车间刀具管理系统设计

I 摘 要 我国的刀具管理技术与世界发达国家相比，发展还较为滞后。在制造业进入信息化、智能化的今天，用计算机技术实现工艺问题中的刀具选用，和在 CIMS中实现刀具的自动调配、修整、报废、订购和技术统计等问题，已经成为企业降低使用刀具成本，提高生产效率的重要途径。为了适应新的市场环境，企业必须使生产柔性化以快速响应市场。而刀具在整个生产过程中占有相当重要的地位，因此提高刀具利用率，对刀具进行有效地管理就变得十分重要。刀具管理系统是先进制造技术领域的重要研究课题，对于全面增强企业应变能力和市场竞争力有着十分重要的意 义。 本文探讨了刀具管理系统的主要技术，主要有：（ 1）对刀具的编码系统进行了分析，并结合企业的状况，设计了数控车间的刀具编码（ 2）建立了添加、删除和统计刀具信息的模型。（ 3）使用 SQL Server 2008 作为物理数据库建立了数据之间的联系。 该系统具有较强的实用性，为企业提高生产率，促进企业各部门的信息共享，提供了有效的工具。 关键词： 刀具 管理系统 ； SQL Server；数据库 II Abstract China tool management technology compared with developed countries,is lagging behind. Tool used in the process issues with computer technology, manufacturing information, intelligence, and in CIMS tool automatically deploy, trim, scrap, ordering and technical statistics, has become the enterprises to reduce the use of tool costs,and it is an important way to improve production efficiency. In order to adapt to the new market environment, companies must make the production flexibility to respond quickly to market. Tool occupies a very important position in the entire production process, thereby increasing the utilization of the tool, the tool to effectively manage becomes very important. The tool management system is an important research topic in the field of advanced manufacturing technology, comprehensively enhance the resilience and competitiveness in the market has a very important significance. This paper discusses the tool management system technologies,mainly in the following: (1) analysis of the coding system of the tool,combined with the state of the business, the design of the NC workshop tool coding (2) established a model to add, delete, and statistical tool information. (3) using SQL Server 2008 as a physical database to establish a link between the data. The system has a strong practical and provides an effective tool for enterprises to improve productivity to promote various departments of the enterprise information sharing. Key words: Tool management system； SQL Server； data base III 目 录 摘 要 . III ABSTRACT . IV 目 录 . V 1 绪论 . 