引言
在轿车车身生产中,车身的生产制造质量最大程度的影响着最终汽车成品的性能和质量。一台轿车车身通常由前围、后围、左右侧围、底板、车顶几大部分组成,包括400多个零部件,4000多个焊点,经过200多套工序装配而成,技术要求严格,生产加工过程复杂。车身的制造过程。涉及到大量各种形式的信息需要集成管理,例如生产计划信息、质量信息。生产设备信息。工装夹具信息等。目前,国内轿车生产企业车身车间的管理大多是各个部门独立作业,而且大多还停留在“卡片式”的管理阶段,这种管理方式使得部门之间生产、物料供应、库存等生产经营信息难于做到统一和共享,也使得部门内部对生产信息不便于管理。针对车身车间目前的管理现状,本文提出基于WEB的车身车间生产管理系统(Auto body Shop Production ManagementSystem),是在车间内部局域网(Intranet)和WEB技术的基础上,以车身生产计划为主线,通过加强对物料及生产资源的计划管理,达到精简车身生产活动辅助环节、优化车间生产管理、减少车间制造费用的轿车制造企业的车身生产计算机辅助管理平台,同时实现生产信息和车间图形文档的电子化、集成化管理。
1 系统总体框架
车身车间生产管理系统通过采用3层B/S结构,表示层、应用逻辑层、数据服务层,即图1中的WEB浏览器、WEB服务器(应用服务器)、数据库服务器,将系统进行明确的分割,使其在逻辑上各自独立,并且单独加以实现。3层B/S结构使得客户端的操作界面友好,通过简单的操作就可以完成日常管理工作,而且系统的模块存放在WEB服务器上,其设计、维护、和更新工作只需在WEB服务器上进行。
在车间内部Intranet的基础上,用户(工段、库、现场质保及维修人员)通过浏览器/服务器(Browser/Server即B/S)模式,根据被分配的不同的权限,访问不同的业务逻辑模块(车身车间生产管理系统),来进行各自的业务处理,并通过SQL方式向数据库服务器提出数据或其他资源的请求,WEB服务器再将请求结果返回客户端浏览器,流程如图1所示。
图1 系统的总体框架
2 车间生产管理系统的功能模块
针对目前我国轿车车身制造的实际情况,以及与车间生产有关的库存控制生产流转成本控制设备故障处理等信息管理的需求,将车身的生产过程所包含的主要信息分为以下9种类型
·结构组成信息:车身结构、零件组成等信息。
·装焊工序信息:装配顺序、装配工艺文档、焊接方式、焊枪型号、焊点位置、焊接工艺参数等信息。
·工装夹具信息:定位方式、夹紧方式、装配部件传输方式等。
·生产设备信息:各种焊接和装配设备。
·设计资料信息:各类零件图纸和装配图纸、装焊夹具图纸、零件CAD数据模型等。
·装焊质量信息:对车身整体和局部分总成制造质量的检测信息。
·车间库存信息:物料(工具辅料电极等)的进出库的数量费用信息。
·工段物料领用信息:工段所领取物料(辅料、电极、电缆等)的数量、费用等信息。
·车间生产状况信息:整车和各工段加工零部件、分总成的进出、报废及相关费用信息。
基于上述对车间生产信息的分类,车身车间生产管理系统通过7个模块,分别管理这些生产信息,最终达到生产数据可控、质量可控、成本可控的目的。
2.1 夹具状态维护功能模块
夹具状态是保证车身焊接装配质量的重要因素之一,在车身焊接制造过程中,夹具状态不可避免的要发生改变,这些改变包括夹具位置的偏移、定位型面的磨损、定位元素的缺失、定位形式的改变以及人为的对夹具进行的调整和维修等等。通过夹具状态维护这个模块,可以将发生改变的夹具元素的相关信息(调整方式、工位号、检测值等)通过WEB方式纪录在数据库服务器中,并提供夹具元素的走势信息查询。
2.2 图形文档管理功能模块
轿车车身是由数百个薄板冲压件通过焊接,涂胶和其他生产工艺方法装配而成零部件数目众多,而且车身装配中的焊接,涂胶,安装,打磨等工艺异常复杂,由此带来了大量的零部件图纸CAD数模,技术文档等资料需要管理。此模块实现了图形文档的电子化管理,通过WEB方式,车间管理人员在车间内部的各个客户端上能够方便快捷的查询与获取所需资料,便于指导生产。
2.3 设备管理功能模块
设备是车间生产正常进行的基础,设备的管理水平直接影响到车身制造的产量和质量以及制造成本的高低。因此全面性的生产维修(Total ProductionMaintenance)对于车间的设备管理非常重要。
日常点检:车间操作工人在上班后5-10分钟里进行。日常点检可以大大降低生产过程中的故障,从而保证设备的可靠性。
定期检查:维修工人定期按计划对重点设备进行检查,主要测定设备使用情况设备性能等,目的是能对设备进行及时的预防维修。
维修纪录统计分析:这是TPM的一项重要内容,把日常点检、定期检查及各项维修作业发生的现象、原因、所需工时等记录下来,制成分析表,产生设备完好率、维修响应情况、故障易发点、故障重复率、故障原因排序等指标。通过分析找出故障次数多、间隔时间短、维修工作量大、对生产影响大的设备和部件,将它们作为维修保养的重点对象,以保证生产工程的正常进行。
2.4 库存管理功能模块
库存管理是车身车间生产管理的重要组成部分,车间的正常生产需要库存来保证冲压件、工具、辅料等与车身生产相关的物料的供应。车间的库存管理以物料为管理对象,以物料的到货、清点验收、入库、调拨、盘库、出库等为内容。通过库存管理,有效解决诸如不能及时得到库存信息、库存信息不够准确、无法及时了解发料和生产用料情况等目前车身制造车间普遍存在的问题。
