车间管理系统的研究

摘 要：分析了车间生产过程管理现状以及工作流管理技术在车间运用的特点，提出了面向MES的车间生产过程管理，介绍了基于工作流的车间生产过程管理支持系统体系结构。

关键词：车间；管理系统；工作流

1 引言

对于制造企业来说，车间是企业的关键生产机构，是企业的物化中心，它不仅是制造计划的具体执行者，也是制造信息的回馈者，更是大量实时制造信息的集散地。生产制造过程是指从原材料投入到成品出产的全过程，实际上是一个输入、转化、输出的过程。生产管理是对产品的生产过程进行计划、组织和控制，用经济的手段制造出质量好、价格低的产品，达到及时满足市场和用户要求的一种管理职能。生产管理包括:生产过程组织;生产准备;生产计划;生产控制。其目的是为了对外生产出质量、交货期和价格符合用户要求的产品;对内提高职工劳动生产率和设备利用率，使材料在制品、成品储备量最小，资金周转最快，材料消耗最省，管理费用最低，生产计划、生产方法最优，生产过程最有效。

2 车间管理系统的现状

目前在企业中广泛应用的生产管理系统主要有MRPII/ERP以及一些辅助管理系统。如财务管理系统、成本管理系统、人力资源管理系统、设备管理系统以及产品数据管理系统等。正如绪论中所论述的情况:在车间生产管理和控制方面目前还缺乏有效的方法和手段，MRPII/ERP系统在车间生产管理上存在明显的缺陷，无法满足车间生产管理的需求;车间内部的各种管理系统彼此又互相独立，无法实现车间内部以及车间与企业其它各部门的信息交流，作者在实际企业调研中同样发现了这种现象。因此，现代企业迫切需要完善的车间生产管理理论和控制技术，MES理论和系统的出现及时地清理了车间生产管理过程中的死角。

目前车间生产管理系统仍然存在以下不足：

（1）自适应性差。车间生产不能很好的适应客户个性化需求，对客户提出的按需生产不能很好的控制，其生产过程不能自定义调整，车间生产的自适应性很差。

（2）数据采集慢。车间生产过程中各种信息清单普遍采用传统的手工数据录入方法，在复杂的车间生产现场，这样的数据处理方式加重了操作员的工作负担，同时不能快速的采集车间生产现场的信息数据，造成信息滞后或者丢失。

（3）协同性与集成性差。信息传递的层次和环节多，速度慢，调节迟缓，各生产环节就不能有效的协同，尤其是涉及到多个生产部门时，各个部门信息不能有效的共享，上一个环节的信息不能及时被下一个环节所利用，整个生产信息流不通畅，这样造成了生产过程的拖沓，整个车间生产的协同性、集成性很差。

（4）智能性差。车间生产各个任务离不开“人”的参与，“人”在车间生产中是最重要的。而现有的车间管理信息系统只是在很大程度上提高了车间设备资源等的集成度，并没有将人、信息、技术很好的集成在一起。

（5）适应性差。传统的车间生产工作流程纯粹是一种串行的生产方式，车间的组织结构是面向职能的组织结构，不能适应先进制造技术中的面向项目组、面向过程的生产管理方式，整个车间不能快速响应市场多变的需求。 3 工作流管理系统

工作流管理技术的出现，为企业业务过程重构及其自动化提供了一个很好的解决方案，是当前企业实现复杂过程建模、执行监控等过程管理功能的至关重要的技术。车间生产每个成品或者半成品都要经过一个过程，即按照产品结构、工艺路线等规则依次流转完成一系列已分配资源、角色、应用程序等的任务。将这些生产任务按照一定的规则、文件、信息等在不同的执行者之间进行传递与执行，达到协同处理各任务，进而完成一个工作流程，即产品的生产流程，这正是工作流技术的本质所在。然而，Agent是生存于一定环境中，通过与环境交互，及时并灵活自主的行动以完成自身任务的计算实体，其具有自治性、通信能力、反应性、协作性和适应性等特性。Agent的自适应能力和动态部署的计算方式能满足工作流在执行过程中动态适应的要求;Agent之间对等通信的方式可满足工作流多用户间协作的要求。

4 基于工作流管理技术的系统体系结构

如图所示，系统采用数据层、功能层、应用层3层结构。数据层的功能主要是进行数据处理，包括数据库的操作;功能层的功能主要是实现系统的逻辑功能，是系统的核心部分;应用层主要是将功能层提供的菜单示出来，提供给客户进行使用。

（1）数据层:数据层是整个系统的数据基础，也是过程执行与监控的数据源，由过程模型库，人员角色数据库和过程实例库组成。其中过程模型库保存车间各种零件工艺规程的过程模型;人员角色数据库保存车间各种参与加工过程的人员角色模型;过程实例库则保存车间即将、正在以及已经完成的过程实例。

（2）功能层:功能层是系统的核心部分，实现系统与数据库的数据操作，主要支持生产过程的定义、流转、监控等。包括过程定义存储和调出、人员角色信息存储和显示、任务列表的产生和维护、过程执行的自动导航、过程执行进度的显示以及过程执行的详细信息等。

（3）应用层:应用层是系统提供给客户的可执行操作，主要实现系统的各个功能。过程定义人员的业务功能主要包括图形化过程的定义与修改;过程管理人员的业务功能主要包括过程模型的实例化、人员角色信息的增删改、生产任务的派工与过程执行的监控等;任务执行人员的业务功能主要包括过程管理人员下发的任务列表的接受与维护以及生产数据的提交等。

6 总结

将工作流技术引入到车间生产过程中，可实现对生产制造过程的控制和调节，能够在合适的时间将合适的任务分配给合适的人或机器来完成，实现资源和任务的最优化分配，能够很好的解决生产线的快速重组问题。

参考文献

［1］范玉顺.工作流管理技术基础［M］.北京:清华大学出版社，2001.

［2］安鹏.基于工作流的企业业务过程自动化关键技术研究［J］.西安:西北工业大学，2004.

［3］韦文斌，杨建军，曾波等.基于多代理的分布式车间控制系统的研究［J］.机械设计与工程，2001，30(l):28一33.