1 1.1 课题背景与研究意义 . 1 1.1.1 课题背景 . 1 1.1.2 研究意义 . 1 1.2 刀具管理系统的现状与发展 . 1 2 机械车间刀具管理系统的开发技术 . 3 2.1 C 语言简介 . 3 2.2 开发工具 . 3 2.3 数据库 . 4 3 系统功能和需求分析 . 5 3.1 系统功能分析 . 5 3.1.1 基础数据管理 . 5 3.1.2 刀具资源管理 . 5 3.2 系统流程 . 5 3.3 刀具资源管理工作流分析 . 5 3.3.1 刀具订购工作流 . 5 3.3.2 刀具出入库流程图 . 6 3.4 系统性能需求分析 . 8 4 刀具编码技术与数据库设计 . 10 4.1 系统结构设计分析 . 10 4.2 刀具编码技术设计 . 10 4.2.1 刀具分类 . 10 4.2.2 刀具编码 . 11 4.3 系统数据库设计 . 18 4.3.1 数据库设计原则 . 18 4.3.2 数据库概念结构设计 . 18 4.3.3 数据库逻辑结构设计 . 19 5 主要功能模块设计 . 23 5.1 系统登陆 设计 . 23 IV 5.2 系统主界面设计 . 24 5.3 资源管理模块设计 . 24 5.4 库存模块设计 . 35 5.5 用户管理模块设计 . 36 6 系统测试 . 37 6.1 机械车间刀具管理系统测试概述 . 37 6.1.1 测试目标 . 37 6.1.2 被测系统特点 . 37 6.1.3 被测系统环境需求 . 37 6.2 刀具信息管理的测试方案 . 37 6.2.1 测试要点分析 . 37 6.2.2 测试内容 . 37 6.3 测试结果分析评价 . 38 7 结论 . 39 致 谢 . 40 参考文献 . 41 本人毕业设计（论文）题目 1 1 绪论 本章主要介绍了员工信息管理 系统的背景和目的，就员工信息管理系统的发展和现状进行了论述，并且给出了有关员工信息管理系统任务的简单介绍。 1.1 课题背景与研究意义 1.1.1 课题背景 刀具作为机械制造业的必备，始终贯穿从生产准备到完成的整个生产过程，对企业的投资与生产效率造成影响。根据资料显示，上世纪 80 年代中期，全世界每年用有超过 2500亿美元用于切削加工，其中所占费用的 3%为切削刀具，加上刀具对切削加工能力的影响，作用了高达 500 亿美元的制造成本。国外公司不惜花费大量资金投入刀具管理系统，保证刀具处于良好的生产状态，据国外资 料显示，刀具本身成本大约占制造成本的 4%，准备、保管、供应管理及重磨的费用却高达 12%。然而，刀具管理系统在我国中小企业中没有受到重视，存在许多问题，中小企业刀具管理的现状表明刀具及刀具管理在制造业的信息化建设中较为缺乏，而刀具及刀具的管理对制造成本以及现代制造系统的执行能力又有直接影响 1。 根据山特维克官方数据： 16%的计划作业停止是由于缺乏刀具造成的， 20%的机械师时间花在查找刀具上， 30%-60%的刀具库存不在控制之中， 40%-80%的监督人员时间用于挑选合适的刀具。在刀具管理中遇到瓶颈，限制了企 业的核心竞争力。国内外很多研究者也早已注意到了这个问题，为此撰写了大量的论文并开发了一些相应的刀具管理系统软件。事实上，刀具系统及其管理已成为整个现代加工系统的重要组成部分，从某种意义上说，没有成熟的刀具管理，就没有真正的现代化制造系统 2。 1.1.2 研究意义 在实际生产中，大量的刀具需频繁地在机床与库房、刀具刃磨车间与刀具库房及机床之间交换和流动。是否能对刀具进行有效管理，不仅影响加工成本，也会影响机床的使用和生产效率。通过书面记录刀具出库、入库的管理方式已经与时代渐行渐远 3。因此结合计算机、 数据库及网络技术来建立数字化刀具管理系统有着重要的现实意义。 本系统的目的在于开发一个功能实用、操作方便、简单明了的刀具管理系统。 1.2 刀具 管理系统的现状与发展 1.2.1 国内刀具管理系统现状 我国企业信息化进程与世界发达国家相比较晚，但发展迅速。目前，国内的中小型企业大都没有对刀具管理系统技术的充分重视，因此也缺乏成熟的刀具管理系统。一些大型企业已经认识到它的重要性，并对一些高校的相关科研项目进行了投资，开发出了一些可以良好使用的系统，但大部分都没有十分完备的功能 4。 