物料管理系統研究及實現

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云計算技術、移動互聯網得到了突飛猛進的發展，其中移動物料管理系統成了人們關注的問題。筆者在文中基于自動化產線的生產線控制系統建設項目，以信息化為基礎，以精細化管理為指導，以檢修車間為試點，搭建基于自動化產線的生產線控制系統，打通生產運營層和過程控制層的信息通道，形成從檢修計劃到檢修執行的一體化業務模式，提升車間工作效率，進而實現檢修工作的高質量快速交付。本文中所設計的基于檢修的物料管理系統能夠在業務流程設計和功能實現方面緊緊圍繞“檢修工藝策劃——檢修作業執行——生產實績反饋——部件履歷生成”的主線，以產品運維管理系統中檢修工單為載體，搭建一套既能夠支撐自動化生產線運行、也能滿足手工作業工序管理要求的信息系統。

1.整體目標

對于自動化產線這一生產項目的控制線系統來說，主要是以信息化為前提，要求在精準的條件下，把檢修車間當為試驗者，構建一個類似于自動化生產線的系統控制平臺，開辟一條有關于生產和制作過程方面的路徑，完善一套關于自動化產線從模具修理到模具生產的有效手段，為了提高交付工作的工作效率，必須要將檢修工作當作首要任務。

2.系統架構設計

生產線控制系統位于檢修業務系統與底層自動化設備之間的空缺部位，首先是將業務層的檢查維修工作送到控制層的自動線當中，從上到下一一的檢查精細化在管理這一方面的需求，其次是利用先進的通訊信息和強有力地工業控制網絡整合而來標準的數據，其可以為生產部門在檢修這一方面提供了有力依據。

3.生產線控制系統功能需求

工藝數據管理：為滿足生產現場精細化作業管理的要求，在檢修業務系統中需對檢修工藝數據進行細化后，傳遞到生產線控制系統中。（1）標準工序：將現有檢修系統中工序進一步細化到工位級，并提煉出標準工序。（2）主\子工序：規定給1個維修對象安排一個主工序，就好比比主公序低一等的則稱為子工序。（3）人員資質：每個主工序和子工序對工作人員的數量和資質要求極為嚴格。（4）工裝、工具、設備：每一個主子工序都需滿足這三項的需求。（5）物料：主工序在物料方面也有規定，主要包含拆分一些舊零件，對一些已經使用過的物料進行檢查維修，并且要安裝一些新的物件或者是將一些已經使用過的物件進行修理。（6）工藝在網絡方面的路線：將各個工序的并行順序和每一道工序所用時間規劃好。（7）列出檢修任務清單：根據各個不同的維修要求進行不同的物料編碼，把每一道工序的任務都列在一張紙上，讓任務清單更加明確。并且，清單是以維修維的對象和修理程度進行劃分的。（8）將檢修出的內容進行整理：根據車輛數和修理程度，按照每一件產品中的構造類型和所需物料多少進行整理，把最后整理出的清單一一進行合成。（9）對通知單就行修護：只有將檢查、維修兩方面執行完成，才可以將列出清單最終進行檢驗。另外，對于數據的管理精檢維修問題：為了符合精細化管理在生產方面的需求，在檢修系統當中必須為工藝數據和策劃數據降低級別，將二者變化為工位級并將其進行檢查維修，最后再將生產線的首層控制系統送達到最底層的系統。

4.系統設計與實現

生產線控制系統的建設定位于填補上層檢修業務系統與底層自動化設備之間的管理空缺，一方面將業務層的檢修工單分解推送到過程控制層的自動線，自上而下落實檢修生產的精細化管理要求；另一方面借助于成熟可靠的信息通訊技術和工業控制網絡實時采集生產實績數據，自下而上為檢修生產決策和部件履歷生成提供翔實準確的數據。該項目在業務流程設計和功能實現方面緊緊圍繞“檢修工藝策劃——檢修作業執行——生產實績反饋——部件履歷生成”的主線，以檢修系統中檢修工單為載體，搭建一套既能夠支撐自動化生產線運行、也能滿足手工作業工序管理要求的信息系統。具體來說，系統架構劃分為三個層次：（1）頂層以產品運維管理系統為主體，產品運維管理系統主要向下層系統提供檢修工藝數據、質量策劃數據、工單信息和產品構型信息等。（2）中間層則是本項目需要建設的生產線控制系統，其從功能實現方面主要包括基于有限能力的三日計劃管理、檢修工單執行管理、設備管理、質量追溯管理、生產異常管理、生產可視化管理等模塊；從系統服務的對象方面劃分，包括自動化生產線和手工作業工序兩種。對于自動化生產線來說，生產線控制系統一方面需要將產品運維管理中的產品構型信息、按生產線打包的工單數據下發給各條生產線；另一方面，現場作業完成后，生產線控制系統還需收集各條生產線的工單執行狀態、生產進度以及物料消耗數據并更新到產品運維管理系統的庫存模塊。對于手工作業工序來說，生產線控制系統從頂層產品運維管理系統接收細化的工藝數據和檢修工單，在排產模塊進行基于設備、物料、異常等約束條件的有限產能排產，然后將工單分別下發到CAA系統，CAA基于人工操作模式進行派工、領料、過程檢驗、報工等操作。（3）底層架構主要由檢修車間正在建設的幾條自動化生產線組成。在自動化生產線臺位，主要依靠各條生產線附帶的生產線控制系統驅動生產線中設備運轉。生產線控制系統負責將生產實績數據搜集、匯總，一方面反饋給上層生產線控制系統進行車間全局層面的監控管理,另一方面也為上游業務系統中的工單結算、部件履歷生成提供數據。受限于轉向架這種復雜大部件的離散生產組織模式，各條生產線的工藝流程或多或少地包含一些依靠人工作業的工步（比如上料、整備或清洗操作），并非純粹意義上的自動化流水生產線。

5.結論

本文系統在開發過程中考慮了系統的可檢修特性，結合產品運維管理系統實現了基于檢修的物料管理系統，并且在實際工作中提高了運行效率，因此值得推廣與普及。具體來說，實現了如下目標：（1）基于“工位制”精細化檢修工藝的實現。結合車間實際工藝布局和檢修生產組織的需要，實現檢修工藝的再梳理和精細化處理；（2）信息化系統與自動化產線的深度集成。通過生產線控制系統對自動化產線的中央控制和聯網調度，信息共享，相輔相成，提升檢修區域整體工作效率；（3）實現業務過程的透明化管理，并實時監控。利用生產可視化平臺，實時監控產線設備的運行狀態和現場作業的異常情況，為生產管理和決策人員提供信息支持；（4）為產品的全生命周期管理提供數據支撐。實現關鍵零部件在高級修過程中的追溯管控。

作者:陳元龍 郭宗鵬 單位:中車青島四方機車車輛股份有限公司