2.5 生产状况管理功能模块
车间生产状况管理单元主要对车间内部各工段的生产状况进行处理。车身车间的生产由冲压车间提供的冲压件开始,经过底板I底板II总拼侧框工段门盖工段调整工段(不同的车身厂会有不同的工段划分)装焊成车身。工段是车间生产管理系统成本、产量、材料消耗等最小核算单位,对工段产量的核算通过车间生产状况处理单元来完成。
图2 车间生产状况管理单元
工段具有供应商和生产制造商的双重角色。图2所示,工段质量检验对工段中出现的质量问题进行纪录,主要是质量缺陷纪录和报废处理纪录缺陷和报废都影响该工段的物料消耗,进而影响该工段的成本核算。有缺陷的成品物料经过返工,或合格或报废,如果合格则进入工段加工完工单模块进行处理;如果报废则进入报废处理。质量缺陷纪录通过缺陷返工时间和判为报废所用工时折算成该工段的支出成本;质量报废纪录通过报废零部件的单价(由仓库管理得到)和所费工时折算成该工段的报废成本。
对工段产量的核算最后通过工段加工完工单模块来提交。工段完工单纪录各工段的完工情况,包括工段合格品成品总数、工段报废品成品总数。等其中成品指本工段生产的供下工段使用部件或总成。
2.6 工段成本控制功能模块
在成本控制上,车间仓库管理不仅要能控制车间所用物料总的出入,而且对各工段领用物料也要实现可控。为了控制各工段的成本,首先需要定制工段物料清单分配表,其中成品物料指本工段生产的供下工段使用的零部件或总成;内部流转物料指工段内部班组之间流转的零部件或总成;前工段传递物料指上工段加工的成品物料。所有的这些物料的相关信息(单价、库存量、库位等)可以从车间仓库中得到。
然后根据各工段物料清单分配表以及计划月产量做出各工段的成本指标分解表。其中定额用量是工段物料清单中的消费定额,物料规定用量一般为定额用量的90%。各工段的实际用量是该工段从仓库领用的数量。通过比较实际用量/百台是否介于定额用量/百台和规定用量/百台值之间,可以实现工段的成本可控工段成本控制的目的既要控制物料的用量,同时为了保证焊装的强度和安全性,实际用量也要大于规定用量。
图3 工段成本控制单元
2.7 人员权限管理功能模块
人员管理包括人员的基本信息的管理和出勤纪录管理。权限管理主要是通过分配不同权限,使操作用户只能以适当的方式和权限,对车身车间生产管理系统的功能模块进行适当的访问和操作,从而保证整个系统数据的安全性。
3 车间生产信息管理系统的实现
基于3层B/S结构的特点,该系统的实现分为数据库设计和服务器端程序两部分。
3.1 数据库选用及设计
针对一般车身车间信息的流量以及客户端对信息的访问量,采用面向企业的中型数据库作为数据库服务器是完全可以满足需求的。SQL Server2000 是Microsoft提供的最新版本的面向中小型企业的数据库,它最多可以提供200客户端并行访问,远远可以满足车间内部各部门的信息访问需求。
数据库的设计首先要进行系统数据分析,导出系统的数据库结构,利用关系数据库模型建立数据库各表之间的对应关系,合理的设计表和定义表中的数据类型。系统用到的数据表主要有工段物料清单明细表、入库单领料单、人事信息表、物料库存明细表、工段完工单、质量缺陷纪录表、质量报废纪录表、维修委托单等35张表,利用数据库集中建立在同一个库中。根据各模块的实际要求事先设计好各表的主键、外键、索引、约束、规则、触发器存储规则等,便于各模块对共用的数据表的统一引用,并可保证数据的完整性。
为了保证数据库的安全,利用SQL Server2000数据库的系统授权机制,将用户分为不同级别、设置不同的权限,并结合车间生产管理系统的人员权限管理模块,对表进行读、写、删除、插入、更新等不同的操作。
图4 白车身车间生产管理系统应用实例
3.2 服务器端应用程序设计
Microsoft 的Active Server Pages(ASP)是一种服务器端的脚本开发环境。ASP使用脚本语言(VBScript JScript等)编写脚本,这些脚本可以执行应用程序逻辑,进行数据处理产生有用的信息,如数据库查询、文件输入输出、创建动态交互的WEB页面等。在ASP脚本中,可以通过ADO(ActiveX DataObjects)来访问数据库。
基于上述的系统框架和系统功能模块分析,上海交通大学车身制造技术中心成功的将该系统应用到了上海某汽车企业的车身车间管理中、图4是该系统工段成本控制单元的一个WEB页面,客户端输入月计划产量,WEB服务器接收到请求。解释执行ASP程序代码,通过ADO数据库访问方式,调用数据库中关于物料清单分配表的信息,将工段成本指标分解表以HTML格式传回给客户端。
4 结束语
本文开发并实现了浏览器/WEB服务器/数据库3层结构下的车身车间生产管理系统,它的实施,实现了车间内部各工段之间以及工段与仓库、工段与维修班组之间的信息共享和信息访问;实现了车身车间生产过程、工段成本、生产设备和车间人员的计算机辅助管理。文章最后给出了一个该系统的应用实例,它的成功运用,对提高车间管理效率、降低生产成本、持续改进车身的制造质量等方面将起到积极的辅助作用。
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本文标题:基于WEB的车身车间生产管理系统