派工管理系统可以接收生产作业计划的派工任务和现场生产作业任务的完成反馈情况,对生产过程进行实时监控,以便在发生异常时进行及时的调度和调控,确保计划实现,进而提高车间生产管理水平和生产效率。

3 信息化派工管理需求

在派工计划执行前,由系统自动生成派工单。需要注意的是,不同生产部门要进行不同的派工,每种产品不可能在一个车间内完成所有的加工工艺,所以要对生产过程中各个环节设计一套系统的管理编码[6],并进行不同的派工策划。派工计划是否可行,需要对派工计划进行可行性分析。对于不可行的派工计划,需重新拟订。对于具有可行性的派工计划,投入实际生产加工过程中,实现派工的科学化、合理化、有序化。科学有效的派工计划应该满足以下要求:

(1) 生产订单审核后,才可以派工;

(2) 一张订单可以多次或重复派工;

(3) 可以连续派工,批量生成派工单;

(4) 可以派工到班组或工作人员;

(5) 派工时,可以指订批次号或序列号;

(6) 可以对返修的派工单进行派工;

(7) 一张派工单可以选择多个工序,每个工序也可以多次派工;

(8) 派工单可以直接发送至接单人员手机上。

4 系统架构与功能

基于以上需求分析,构建机械加工车间派工管理系统的网络架构,如图1所示。

▲图1 机械加工车间派工管理系统网络架构

应用服务器,将新追加的任务分解为工序任务,并追加至现有的任务中,形成各个工序的待派工任务。

根据物料、设备、操作者,对各加工工序进行派工,形成对应各操作者的待完成任务。

根据工艺线路的特性,工序间的顺序可能为串行关系,也可能为并行关系。如果是并行关系,那么派工应优先考虑最早可用的产能设备对应的工序任务。

根据工序、设备、操作者、物料中间状态等信息之间的关系,建立基于工序任务的对应设备,实现操作者状态辅助提示,作为科学派工的决策依据。

对于每个工序点的待加工任务、当前有能力的加工任务、已派出但尚未完成的加工任务、已完工任务、待派工任务、毛坯数等信息,采用信息传送方式,提示计划人员对可派工而未派工的任务进行科学处理。

5 派工单功能

根据以上功能,为机械加工车间设计车间派工管理系统。各项派工任务都应结合具体零部件的加工工艺特点[7-10],并基于派工单来完成对工序、设备、班组、人员等相关资源的分配。整个派工过程由任务单、流转单、施工单三类派工单组成。派工单流程与功能如图2所示,由库存计划及销售任务需求下达任务单,根据下达的任务单及生产能力产生流转单,最后由流转单上的加工工序及生产能力来产生施工单。

▲图2 派工单流程与功能

任务单列表根据授权管理者的输入建立计划任务,根据现有库存、生产能力自动产生计划任务组成,并由服务器按一定算法自动产生优先级。管理者根据权限可以临时修改任务单中各任务的优先级,优先级高的任务先下达。

根据任务单、加工优先级、实际加工进度,由服务器按一定算法自动生成流转单,并设置可由授权管理者人为修改的权限。流转单采用电子形式,可以在网上流转。

由服务器根据流转单、加工能力分步自动产生施工单,并设置可由授权管理者人为修改的权限。

施工单以电子形式下达,通过短信等方式直接通知接单人员,下发到车间现场计算机。接单人员接单时可以在现场计算机上进行打印。

接单人员使用智能卡在现场专用计算机上刷卡进入任务界面后,系统自动展示可加工的施工单、正在加工的施工单、已完成的施工单。

接单人员操作界面应设置:① 可加工的施工单界面,包括领取、查询功能;② 正在加工的施工单界面,包括查询功能;③ 已完成的施工单界面,包括确认、查询功能。

派工单由任务单、流转单、施工单组成,任务单产生与分发流程如图3所示,流转单、施工单产生与分发流程如图4所示。

▲图3 任务单产生与分发流程

▲图4 流转单、施工单产生与分发流程

根据图5所示机械加工车间零部件制造流程框图,设计三种派工单的基本信息表。任务单基本信息表见表1,流转单基本信息表见表2,施工单基本信息表见表3。表中,加工类别分为零件、半成品、成品、其它,数量分为计划生产数量、已下达任务数量、已完成数量。

▲图5 机械加工车间零部件制造流程框图

表1 任务单基本信息表

表2 流转单基本信息表

表3 施工单基本信息表

6 应用案例

笔者基于信息化技术设计了机械加工车间派工管理系统,采用计算机编程语言、数据库开发工具编制了机械加工车间派工管理软件。这一软件主要应用于六大类机械塔吊防坠安全器产品的派工管理,克服了原有单纯凭借调度人员经验和简单计算来制订生产车间人员派工方案的模式,推动了机械加工车间向智能化调度与管理发展,提高了生产效率与经济效益。