随着研究的深入，国 内一些高校对刀具管理系统进行了深入的研究，开发出了一些与之相适应的刀具管理软件。例如西北工业大学，对刀具生命周期管理进行了研究，河北科技大学也对基于 Web 网络平台的刀具管理系统模型做了一定的研究但由于成本较高，不具备实用性，因而还停留在理论和实验室阶段。 1.2.2 国外刀具管理系统现状 无锡太湖学院学士学位论文 2 国外企业信息化进程起步较早，在工具管理方面右比较先进的管理系统和管理经验，其中有代表性的有： （ 1） 德国的瓦尔特信息系统公司的刀具管理软件 TDM 系统 它是一个成熟的管理系统，可以从刀具寿命、库存、零件、切削参数等方面进 行全方位的管理。它的主要组成模块分别是图形模块、系统管理模块、基本模块、车间控制模块、仓库模块、夹具及辅助模块、条形码输入模块、订货模块、与其他 CAM 软件接口模块等。 （ 2） 山特维克可乐满公司的 AutoTAS 高度集成系统 它是由 11 个充分集成的、但是又独立的模块组成。这些模块分别是：一般设置、件库、组件库、刀具包库、工作计划库计划模块、仓库管理模块、采购模块、校准模块、刀具室模块、统计与报告模块。 AutoTAS 覆盖了从采购、统计与报告、刀具室计划支持和质量管理，集成了从设计到制造的全过程。可以控制切削刀具、 量具、夹具整个寿命周期。 （ 3）英国 CTMS 公司的计算机刀具管理系统（ CYMS） 它由系统软件模块组成，可配置 16 个终端，分别设置在刀具房、刀具预调间、计量室供应科室等处，各终端直接与中心数据库联网，整个系统的作用可以概括为：改善刀具开发时间及控制发放在外的刀具数量，不断更新刀具房的库存信息，直接用刀具预调数据以调定刀具，提供刀具购置信息，提供刀具用途分析报告 5。 本人毕业设计（论文）题目 3 2 机械 车间刀具 管理系统的开发技术 本章中首先讨论了车间刀具管理系统的开发所使用到的相关技术，包括开发环境的选择、开发工具 及开发语言的选择、数据库服务器的选择，为系统开发做好充分的准备。 2.1 C 语言简介 1. C 是结构性语言 C 语言是以函数形式呈现的，用户可以调用函数库中的语言，也可以进行合理有效的组合，使之符合自己的设计要求。其显著特点是程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立，即代码和数据的分隔化。这种结构化方式可使程序，便于使用、维护以及调试。 2. C 语言功能齐全 C 语言丰富的数据类型使之可以胜任各式各样的程序设计要求，并且它的逻辑判断能力也十分强大，最大程度上避免逻辑错误。 3. C 是高级语言 C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元 。把高级语言的基本机构和语句与低级语言的实用性结合起来。 4. C 语言使用范围大 适合与多种操作系统，如 Windows、 DOS、 UNIX 等等；也适用于多种机型 。 C 语言对编写需要硬件进行操作的场合，优于其它高级语言，有一些大型应用软件也是用 C 语言编写的。 5. C 语言应用指针 可以直接进行靠近硬件的操作，但是 C 的指针操作不做保护，也给它带来了很多不安全的因素。 C+在这方面做了改进，在保留了这种功能同时又保留了安全性，提升 了用户的使用安全感，但是这些改进增加了语言的复杂度，从而出现了新的问题。 Java 针对 C 语言的缺点做出了一些改变，不在使用指针，提高了安全性，但在虚拟机中运行，运行效率低于 C/C+,一般而言， C， C+， java 被视为同一系的语言，它们都是最好的应用程序使用语言。 6. C 语言文件由程序序列组成 可以构成二进制文件或文本文件常用的 C 语言 IDE（集成开发环境）有 Microsoft VisualC+,Dey-C+,Code,Blocks,Borland C+ Builder,GNU DJGPP C+ ， Lccwin32 C Complier 3.1,High C,Turbo C,C-Free,win-tc,xcode(mac os x)等 6。 2.2 开发工具 Visual Stdio Visual 意为“可视化的”，指的是一种开发图形用户界面的方法。 #是一种应用于开发 .NET 应用程序的专属语言，它以 C 语言为基础，沿用其大部分的关键字，表达式以及运算符，而语法的设计却更为简洁易懂，同时以 C+对象模型建构其面身对象的语言结构，支持完整的面身对象设计理论。 C#本身的设计，考虑各种语言的特性，避免了现有程序 语言的缺点，并且新增了多种出色的语言特性，如垃圾回收机制，类型安全以及异常处理等。C#保留了 C+的功能强大特性，兼具 Visual Basic 易于使用其的优点 ,搭配 .NET 所提供的呆无锡太湖学院学士学位论文 4 库 ,改变了传统应用程序的开发模型 ,加上微软对于 .NET 平台的全力支持 ,C#在可预见的未来会扮演非常重要在角色 7。 Visual Studio 是一套完整的开发工具，用于生成 ASP.NET Web 应用程序、 XML Web services、桌面应用程序和移动应用程序。 Visual Basic、 Visual C# 和 Visual C+ 都使用相同的集成开发环境 (IDE)，这样就能够进行工具共享，并能够轻松地创建混合语言解决方案。 另外，这些语言使用 .NET Framework 的功能，它提供了可简化 ASP Web 应用程序和 XML Web services 开发的关键技术 8。 2.3 数据库 数据库（ Database）是具有一定结构特点的管理、存储和调用数据的数据仓库 9，诞生于上世纪 80 年代，伴随着信息技术领域的巨大发展，尤其是距今 20 年以后，人们不在仅仅满足于简单的存储和管理数据，而是需要更多能适应生产和生活需求的数据管理方式10。 本课题中使用的软件是 SQL Sever 2008。 本人毕业设计（论文）题目 5 3 系统功能和需求分析 3.1 系统功能分析 刀具管理系统分为基础数据管理和刀具资源管理两个功能模块。 基础数据管理 刀具管理系统 刀具资源管理 图 3.1 刀具管理系统功能树 3.1.1 基础数据管理 基础数据管理所要实现的功能如下： 用户权限管理：建立新用户、设置权限。 人员基本信息管理：录入车间加工人员的基本信息及查询。 设备信息管理：录入、查询、维护车间基本信息。 刀具编码管理：对刀具编码原则进行设置、录入、维护。 系统日志管理： 管理系统日志文件数据、打印报表。 数据库备份：实现数据库备份功能 3.1.2 刀具资源管理 刀具计划调度管理 刀具库存管理 刀具成本管理 3.2 系统流程 管理员通过服务器进入刀具信息管理系统，进入刀具信息管理系统的首页，用账号登录系统，登录成功就可以看到有关刀具信息了；管理员同样通过服务器进入刀具信息管理系统，登录成功后进入管理主页面，可以选择进行用户权限管理，人员基本信息管理，设备信息管理。 3.3 刀具资源管理工作流 分析 刀具管理工作流主要流程包括刀具订购工作流、刀具调度工作流、刀具 出入库工作流。 无锡太湖学院学士学位论文 6 3.3.1 刀具订购工作流 图 3.2 刀具订购流程图 3.3.2 刀具出入库流程图 本人毕业设计（论文）题目 7 图 3.3 刀具出入库流程图 3.3.3 刀具调度流程图 无锡太湖学院学士学位论文 8 图 3.4 刀具调度流程图 3.4 系统性能需求分析 实用性：系统应具有方便的操作功能、友好的人机交互界面、系统维护方便。 本人毕业设计（论文）题目 9 安全性：系统应具有用户管理安全功能。 可靠性：系统具有一定纠错能力和较强的可靠性。 无锡太湖学院学士学位论文 10 4 刀具编码技术与数据库 设计 4.1 系统结构设计分析 企业车间刀具管理系统的系统结构如图 4-1 所示，系统结构设计确定了软 件的结构也是总体设计的主要阶段。要根据系统分析的结果以及公司的实际情况来对新系统的结构进行总体设计，从宏观，总体上进行设计和规划，并且要对各个模块分析。 图 4.1 系统功能模块图 4.2 刀具编码技术设计 刀具是零件加工的直接工具 ,是整个制造环节中占用准备时间最长（选择、组装、夹紧、测量、数据输入）、影响零件加工质量的主要因素 ,也是影响数字化制造柔性的主要因素。在数字化制造过程中 ,要对刀具进行准确快速 的识别、调用和分配 ,就必须解决刀具的编码问题。 4.2.1 刀具分类 1）根据刀具结构可分为 : （ 1）整体式：由整块材料磨制而成，切削部分可以根据具体使用场合来修磨。 （ 2）镶嵌式：分为机夹式和焊接式。其中根据不同的刀具结构，机夹式分为可转位和不可转位。 （ 3）减振式：为了减少刀具的振动，提高加工精度，当刀具工作臂长度和直径比大系统功能模块 资源管理 使用管理 数据管理 订购新刀 信息修改 新刀入库 报废 借出 归还入库 装卸 刀磨 刀头数据 刀片数据 刀柄数据 其他数据 本人毕业设计（论文）题目 11 于 4 所采用特殊结构的一种刀具，主要用于镗孔。 （ 4）内冷式：可以通过切削液